高电压工程基础(施围)课件第7章 电气设备绝缘的高电压试验
《绝缘的高电压试验》课件
![《绝缘的高电压试验》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/d191669c185f312b3169a45177232f60ddcce789.png)
放电装置的作用
放电装置用于将存储在电容器 中的电荷释放掉,避免对设备 造成损坏或产生安全隐患。
接地装置的作用
接地装置用于将设备接地,保 证操作人员的安全和设备的正
常运行。
05
高电压试验的安全 防护
安全操作规程
01
02
03
操作前检查
使用高电压发生器时,应确保设备接 地良好,操作人员应佩戴绝缘手套和 绝缘鞋,并保持安全距离。
工作原理
高电压发生器通常由变压器、调压器 、高压整流器和滤波器等组成,通过 调节变压器和调压器,可以调节输出 电压的大小和波形。
测量仪器与仪表
测量仪器与仪表介绍
测量仪器与仪表用于测量高电压试验中的各种参数,如电压、电 流、功率等。
培训与资质
试验人员必须经过专业培 训,具备相应的资质和技 能。
环境安全要求
场地要求
试验场地应干燥、通风良好,无 易燃、易爆物品,保持清洁。
天气条件
避免在恶劣天气(如雷雨、大风等 )进行高电压试验。
安全距离
确保试验设备、操作人员与周围物 体保持足够的安全距离。
06
绝缘高电压试验的 应用实例
电力设备绝缘检测
主要类型
包括电压表、电流表、功率表、示波器、记录仪等,根据试验需求 选择合适的测量仪器与仪表。
使用注意事项
使用测量仪器与仪表时,应确保设备的准确性和可靠性,定期进行 校准和维护。
试验辅助设备
试验辅助设备介绍
试验辅助设备包括绝缘材料、 放电装置、接地装置等,它们 在高电压试验中起到辅助作用
。
绝缘材料的作用
在规定的时间内,对被试 设备施加规定极性和幅值 的冲击电压,观察其是否 发生闪络或击穿。
电气工程概论高电压与绝缘技术(课堂PPT)
![电气工程概论高电压与绝缘技术(课堂PPT)](https://img.taocdn.com/s3/m/9a15c9b2af45b307e9719714.png)
3
一、高电压与绝缘技术的发展(续)
◇高电压是相对于低电压而言的,对于电力系统来 说,1kV以上至220kV称为高压,220kV至800kV称为 超高压(EHV),1000kV以上称为特高压(UHV)。 ◇绝缘体是相对于导体而言的,绝缘体电阻率很高 (可达109~1022Ω.cm),通常通过的泄漏电流非常小, 可以忽略不计。
• 产生原因:长线电容效应、不对称接地和突然 甩负载。
• 采取措施:传统的方法是使用同步补偿机或并 联电抗器,近年来的发展了静止无功补偿技术 ,各有优缺点。
51
谐振过电压
• 一、产生谐振过电压的原因:由于系统中存在着大量的电容 电感元件,在系统进行操作或发生故障时,这些电容电感元 件可能形成各种不同自振频率的振荡回路,在外电源的作用 下发生谐振现象,造成某些元件上出现谐振过电压。
绝缘等级
E B F H
使用极限温度
120℃
温升限 值
75K
130℃
80K
155℃
105K
180℃
120K
18
• SF6气体已有百年历史,它是法国两位化学家Moissan和 Lebeau于1900年合成的人造惰性气体,1940年前后,美国军 方将其用于曼哈顿计划(核军事)。1947年提供商用。当前 SF6气体主要用于电力工业中。SF6气体用于4种类型的电气设 备作为绝缘和/或灭弧:SF6断路器及负荷开关设备,SF6绝缘 输电管线,SF6变压器及SF6绝缘变电站。80%用于高中压电力 设备。
50
工频过电压
• 工频过电压在暂时过电压中的重要性:它是确 定超高压远距离输变电设备绝缘水平的重要依 据,其幅值影响保护电器的工作条件和保护效 果。它的持续时间影响设备绝缘及运行性能, 并且长线中的操作过电压是在工频过电压的基 础上振荡产生的。在超高压输电系统中,工频 电压升高应当受到相当的重视。
第7章电气设备绝缘的高电压试验
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➢试验变压器的容量P≥ωCxU2 【U为试验电压,Cx为被试设备电容】
第7章电气设备绝缘的高电压试验
What’s these?
