第四章 高压试验设备及高电压的测量
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第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
利用高压电容器通过球隙对电阻电容回 路放电来产生雷电冲击电压。
图4-8 冲击电压发生器的基本回路
(a) 低效率回路； (b)高效率回路
U 2m
高电压技术
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高压试验设备是指产生交流、直流以及 冲击等各种高电压的试验设备，它们产生的各 种波形的高电压可用来模拟电气设备在运行中 可能受到的各种作用电压，进行绝缘的耐压试 验以考验绝缘耐受这些高电压作用的能力。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
第一节 稳态高压试验设备及其测量
一、交流高压试验设备 1.高压试验变压器
图4-1 工频耐压试验接线
T--试验变压器 AV--调压器 F--保护球隙 R1--保护电阻 R2--球隙保护电阻
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高压试验变压器的特点： （1）工作电压高，一般为单相； （2）绝缘裕度小； （3）连续运行时间短； （4）漏抗较大； （5）容量小。
的大小了。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
静电电压表可直接测量交流和直流高电压。 由于电极上所受的力和电压的平方成正比， 故静电电压表指示的是电压的方均根值。即测量 交流电压时，指示的是被测电压的有效值；测直 流电压时，当脉动系数不超过20%时，测得的数 值与平均值的误差不超过1%，故可认为在直流下 静电电压表的测量值为平均值。 静电电压表的测量误差一般为1%～1.5%。
高电压技术
目前国产变压器的电压限制在750kV。当需要 更高的输出电压时，可将2～3台试验变压器 串接起来使用。
图4-2 累接式串接试验变压器的原理接线
T1,T2,T3 三级试验变压器; 1—低压绕组;2—低压绕组; 3,4—累接绕组; Z1,Z2—绝缘支柱; TM—调压器;TO—被试品
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
静电电压表由两个平行平板电极构成，其中
一个为固定电极，另一个为可动电极。当施加稳
态电压时，两电极分别带上异性电荷，由于静电
力的作用，可动电极发生转动，用某种方式加外
力于可动电极，使之与静电力平衡，而静电力的
大小与电极上的电荷多少有关，即与电极间的电
压大小有关，因此测定了平衡力也就能知道电压
第四章 高压试验设备及高电压的测量
3.高压分压器
高电压技术
当被测电压很高时，直接用指示仪表测量高 压比较困难，采用分压器分出小部分电压，用测 量仪器进行测量，将测量值乘以分压比便可得到 待求高压。
根据分压器所用分压元件的不同，有电阻分 压器、电容分压器和阻容分压器等三种类型。每 一分压器都由高压臂和低压臂组成。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
（1）电阻分压器
N u1 R1 R2
u2
R2
（2）电容分压器
N u1 C1 C2
u2
C1
（3）阻容分压器
按阻尼电阻接法不同，又分为串联阻容分
压器和并联阻容分压器两类。前者的测量回路
与电容分压器相同，后者的测量回路与电阻分
压器相同。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
它由一对直径相同的金属球构成的，当保持 各种外界条件不变时，球间隙在大气中的击穿电 压取决于球隙距离。
用球隙测量工频电压时，应取连续三次放电 电压的平均值，相邻两次放电的时间间隔不得小 于1分钟，各次击穿电压与平均值之间的偏差不 得大于3％。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
2.静电电压表
三、稳态高压的测量
高电压技术
IEC和我国国家标准规定，交流高电压峰值 或有效值的测量误差应不大于士3%；直流电压 平均值的测量误差不大于土3 %，脉动幅值的测 量误差应不大于10%。
目前常用的测量设备和方法有：
1.球隙
球隙是唯一能直接测量高达数兆伏的各类
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压峰值的测量装置。
高电压技术
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
S 2fC XU 2 103
