论电气设备绝缘试验(doc 10页)

第六章电气设备绝缘试验（二）

6-1 工频高压试验

一、工频高压的获得

获得工频高压的最通用的方法是应用工频高压试验变压器。工频试验变压器具有下列特点：

（1）一般都是单相的。

（2）不会受到大气过电压及操作过电压的侵袭，其绝缘相对其额定电压的安全裕度较小。

（3）通常均为间歇工作方式。

（4）一、二次绕组的电压变比高，故其漏抗较大。

（5）要求有较好的输出电压波形，为此应采用优质的铁芯和较低的磁通密度。（6）为了减少对局部放电试验的影响，要求试验变压器自身的局部放电电压足够高。

单个工频试验变压器的额定电压（kV）有下列等级：

5、10、25、35、50、100、150、250、300、500、750

如课本图6-1-1所示的试验变压器串级方式得到广泛的应用。一般来说，采用不超过三级的串级级数，因为串级级数大，每台试验变压器的功率利用率将下降，拿三级的串级式变压器来说，它的利用率是50%。

工频高压试验变压器常用的调压方式为：

（1）用自耦调压器调压。其特点为体积小、质量轻、对波形畸变小等。缺点是当试验变压器的功率较大时，其滑动触头的发热、部分线匝被短路等所引起的问题较严重。

（2）用移圈调压器调压。容量可做的很大，但输出电压波形畸变较大。

（3）用电动发电机组调压。目前最好的调压方式，但所需的投资及运行费用较大。

二、工频高压试验中可能产生的过电压

从稳态方面来看：容升效应。

从暂态方面来看：

1．调压器非零位时合电源

合闸后的短时内，回路中将出现频率较高的振荡过程。这将危及试验变压器的主绝缘和纵绝缘。

2．在尚有高电压时切断电源

当被试品电容量较小时，试验变压器接近空载，若在尚有较高电压时切断电

源，则在试验变压器高压侧和被试品上就有可能产生危险的“切空变”过电压。

3．被试品突然击穿

三、工频高压的测量

1．测量球隙

用球隙直接测量作用在被试品上的工频电压，虽然准确度较高，但球隙必须击穿才能测出电压，这将破坏试验进程的连续性，且将试验电压造成截波。目前以很少直接用球隙来测量是试验电压。

2．静电电压表

静电电压表是根据两极间电场力的平均值来指示电压的，而电场力的瞬时值又与电压瞬时值的平方成正比，所以，静电电压表指示的是电压的均根值。3．分压器配用低压仪表

一般用电容分压原理制成，它的优点是几乎不吸收有功功率，不存在温升和随温升而引起的各部分参数的变化，因为可以用来测量直到极高的电压。4．高压电容器配用整流装置

这是一种通过测量电流间接测压的电路。将高压电容器下端与全部整流电路串联后，接到被测电压的两端。通过高压电容器的交流电流经整流后，用直

流电流表测得其电流的平均值I

av ，它与被测电压的U

p

有下述关系

（6-1-3）

四、外施工频高压试验

国家标准规定，工频交流试验电压的频率应在45~65Hz范围内；其波形应接近正弦，正负两个半波应相同；其峰值与有效值之比应等于，偏差不超过±5%。

工频高压试验一般应从较低电压开始，均匀而较快地升压，但必须保证能从仪表上准确读数；在试验电压下保持规定时间后，应很快降到1/3试验电压或更低，然后切除电源。

对于变压器等设备，其绕组绝缘哟有的是分级的，线端绝缘较强，中性点端绝缘较弱。这样绕组的各不同部位应该耐受和能够耐受的试验电压也不一样，在这种情况下，上述的外施电压法就不能用了，解决这个问题的办法是采用感应高压试验，即在低压绕组上市价足够高的电压，使在被试绕组上感应出所需的试验电压来。

五、倍频感应高压试验（了解）

6-2 直流高压试验

一、直流高压的获得

获得直流高压的方法，应用得最广泛的是将交流电压通过整流而得。

基本的半波整流电路如图6-2-1所示。

如欲获得更高的电压并充分利用变压其的功率，则有多种倍压电路可供选择。

上述电路均只能获得倍压，如欲获得更高的电压，可采用串级整流电路，如图6-2-7所示。

二、直流高压的测量

1．棒隙或球隙

2．电阻分压器配合低压仪表

测直流高压用电阻分压器的原理电路是很简单的，如图6-2-12所示。

总的原则是，测量仪表的内阻应足够大，不至于影响分压比。

3．用高值电阻与直流电流表串联（一般不适用）

4．静电电压表

三、直流高压试验

国家有规定：直流高压试验时，加在试品上的试验电压，应是纹波系数不大于3%的直流电压。对直流高压试验来说，特别需要注意，为避免在电源合闸的过度过程中产生过电压，应从相当低的电压值开始施加电压。在确定直流耐压所需的时间时，应考虑到：绝缘中的极化和吸收作用需经过较长的时间才能充分完成，淡雅分布才趋于稳定，对电容量越大的设备，这个时间就越长，一般在5~10min范围内，随设备的类型和容量大小而定。

对某些电容量较大的设备，如电缆线路、大型旋转电机等，在试验完成后，将被试品放电时，必须先通过限流电阻反复几次放电，直到无火花时，方可直接接地放电。

某些应用在交流电离系统中的设备，也有需要做直流耐压试验，这是因

为：

（1）对电容很大的设备，进行工频耐压试验需要大容量的试验变压器和调压器，这有时是有困难的。

（2）对某些种类的绝缘材料，工频耐压试验容易在绝缘中发展局部放电，造成某些残留性的不可逆的绝缘损伤，而直流耐压过程中，这种效应

将小得多。

（3）对某些电气设备的某些部分绝缘中如有缺陷，则直流耐压试验比工频耐压试验更容易发现。

6-3 冲击高压试验

一、雷电冲击高压的获得

1．基本原理

获得冲击电压的原理电路如图6-3-1所示，主电容C

在被间隙G隔离的状态

下由整流电源充电到稳态电压U

0。间隙G被点火击穿后，电容C

上的电荷一面

经电阻R

t 放电，同时也经R

f

对 C

f

放电，在被试品上形成上升的电压波前。C

f

上

电压被充到最大值后，反过来对R

f 与C

一起对R

f

放电，在被试品上形成下降的

电压波尾。

2．几种常用的典型电路

一般采用多级电路，使多级电容器在并联接线下充电，然后设法将各级已充电的电容器串联起来放电，即可获得很高的冲击电压。适当选择放电回路中各元件的参数，即可获得所需的冲击电压波形。以级数n=3为例。如图6-3-2所示。

3．冲击波形的近似计算

4．产生截断波的方法

二、操作冲击高压的获得

1．利用雷电冲击电压发生器

将雷电冲击电压的放电回路的各种电容和各种电阻的值增大，从而可以调整波前和波长的时间，便可以获得操作冲击高压。

2．利用雷电冲击电压发生器与变压器的联合

这种方法的原理是：用一小型冲击电压发生器产生一峰值较低的冲击电压，施加于变压器低压侧，因为操作冲击试验的等值频率不高，所以在变压器高压侧