第7章电气设备绝缘的高电压试验
➢工频电压的产生
1. 工频高压试验对试验设备的要求(第一种方式)
调压器
试验变压器
保护电阻 (限流限压)
保护电阻 (保护球隙)
➢对被试设备施加超过其额定工作电压若干倍数的交 流高压,并持续一定时间(一般为1分钟),期间观 察设备绝缘是否出现异常现象或发生闪络、击穿
❖试验电压和试验周期要选择适当!
➢固体有机绝缘会产生累积效应
第7章电气设备绝缘的高电压试验
工频交流耐压试验的原理接线图
R
TY
B
G
被
试
品
~220V K
V
TY为低压调压装置,B为试验变压器,R为限流保护电阻,G为保护球隙
直流耐压试验
μA 限流电阻
高
压
被
发
试
~220V
低压控制箱
生 装
品
置
第7章电气设备绝缘的高电压试验
第7章电气设备绝缘的高电压试验
➢直流高电压的产生
1. 半波整流回路和直流高压设备的基本参数 (1)半波整流回路
u DR T
C
Rx
√2UT Umax
t1 t2
T
半波整流电路及输出电压波形图
Umin t
保护电阻(按0.1/V选取阻值)
2)试验电压的波形畸变 原因:变压器或调压装置的铁芯工作在在磁化曲线的饱和段,
或当变压器和调压器存在漏抗; 措施:在试验变压器原边绕组并联一个L-C串联谐振回路。
T
《高电压工程基础(第2版)》大纲(40学时)
![《高电压工程基础(第2版)》大纲(40学时)](https://img.taocdn.com/s3/m/589a9daf55270722182ef75d.png)
《高电压工程基础》教学大纲课程学时:40学时(讲授36+实践4)适用专业: 电气工程及其自动化先修课程:电路、发电厂电气主系统等教材:《高电压工程基础》(第二版),施围,邱毓昌,张乔根. 机械工业出版社,2014参考书 1. 《电气工程基础》,(第二版)王锡凡主编,西安交通大学出版社,20092. 《高电压绝缘技术》,严璋,中国电力出版社,20023. 《高电压工程》,梁曦东,清华大学出版社,2004一、课程的性质、目的及任务《高电压工程基础》是电气工程及其自动化专业一门重要的专业课程,该课程理论性和实践性并重,着重强调工程应用中的理论知识。
通过对本课程的学习,使学生掌握气体放电的基本理论、液体和固体电介质的电气特性,掌握电气设备绝缘试验的相关知识,以及电力系统过电压产生机理及抑制措施等基本知识,具有从事绝缘、高电压技术等领域的设计、安装、运行、试验,及研究工作的专业知识基础。
二、教学内容及基本要求第1章绪论(1)教学内容1.1 高压输电的必要性;1.2 我国电力工业的发展;1.3电力工业对高电压技术发展的促进作用;1.4 新材料和新技术在高电压技术中的应用;1.5 高电压技术在其他领域的应用。
(2)基本要求掌握我国输电线路电压等级的划分;掌握高压输电产生的背景及高压输电的必要性;掌握分裂导线的结构及优点;了解高电压技术在其他领域的应用;了解高电压技术中的新技术;了解我国电力工业的发展。
- 1 -第2章气体放电的基本物理过程(1)教学内容2.1 带电质点的产生与消失;2.2 放电的电子崩阶段;2.3 自持放电条件;2.4 不均匀电场中气体放电的特点。
(2)基本要求掌握气体中带电粒子的产生与消失;掌握气体的自持放电现象和流注放电理论、气隙的击穿特性及提高气体间隙抗电强度的方法;pd值较大和pd值较小时放电现象的异同,以及各自的自持放电条件;理解输电线上的电晕放电以及绝缘子表面的气体放电。
第3章气体间隙的击穿强度(1)教学内容3.1 稳态电压下的击穿;3. 2 雷电冲击电压下的击穿;3.3 操作冲击电压下的击穿;3.4大气密度和湿度对击穿的影响;3.5 SF6气体间隙中的击穿;3.6 提高气隙击穿电压的措施。
高电压技术电气设备绝缘试验课件
![高电压技术电气设备绝缘试验课件](https://img.taocdn.com/s3/m/fdb79c914128915f804d2b160b4e767f5acf80b1.png)
点二
详细描述
进行电缆耐压试验时,需使高压电源相应保护装置,按照 规定方法步骤进行测试。测试过程中,应确保电缆终端连 接良好,避免出现接触良引起误差。测试结果应与历史数 据进行比较,判断电缆绝缘性能否发生变化。此外,还需 注意安全问题,确保试验过程中操作符合相关安全规范标 准。