式中:U—被试品的试验电压，kV； CX—被试品的电容，μF； f—电源的频率，Hz； S—试验变压器的容量，kVA
对于大多数被试品，通常试验变压器高 压侧额定电流在0.1～1A范围内就可满足试验 要求。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
（a）利用电容电流整流； （b）利用电容器整流充电电压 第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
第二节 冲击高压试验设备及其测量
冲击高压试验设备主要指冲击电压发生 器，它是一种产生脉冲波的高电压发生装置， 能模拟产生电气设备在运行中遭受的雷电冲 击电压波和操作冲击电压波。 一、冲击电压发生器 1.雷电冲击电压的产生
高电压技术
R--代表整个试验回路损耗的等值电阻； L--可调电感和电源设备漏感之和； C--被试品电容； U--试验变压器空载时高压端对地电压。
当调节电感使回路发生谐振时，XL=XC，被
试品上的电压
UC
IX C
U R
1
C
1U
CR
QU，Q为谐振
回路的品质因数，为谐振时感抗（容抗）与回
路中电阻R的比。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
4.交流峰值电压表
高电压技术
交流电压下，绝缘的击穿取决于电压的 峰值，所以有时需要测量高电压的峰值。
目前常用的交流峰值电压表有以下两种 类型：
（1）利用电容电流整流测量峰值电压；
（2）利用电容器上的整流充电电压测量峰值 电压。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
图4-7 峰值电压表原理接线图
二、直流高压试验设备
高电压技术
直流高电压通常是由交流高电压经整流 变换而来的。
图4-4 倍压整流电路
（a）变压器两端不接地; （b）变压器一端接地
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
倍压整流电路只能获得2Um的电压，如果需 要更高的电压，可wenku.baidu.com用串接整流电路。
图4-4 串接整流电路 第四章 高压试验设备及高电压的测量
2.串联谐振试验装置
高电压技术
在现场耐压试验中，当被试品的试验电压较高 或电容值较大，试验变压器的额定电压或容量 不能满足要求时，可采用串联谐振试验装置进 行试验。
图4-3 串联谐振试验线路原理图
(a) 原理图； (b) 电路图 1—外加可调电感;2—被试品
第四章 高压试验设备及高电压的测量
其中：
高电压技术
利用高压电容器通过球隙对电阻电容回 路放电来产生雷电冲击电压。
图4-8 冲击电压发生器的基本回路
(a) 低效率回路； (b)高效率回路
U 2m
高电压技术
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高压试验设备是指产生交流、直流以及 冲击等各种高电压的试验设备，它们产生的各 种波形的高电压可用来模拟电气设备在运行中 可能受到的各种作用电压，进行绝缘的耐压试 验以考验绝缘耐受这些高电压作用的能力。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
第一节 稳态高压试验设备及其测量
一、交流高压试验设备 1.高压试验变压器
图4-1 工频耐压试验接线
T--试验变压器 AV--调压器 F--保护球隙 R1--保护电阻 R2--球隙保护电阻
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高压试验变压器的特点： （1）工作电压高，一般为单相； （2）绝缘裕度小； （3）连续运行时间短； （4）漏抗较大； （5）容量小。
的大小了。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
静电电压表可直接测量交流和直流高电压。 由于电极上所受的力和电压的平方成正比， 故静电电压表指示的是电压的方均根值。即测量 交流电压时，指示的是被测电压的有效值；测直 流电压时，当脉动系数不超过20%时，测得的数 值与平均值的误差不超过1%，故可认为在直流下 静电电压表的测量值为平均值。 静电电压表的测量误差一般为1%～1.5%。
高电压技术
目前国产变压器的电压限制在750kV。当需要 更高的输出电压时，可将2～3台试验变压器 串接起来使用。
图4-2 累接式串接试验变压器的原理接线
T1,T2,T3 三级试验变压器; 1—低压绕组;2—低压绕组; 3,4—累接绕组; Z1,Z2—绝缘支柱; TM—调压器;TO—被试品
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
静电电压表由两个平行平板电极构成，其中
