《高电压技术实验》指导书

实验一直流电路中空气间隙的放电

一、实验目的

1．熟悉高压试验变压器及其附属设备的作用方法。

2．了解产生直流高压和基本设备及其所组成的试验接线和操作方法。

3．研究在极不均匀电场下电板极性对空气间隙击穿电压的影响。

4．研究在极不均匀电场下极间隙对空气间隙击穿电压的影响。

5．研究电场的均匀性对空气间隙击穿电压的影响。

二、原理简介

空气间隙的抗电性和击穿过程的研究在高电压技术中是有实际意义的。一定距离的空气间隙的击穿电压和电场分布（均匀或不均匀；对称或不对称）、电压作用时间、电极极性、大气条件等一系列因素有关。所以，工程上常常依靠实验来决定空气间隙和击穿电压值。

极不均匀电场中，电晕电压比击穿电压要低得多；而在均匀与稍不均匀电场中两者几乎重合；在极不对称的不均匀电场中放电过程总是从电场强度最大的地方开始，与电极极性无关没，但击穿电压则显著的受极性影响。图1所示的试验曲线很明显地表明，极不均匀电场下，电极的击穿电压当针为负极性时比正极性时高得多，这是因为针尖附近电晕圈中的正空间电荷对两种电场起着不同的作用。在负针正极电板中引起碰撞游离的电子的正极运动，针尖附近的正空间电荷起抑制作用。正离子迁移小，正空间电荷削弱电场，电子减速而游离不易发展，即不易形成流注的击穿。在正尖负极电板中，电子向正针运动，针尖附近的正空间电荷起加速电子的作用，游离易发展，易形成流注，击穿电压就低。

20

406080

1200

2

4

68

10

图 1

在空气间隙中置入一薄层固体介质做成的极间隙，则带电质点的运动在该处受到阻碍，附着在极间隙上的带电质点和空间电荷将使障板两侧的电场发生变化，障板对极板间的电场将变得比较均匀，而障板与针尖间的电场变化情况则与针极极性、障板位置有关。在针为正时，障板在有利位置（电晕圈边缘处）时，可提高击穿电压3倍左右。在针极为负极时，障板在不利位置时，由于针尖与障板间电场加强，首先击穿后而导致整个间隙的击穿，甚至会使击穿电压降低。

三、试验设备接线图

CX

图 2 试验接线图

图中:

T ：高压试验变压器； R 1、R 2、R 3：充电限流水电阻； G 1、G 2：高压硅堆； C X ：几种电极（球对球、针对板）；

C1、C2：滤波电容器；

四、试验内容

1．确定：球---球电极间隙击穿电压和间隙距离之间关系曲线。

2．确定：针---板电极间隙击穿电压和间隙距离之间关系曲线。

（1）当针为正极性时；

（2）当针为负极性时；

3．保持极间距离a为4cm，在针极电极间插入一薄层固体介质（极间障），如图3所示，当a0为1cm时，确定正尖负极电板的击穿电压。

图 3

4．观察在各种电极情况下的放电现象。

5．记录设备规范及大气条件。

五、试验注意事项

1．合闸前应先检查调压器是否在零位。

2．每次触及试验设备时，必须先挂好接地棒，在试验前必须检查接地棒的接地线是否可靠接地。特别注意：电容器在短时放电后仍有残余电荷。故在试验完毕后必须先把接地棒挂在电极间端，才能更换电极距离，变更后要拆除接地棒后才可从新施加电压。

六、实验报告

1．实验数据。

2．根据所给数据，作出u=f(a)的曲线。

3．对实验中观察到的现象，实验结果进行分析，讨论心得和存在的问题。

实验二绝缘预防性实验

七、实验目的

6．掌握生产上常用的几种绝缘预防性试验方法。

7．实际鉴定被试用电气设备绝缘的质量。

八、试验内容的方法

1．绝缘电阻的测量

测量绝缘电阻可采用兆欧计（即摇表），一千伏以上的电气设备应用2500伏摇表。一般为了检验高压试验而暴露的缺陷，在高压试验后都应测量绝缘电阻，测量时为了避免被试品德电容较大，在摇测时应注意电容电流对摇表反充电，故摇表的速度应均匀。

电气设备的绝缘电阻，一般不作具体规定，而是和以前的试验数据相比较，来判断绝缘是否可以进行耐压试验及绝缘情况。

试验线路用兆欧计测定被试物的绝缘电阻，如图1所示。

图 1

将兆欧计的E接于被试物的一端且接地。G接于被试物护环上，L的引线由操作人员拿着（注意安全）。当摇表的速度达到120转/分钟时，表计指示在∞位置后将L引线搭于被试物的另一端，同时记下时间，每隔15秒钟读取一个数值，

记下15R 和60R 数值，测定后应先断开引线再停止转调，并且一定注意被试物的放电。

a) 直流泄漏电流试验 试验接线图如图2所示。

试验步骤：

1．检查接线无误后，把保护开关K 合上。

2．试验前必须先测量涉及接线的泄漏电流，即空载确定无异常状态后，才

能将被试品的高压接线接上进行试验。

3．合上电源，逐渐升高电压，由于被试验的电容较大，读微安表前，应先

等待一分钟，等到电流稳定后，再拉开并联开关，尽量迅速读表，然后再合上开关。

4．试验完毕后，调压器退回零位，拉开各电源开关，用接地棒使被试品和

滤波电容C 对地放电。

九、试验注意事项

1．兆欧计的两根引出线不能相互接触，线路端引线不能放在地上，测量时

摇表必须保持额定转速。

2．每次试验换线，必须先挂好接地棒，在试验前必须先检查接地棒的引线是否可靠接地。

3．记录试验的温度。

4．作泄漏试验完毕后，如果滤波电容器C放电时，放电电流不得通过微安表，否则将使微安表烧坏，因此放电前先将保护开关K合上，然后再放

电。

十、实验报告

4．实验数据：环境温度

（1）绝缘电阻的测量：

（2）直流泄漏电流试验