THANKS
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Part
04
电气设备耐压试验
耐压试验基本概念
耐压试验
一种检测电气设备绝缘性能试验 方法,通过施加高正常工作电压 电压,检测设备绝缘性能否符合
求。
击穿
施加高电压时,如果电压超过设备 绝缘强度,发生击穿现象,此时电 流突然增大,设备失去绝缘性能。
电气间隙
指两导电部件之间空间距离,影响 设备击穿电压重因素。
介质损耗角正切值测量原理
介质损耗角正切值测量基交流电 场电介质响应特性。
通过测量电介质特定频率介电常 数电导率,结合交流电压、电流
相位差,计算得tanδ值。
常测量方法西林电桥法、谐振法 、脉冲法等。
介质损耗角正切值试验方法与步骤
选择合适测量仪器试验电压,确 保测量精度安全。
将试品置试验环境中,进行充预 处理,如温度、湿度控制等。
通过测量设备介质损耗评估其绝缘性能。如果介质损耗较大,则说明设备绝缘性能存问题 ;如果损耗较小,则说明设备绝缘性能良好。
Pa析
案例一:变压器绝缘电阻试验
总结词
变压器绝缘电阻试验评估变压器绝缘性能重手段,通过测量其绝缘电阻值,可判断变压器否存绝缘缺陷或受潮现 象。
详细描述
高电压电源通过施加直流或交流高压,使绝缘体内部产生电场,当电场强度达一定 值时,绝缘体中介质开始导电,形成泄漏电流。
电气工程概论高电压与绝缘技术课件
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高电压设备的绝缘检测与维护
01
02
பைடு நூலகம்
03
定期检测
按照规定的周期对高电压 设备进行绝缘检测,及时 发现并处理存在的隐患。
预防性维护
采取一系列预防措施,如 保持设备清洁、定期更换 绝缘材料等,以降低设备 发生故障的风险。
应急处理
在设备出现故障时,采取 紧急措施,如切断电源、 释放残余电荷等,以保障 人员和设备安全。
通过直接对设备施加高电压来检测设备的耐压水平,是常用的试 验方法。需要使用高压电源、变压器、调压器等设备。
冲击试验
模拟雷电过电压等瞬态冲击过程,对设备进行耐压检测。需要使用 冲击电压发生器、脉冲电流发生器等设备。
介质损耗角正切值试验
通过测量绝缘材料的介质损耗角正切值,评估其绝缘性能。需要使 用高压电桥、介质损耗角测量仪等设备。
04
电力系统中的高电压与绝 缘问题
电力系统中的过电压现象及其防护
过电压现象
过电压是指电力系统在特定条件下所 出现的超过正常工作电压的异常电压 升高现象。
过电压的分类
过电压防护措施
为防止过电压对电力系统的危害,应 采取一系列防护措施,包括安装避雷 器、限制操作过电压和改善设备绝缘 等。
根据产生原因,过电压可分为雷电过 电压、操作过电压和暂时过电压等。
对策
为减少对环境的负面影响,应采取一系列环保措施,如使用环保型绝缘材料、回收废弃物、减少能源消耗等。同 时,应加强设备的维护和保养,防止油渍泄漏等污染物排放。
感谢观 看
THANKS
绝缘检测的基本原理与技术
1 2 3
电场法 利用电场测量技术,通过测量绝缘材料的电场分 布,评估其绝缘性能。需要使用电场测量仪等设 备。
高电压工程基础第7章_电气设备绝缘的高电压试验
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高电压工程基础第7章_电气设备绝缘的高电压试验学大通交安西根乔张昌毓邱围施术技量测化字数与电光 6.7量测的压电击冲5.7量测的压电高态稳 4.7验试压电击冲 3.7验试压电高流直 2.7验试压电高流交 1.7础基程工压电高。
等等压电流交频高的zHk几用采则验试化老速加的缘绝体固压电流交zH003~zH03的生产法方振谐联串用采验试的备设压电高量容大于对压电流交zH005过超不率频用采验试应感的器压变如品试殊特些一于对但器压变验试频工用采常通生产的压高流交。
小能可尽应变畸的形波压电时验试示表来等数系顶波、率变畸形波、值效有、值峰以要主性特的压电流交。