一个为固定电极，另一个为可动电极。当施加稳
态电压时，两电极分别带上异性电荷，由于静电
力的作用，可动电极发生转动，用某种方式加外
力于可动电极，使之与静电力平衡，而静电力的
大小与电极上的电荷多少有关，即与电极间的电
压大小有关，因此测定了平衡力也就能知道电压
第四章 高压试验设备及高电压的测量
3.高压分压器
高电压技术
当被测电压很高时，直接用指示仪表测量高 压比较困难，采用分压器分出小部分电压，用测 量仪器进行测量，将测量值乘以分压比便可得到 待求高压。
根据分压器所用分压元件的不同，有电阻分 压器、电容分压器和阻容分压器等三种类型。每 一分压器都由高压臂和低压臂组成。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
（1）电阻分压器
N u1 R1 R2
u2
R2
（2）电容分压器
N u1 C1 C2
u2
C1
（3）阻容分压器
按阻尼电阻接法不同，又分为串联阻容分
压器和并联阻容分压器两类。前者的测量回路
与电容分压器相同，后者的测量回路与电阻分
压器相同。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
它由一对直径相同的金属球构成的，当保持 各种外界条件不变时，球间隙在大气中的击穿电 压取决于球隙距离。
用球隙测量工频电压时，应取连续三次放电 电压的平均值，相邻两次放电的时间间隔不得小 于1分钟，各次击穿电压与平均值之间的偏差不 得大于3％。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
2.静电电压表
三、稳态高压的测量
高电压技术
IEC和我国国家标准规定，交流高电压峰值 或有效值的测量误差应不大于士3%；直流电压 平均值的测量误差不大于土3 %，脉动幅值的测 量误差应不大于10%。
目前常用的测量设备和方法有：
1.球隙
球隙是唯一能直接测量高达数兆伏的各类
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压峰值的测量装置。
高电压技术
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
S 2fC XU 2 103
式中:U—被试品的试验电压，kV； CX—被试品的电容，μF； f—电源的频率，Hz； S—试验变压器的容量，kVA
对于大多数被试品，通常试验变压器高 压侧额定电流在0.1～1A范围内就可满足试验 要求。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
（a）利用电容电流整流； （b）利用电容器整流充电电压 第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
第二节 冲击高压试验设备及其测量
冲击高压试验设备主要指冲击电压发生 器，它是一种产生脉冲波的高电压发生装置， 能模拟产生电气设备在运行中遭受的雷电冲 击电压波和操作冲击电压波。 一、冲击电压发生器 1.雷电冲击电压的产生
高电压技术
R--代表整个试验回路损耗的等值电阻； L--可调电感和电源设备漏感之和； C--被试品电容； U--试验变压器空载时高压端对地电压。
当调节电感使回路发生谐振时，XL=XC，被
试品上的电压
UC
IX C
U R
1
C
1U
CR
QU，Q为谐振
回路的品质因数，为谐振时感抗（容抗）与回
路中电阻R的比。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
4.交流峰值电压表
高电压技术
交流电压下，绝缘的击穿取决于电压的 峰值，所以有时需要测量高电压的峰值。
目前常用的交流峰值电压表有以下两种 类型：
（1）利用电容电流整流测量峰值电压；
（2）利用电容器上的整流充电电压测量峰值 电压。
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
图4-7 峰值电压表原理接线图
二、直流高压试验设备
高电压技术
直流高电压通常是由交流高电压经整流 变换而来的。
图4-4 倍压整流电路
（a）变压器两端不接地; （b）变压器一端接地
第四章 高压试验设备及高电压的测量
高电压技术
倍压整流电路只能获得2Um的电压，如果需 要更高的电压，可wenku.baidu.com用串接整流电路。
图4-4 串接整流电路 第四章 高压试验设备及高电压的测量
2.串联谐振试验装置
高电压技术
在现场耐压试验中，当被试品的试验电压较高 或电容值较大，试验变压器的额定电压或容量 不能满足要求时，可采用串联谐振试验装置进 行试验。
图4-3 串联谐振试验线路原理图
(a) 原理图； (b) 电路图 1—外加可调电感;2—被试品
第四章 高压试验设备及高电压的测量
其中：