压电流交的zH56~zH54为率频用采应验试缘绝流交验试压电高流交1. 7础基程工压电高图路线般一的验试压高频工品试被Q .O.T T隙间球2R1R器压调器压变验试隙球护保阻电护保压限流限阻电护保求要的备设验试对验试压高频工 .1生产的压电频工础基程工压电高。
行运期长能才下压电定额的3/2在有只器压变验试的压高特对行运时短作能只下压电定额在数系全安的小较用采时计设以所大不量容的器压变验试。
多得好要况情行运的器压变力电的作工下载满于处期长比这少更间时的行运载满下压电定额在而长不间时作工续连的器压变验试里验试压高分部大在量容 3 。
压电节调地稳平、续连度速的求要所按够能应置装压调于对。
数系顶波以除值幅于等值效有的压电内围范zH55~54在率频形波弦正的称对波半负正是该应形波压电形波与压调 2 高很压电器压变验试此因验试穿击缘绝行进或能性缘绝品产气电核考来压电过部内者或压电过电雷替代于用常通验试压高频工于由压电 1 点特的器压变验试频工础基程工压电高W6 W量容总置装%05 W3 TW量容出输定额2 31 1T2U222U3312T2U3 压电定额的出输置装21 3TA 2I 流电定额的出输器压变验试级串 .2Vk 2U 压电定额的组绕侧压高器压变级一每础基程工压电高器压调应感c 器压调式圈移b 置装压调式耦自a置装压调的用常 2 。
《高电压绝缘及试验》课件
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耐压试验是高电压绝缘试验中的重要环节,通过施加高电压来模拟实际运行中的极端情况,以检验设 备的绝缘性能和安全性。该测试方法对于保证设备的安全运行具有重要意义。
03
高电压设备绝缘结构及设 计
绝缘结构设计原则与要求
设备电压等级
根据设备电压等级,确定绝缘 结构设计要求和标准。
环境条件
考虑设备运行环境条件,如温 度、湿度、气压等,对绝缘结 构的影响。
过电压击穿:系统操作或雷电等引起的过 电压,导致绝缘材料击穿。
故障类型三
故障类型四
环境侵蚀:如湿气、化学物质等环境因素 侵蚀绝缘材料,导致性能下降。
机械损伤:设备安装、运行过程中,由于 机械应力造成绝缘材料损伤。
绝缘故障诊断方法与流程
诊断方法一
绝缘电阻测试:通过测量绝缘电阻判断绝缘 性能。
诊断方法二
《高电压绝缘及试验》PPT 课件
contents
目录
• 高电压绝缘基本概念 • 高电压绝缘试验方法 • 高电压设备绝缘结构及设计 • 高电压设备绝缘故障诊断与预防 • 高电压设备绝缘试验案例分析
01
高电压绝缘基本概念
高电压绝缘的定义与重要性
定义
高电压绝缘是指在高电压环境下 ,为确保设备的安全运行,采取 的隔离和防护措施。
详细描述
变压器绝缘电阻测试通常采用兆欧表进行测量,测试过程中需要断开变压器的高压侧和低压侧,分别测量高压绕 组对地、低压绕组对地以及高低压绕组之间的绝缘电阻值。测试结果应符合相关标准要求,如出现异常应及时处 理。
案例二:断路器耐压试验
总结词
断路器耐压试验是检验断路器绝缘性能 的重要手段,通过模拟实际运行中的高 电压情况,检测断路器的耐压能力和绝 缘水平。
电气设备绝缘的高电压试验课件
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REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
02
电气设备绝缘性能的基 础知识
绝缘材料的分类和特性
绝缘材料分类
天然绝缘材料、合成绝缘 材料、高分子绝缘材料等 。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
高电压试验的实施和操 作
试验前的准备和注意事项
确定试验目的
明确高电压试验的目的,是为 了检测电气设备的绝缘性能、 评估设备的安全性还是其他目
的。
检查试验设备和仪器
确保试验设备和仪器完好、准 确,符合相关标准和规定。
制定试验计划和方案
SUMMAR Y
05
绝缘故障的诊断和预防
绝缘故障的类型和原因
类型
局部放电、漏电、击穿
原因
老化、过载、环境因素(如潮湿、腐蚀)、制造缺陷、维护不当
绝缘故障的诊断方法和技术
方法
观察法、检测法、分析法
技术
绝缘电阻测试、局部放电检测、介质损耗角正切值检测、高频脉冲电流检测
绝缘故障的预防措施和改进建议
预防措施
设置安全警示标志和围栏
在试验现场设置明显的安全警示标志和围栏,防止无关人员进入试 验区域。
配备急救设备和人员
在试验现场应配备急救设备和专业急救人员,以便在发生意外时能 够及时进行救援。
安全事故的应急处理和救援措施
制定应急预案
01
针对可能发生的安全事故,制定相应的应急预案,明确应急处
《高电压工程》课件
![《高电压工程》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/9fa3327a30126edb6f1aff00bed5b9f3f90f72a2.png)
在高压输电线路的设计与建设中,需要考虑线路路径选择,尽量避开不良地质、水文和 气象条件等因素,以确保线路的安全稳定运行。同时,还需要进行气象条件评估,确定 线路的最大风速、覆冰厚度等参数,以选择合适的导线与杆塔。此外,还需要考虑线路
的电气性能和机械性能,以满足输电要求和提高线路的可靠性。
高压电机与变压器的设计与制造
《高电压工程》PPT 课件
目 录
• 高电压工程概述 • 高电压的产生与传输 • 高电压的绝缘与防护 • 高电压的测量与试验技术 • 高电压工程的应用实例
01
高电压工程概述
高电压的定义与特点
要点一
总结词
高电压是指电压等级较高的电能,通常在30kV及以上的电 压。它具有较高的能量密度、较低的电场强度和较小的电 流密度等特点。
耐压试验
对电气设备施加高于其额定电 压一定倍数的电压,检验其绝 缘性能。
局部放电试验
检测电气设备在长期工作电压 下是否存在局部放电现象,评 估其绝缘性能。
介质损耗试验
通过测量绝缘材料的介质损耗 因数,评估其绝缘性能。
高电压试验的安全防护措施
01
试验前进行安全检查, 确保试验设备、仪器和 场地符合安全要求。
高电压传输需要采取特殊的绝 缘措施,以防止电击和设备损 坏。
高电压传输的效率受到传输距 离和负载阻抗的影响,需要采 取相应的措施进行优化。
高电压传输的设备与设施
高电压传输需要使用变压器、电 容器、避雷器等设备进行电压变
换和保护。
高电压传输线路需要采用特殊的 绝缘材料和结构,以确保安全可
靠。
高电压传输设施需要采取严格的 维护和管理措施,确保设备正常
间接测量法:通过测量与高电压相关 的参数,如电流、电容、电感等,再 换算得到高电压值。
高电压技术试验教学课件
![高电压技术试验教学课件](https://img.taocdn.com/s3/m/3bbb87a118e8b8f67c1cfad6195f312b3169ebd6.png)
04
高压互感器
用于将高电压转换为低电压,以便测 量和保护。分为电磁式和电容式两种 类型。
高电压装置工作原理与结构
总结词
原理复杂,结构精密
高压变压器工作原 理
高压开关工作原理
高压互感器工作原 理
高压避雷器工作原 理
Байду номын сангаас
基于电磁感应原理,通 过原副边线圈之间的磁 场耦合传递能量,实现 电压的升高或降低。
利用触头在灭弧介质中 的开断能力,控制电路 的接通和断开。断路器 具有强大的灭弧能力, 能够承受高电压和大电 流的冲击。
环境条件等因素。
高压设备配置
根据电力系统设计和运行要求, 合理配置高压设备的位置和数量 。需要考虑设备的布局、接线方
式、保护措施等因素。
05
高电压技术试验案例分析
案例一:绝缘子串电压分布测试
测试目的
了解绝缘子串的电压分布情况,判断绝缘子串是否正常工作。
测试设备
高压电源、绝缘子串、电压表、电流表、测试线等。
高电压技术试验基础
试验设备与仪器
试验变压器
用于产生高电压,模拟 实际电力系统中的高压
环境。
绝缘电阻测试仪
用于测量设备的绝缘电 阻,确保设备在高压下
的绝缘性能。
示波器
用于观察和记录试验中 的电压、电流波形,以
便分析试验结果。
电流互感器
用于测量高电流,确保 试验中的电流值准确可
靠。
试验原理与方法
01
案例一:绝缘子串电压分布测试
测试步骤 1. 将绝缘子串按要求安装到测试台上。
2. 将高压电源接入测试电路中。
案例一:绝缘子串电压分布测试
3. 通过电压表和电流表监测绝缘子串的电压和电流。 4. 记录测试数据并进行分析。
高电压工程基础(施围)课件第7章 电气设备绝缘的高电压试验
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u
Ud
n(n 1) I d 4 fCU d
减小电压脉动系数的方法:
Q2+(n-1)Q1
1)减小串接级数; 2)增加每级电容器的电容量;
串级直流高压发生器原理图
3)提高电源频率。
直流高电压的试验
1. 直流高电压试验注意事项 (1)直流高压试验要根据不同试品、不同的试验要求选 择合适的电源容量。 一般情况下,直流高压试验所需的试验电流通常在几 mA到几十mA,但是某些试品在击穿前瞬时泄漏电流还是 很大,将达到安培级。这样大的泄漏电流将使设备内部产 生很大压降而使试验结果不正确。
a)输出电压质量好
要求调压器输出电压波形应尽量接近正弦波;输出电 压下限最好为零。
b)调压特性好
要求调压器阻抗不宜过大;调压特性曲线平滑线性; 调节方便、可靠。 (2)常用的调压装置
a)自耦式调压装置;b)移圈式调压器;c)感应调压器
串联谐振交流高压的产生
L R
U1
I
UC
C
1 谐振条件: L C
t2时u2 0.9u2max
0.9U2max U2max (1 et2 / 2 )
t2 t1 2 ln 7
Tf t2 t1 1 0.6
C1C2 T f 3.24( Rd R f ) C1 C2
(2)半峰值时间的确定
u2 u2max e
1 U 2max u2max e Tt /1 2
2. 串级试验变压器
输出的额定电流:I2(A)
每一级变压器高压侧绕组 的额定电压:U2(kV)
T2 1
T3
1
2
2 2U2
T1
1
额定输出容量 WT 3W 50% 装置总容量 W 6W
高电压技术7章课件
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简化表示为
u = u q + u f i = iq + i f uq = ziq u = − zi f f
L0 v 式中: 为波速, 为波阻抗。 式中: = 为波速, z = 为波阻抗。 C0 L0和C 0 分别是单位长度线路的电感和对地电容。 分别是单位长度线路的电感和对地电容。
North China Electric Power University
u1 = u1q + u1 f u1 =u2 ⇒ u1q + u1 f = u2 q u2 = u2 q i1 = i1q + i1 f i1 =i2 ⇒ i1q + i1 f = i2 q i2 = i2 q
行波的折、 一. 行波的折、反射规律
u2 q
z1 u1 f
A
z2
图7 - 2 - 1 行波在结点A的折射与反射
当前行波u1q 经过线路z1,抵达与线路z2的交界点 A处时, 处时, 上去, 一部分能量会传递到线路z2上去,称为折射波u2q;另一部分能 量会返回来, 量会返回来,称为反射波u1f 。 由于两段导线的波阻抗不同,故电压、 由于两段导线的波阻抗不同,故电压、电流的大小会发生变 点前后单位长度导线的电场能与磁场能相等, 化,其原则为 A点前后单位长度导线的电场能与磁场能相等,即 点前后单位长度导线的电场能与磁场能相等 A点左右电压、电流大小相等。 点左右电压、 点左右电压 电流大小相等。
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§7.1 无损耗单导线线路中的波过程
一. 波过程概念 二. 波沿无损单导线传播的基本规律
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C1 Q2
Id
n(n 1) I d 4 fC
Id (4n3 3n2 2n) 6 fC
输出电压平均值:U d 2nU m
2Q1
Q2+Q1
Rx
电压降落:U a
Id (4n3 3n 2 2n) 6 fC
Q2+2Q1
脉动系数:S
Q2+(n-2)Q1 Cn’ nQ1 Dn’ DnCn
激励变压器 50Hz 电源 调频调 压电源 电抗器
分压器
被 试 品
反馈控制信号
变频串联谐振装置的原理框图
交流高压试验-需要注意的问题
1)防止工频高压试验中可能出现的过电压 原因:“容升”效应、对初级绕组突然加压、当输出电压较 高时突然切断电源等; 防止措施:在变压器出线端与被试品之间串接一适当阻值的 保护电阻(按0.1/V选取阻值) 2)试验电压的波形畸变 原因:变压器或调压装置的铁芯工作在在磁化曲线的饱和段, 或当变压器和调压器存在漏抗; 措施:在试验变压器原边绕组并联一个L-C串联谐振回路。
7.3 冲击电压试验
冲击电压:(雷电冲击电压、操作冲击电压) 持续短、电压上升速度快,缓慢下降的暂态电压。由 波头时间、波尾时间、峰值和极性来表示。 标准雷电冲击的定义 :
U
C z
P
T f 1.67Tx
Tx为30%~90%峰值间所测 得的时间。
x
y
标准雷电冲击电压: 1.2/50[s]
Tt t
(2)直流高压试验设备的基本技术参数 1)输出的额定直流电压(算术平均值)Ud 2)相应的额定直流电流(平均值)Id 3)电压脉动系数(亦称纹波系数) S
S
u
Ud
u
U max U min U U min U d max 2 2
IdT I d 2C 2 fC
u
对于半波 整流电路
u
Ud
n(n 1) I d 4 fCU d
减小电压脉动系数的方法:
Q2+(n-1)Q1
1)减小串接级数; 2)增加每级电容器的电容量;
串级直流高压发生器原理图
3)提高电源频率。
直流高电压的试验
1. 直流高电压试验注意事项 (1)直流高压试验要根据不同试品、不同的试验要求选 择合适的电源容量。 一般情况下,直流高压试验所需的试验电流通常在几 mA到几十mA,但是某些试品在击穿前瞬时泄漏电流还是 很大,将达到安培级。这样大的泄漏电流将使设备内部产 生很大压降而使试验结果不正确。
Q L R 或1 CR
串联谐振装置的等效电路
1 L Uc U L I U s QU s C R
串联谐振方法的优点: 1)试验回路对基波频率产生谐振,因而波形的畸变小; 2)被试品发生击穿时谐振条件被破坏,串联电抗器限制短 路电流,故绝缘击穿处的电弧不会将故障点扩大。
变频串联谐振装置
2. 冲击电压发生器放电回路的近似计算 (1)波前时间的确定
u2 u2max (1 e
t1时u2 0.3u2max
t / 2
)
2 ( Rd R f )
C1C2 C1 C2
0.3U2max U2max (1 et1 / 2 )
et2 / 2 0.7 et2 / 2 0.1
T L u1 C L C u1
3)外施电压试验和感应高压试验
对于带绕组的被试品,用外施电压对其主绝缘作工频 高压试验时,首先应将各绕组的首尾短接,然后,根据 不同要求做其它接线,这样能防止电容电流流过励磁感 抗造成不允许的电压升高。 有些电气设备绕组绝缘是分级的,绕组的各不同部位 应该耐受和能够耐受的试验电压当然也就不同。另外, 外施电压法对绕组的纵绝缘和相间绝缘也难于进行试验。 解决这个问题的办法就是感应高压试验,即在其低压绕 组上加足够高的电压,使中压绕组、高压绕组感应出所 需的试验电压来。
直流高电压的 (1)半波整流回路
D T R R
2UT I sm
u
C
Rx
UT
Umax
Umin
t
T
半波整流电路及输出电压波形图 T---工频室验变压器 C---滤波电容器 D---整流元件(高压硅堆) R---保护电阻 Umax、Umin、Ud---试品输出直流电压的最大值、最小值、算术平方值
F O T O’ f
标准操作冲击电压: 250/2500[s]
AT
T
Rf
Rt
R R
R R
多级冲击电压发生器
(1)充电过程:由试验变压器T和高压硅堆D构成的整流电源, 以峰值电压经保护电阻及充电电阻向主电容充电。 (2)放电过程:当需要启动冲击电压发生器时,可向点火球 隙的针极送去一脉冲电压,针极和球表面之间产生火花放电, 引起点火球隙放电,各球隙相继放电,将电容器串联起来, 对试品放电。 “电容器并联充电,串联放电”,这一过程由一组球隙来完成。
交流高压的产生通常采用工频试验变压器,但对于一 些特殊试品,如变压器的感应试验,采用频率不超过 500Hz交流电压;对于大容量高电压设备的试验,采用串 联谐振方法产生的30Hz~300Hz交流电压;固体绝缘的加速 老化试验则采用几kHz的高频交流电压等等。
工频电压的产生
1. 工频高压试验对试验设备的要求
S
u
Ud
Id 1 2 fCU d 2 fCRx
2. 倍压整流回路
T
A
UT
D1
C C
A
D2
此电路可看作两个半波电路的叠加, 因而它的参数计算可参照半波电路的计算 原则进行。变压器A点对地绝缘为2UT,而 点A’为UT。输出电压为2UT。
工作原理:
倍压电路
D1
0 ~ 2 2UT 1
C1
2 2 2UT
a)输出电压质量好
要求调压器输出电压波形应尽量接近正弦波;输出电 压下限最好为零。
b)调压特性好
要求调压器阻抗不宜过大;调压特性曲线平滑线性; 调节方便、可靠。 (2)常用的调压装置
a)自耦式调压装置;b)移圈式调压器;c)感应调压器
串联谐振交流高压的产生
L R
U1
I
UC
C
1 谐振条件: L C
2. 串级试验变压器
输出的额定电流:I2(A)
每一级变压器高压侧绕组 的额定电压:U2(kV)
T2 1
T3
1
2
2 2U2
T1
1
额定输出容量 WT 3W 50% 装置总容量 W 6W
U2
3 2
3U2
装置输出的额定电压:3U2
3
工频试验 变压器
U=500kV I=1A
3. 调压装置 (1)对调压装置的要求
(b) 考虑回路电感的等效电路
(c) 高效回路的等效
原理:
(1)充电过程:C1向C2充电,建立电 压,形成波头;
(2)放电过程:当C1、C2上的电压相 等时,并联对Rt放电,形成波尾。
D
T
r C
R C
R
R
C
C
冲击电压发生器的单边充电回路
r
R C C R C C
R R C C
R R
D
D
T
R
C
C
冲击电压发生器的双边充电回路
保护电阻 (保护球隙)
试验变压器 调压器
保护电阻 (限流限压)
R1 R2
T
球间隙
T.O. B
Q
被试品
工频高压试验的一般线路图
工频试验变压器及配套调压器的特点: (1)电压 由于工频高压试验通常用于代替雷电过电压或 者内部过电压来考核电气产品绝缘性能,或进行绝缘击穿试 验,因此试验变压器电压很高; (2)波形与调压 电压波形应该是正负半波对称的正弦波 形,频率在45~55Hz范围内,电压的有效值等于幅值除以波 顶系数。对于调压装置,应能够按所要求的速度连续、平稳 地调节电压。 (3)容量 在大部分高压试验里,试验变压器的连续工作 时间不长,而在额定电压下满载运行的时间更少,这比长期 处于满载下工作的电力变压器的运行情况要好得多。试验变 压器的容量不大,所以设计时采用较小的安全系数,在额定 电压下只能作短时运行,对特高压的试验变压器,只有在2/3 的额定电压下才能长期运行。
t2时u2 0.9u2max
0.9U2max U2max (1 et2 / 2 )
t2 t1 2 ln 7
Tf t2 t1 1 0.6
C1C2 T f 3.24( Rd R f ) C1 C2
(2)半峰值时间的确定
u2 u2max e
1 U 2max u2max e Tt /1 2
(2)保护电路 当试品放电,或者发生器输出端可能发生对地短路时, 为了限制电容器的放电电流和流经高压硅的电流,需在试 品与高压输出端之间串接一保护电阻。
2. 直流高电压试验的特点
(1) 试验设备的容量较小。特别是采用电力电子变换的高频 电源后,整套直流耐压试验装置的体积、重量大大减小, 便于现场进行试验; (2) 在试验时可以同时测量泄漏电流,能有效地显示绝缘内 部的集中性缺陷或受潮,提供有关绝缘状态的补充信息; (3) 在某种程度上带有非破坏性试验的性质,在直流高压下, 局部放电较弱,不会加快有机绝缘材料分解或老化; (4) 对交流电气设备绝缘的考验不如交流试验那样接近实际 情况。对于绝大多数组合绝缘来说,它们在直流电压下的 电气强度远高于交流电压下的电气强度,因而交流电气设 备的直流耐压试验必须提高试验电压,才能具有等效性。