高电压技术6解析

§6-2 直流高压试验
在被试品的电容量很大的场合(例如长电缆段、电力 电容器等)，用工频交流高电压进行绝缘试验时会出现 很大的电容电流。这就要求工频高压试验装置具有很 大的容量，但这往往是很难做到的。这时常用直流高 电压试验来代替工频高电压试验。
此外，随着高压直流输电技术的发展，出现了越来 越多的直流输电工程，因而必然需要进行多种内容的 直流高电压试验。
(1)单套管式：高压绕组的高电位端经一大套管引出，其低电 位端则与铁心、铁壳相连。
(2)双套管式：高压绕组的中点与铁芯、铁壳相连，其两端分 别通过两个大套管引出。
(3)绝缘筒式：高压绕组的中点与铁芯相连，其两端分别与绝 缘筒两端的金属板相连。绝缘筒既作容器，又作外绝缘。
3.串级变压器的使用：
为解决单个变压器容量大于500～750KV时制造、运输、安 装等不便，而常用几个变压器串级的方法，以获得较高的输出 电压。原理电路图见P156图6-1-1。
流（平均值）。பைடு நூலகம்
❖额定电压：是指允许加在整流元件上的最大反向电 压的峰值。
(2)基本的半波整流电路：（P171 图6-2-1）
Rb V
Rf
T
~
T.O.
C
RL
图6-2-1 基本的半波整流电路
T—高压试验变压器； V—整流元件； C—稳定电容； T.O.—被试品； R f —限流电阻；
Rb —保护电阻.
三.工频高压的测量：1.试验接线图
T
~P3 P4
Rb
C.M . V .D.
Rq
T .O.
S.V .
G
P5 A
E
P1
P2
图6-1-3 工频高压的测量 T—试验变压器; Rb —保护电阻.；T.O—被试品；C.M.—电流测压电路； V.D.—分压电路； S.V.—静电电压表；G—球隙； Rq —球隙电阻； P1、P2—测压绕组输出端子；P3、P4—低压绕组测压端子； P5—分压输出端子
以后即重复上述过程。理论上,最后B点电位将在0～ 2U p 范围内变化,而J点的电位则可稳定在 2U p 。
(2)接上负载时:
此时,输出端（J点）的电压波形如图6-2-6中粗实线所示。
图中虚线为空载时B点对地电位波形。
由于C2不断对负载放电,J点电位按指数曲线下降,到t1时,
u J降到最低值 Umin ，此后B点电位 u B u J 时，V2导通。在
R f 的作用是：当被试品击穿时，限制电容C的放电电流。 Rb的作用是：防止过流，对整流元件起保护作用。
对于容性负荷，该电路输出整流电压的最大允许 峰值仅为整流元件额定电压的一半。
2、倍压整流回路：
如欲得到更高的电压并充分利用变压器的功率，则有多种倍
压电路可供选择，下面介绍的是被试品和试验变压器均允许有 一极接地的倍压整流电路如图6-2-5所示。
t1～ t2其间，电源和C1既要对C2充电，补充C2对负载放掉的 电荷，还要向负载放电 Q 。在t2时, C2被充电到最高电 压 Umax .t2 以后，u B u J ,V2截止。在t2～ t3期间,C2单独对
一、直流高压的获得/产生： 高压试验室中通常采用将工频高电压经高压整流器
而变换成直流高电压的方法，而利用倍压整流原理制 成的直流高压串级装置(或称串级直流高压发生器)能 产生出更高的直流试验电压。
1、高压整流器和半波整流电路：
(1)高压整流器最主要的技术参数： ❖额定电流：是指允许长时间通过整流元件的直流电
P1-P2端子输出的电压,未能反映高压绕组短路阻抗 上的压降；P3-P4端子引出的电压,未能反映试验变压 器全部短路阻抗上的压降。
两种方法所测的电压都没有反映保护电阻Rb中的压 降，所以，估计难以满足标准规定的允差。虽然如此， 由于这类测压法比较简便和安全(低压绕组、测压绕组 与高压绕组之间有接地静电屏隔离)，所以，通常都还 保留着至少作为辅助指示之用，或与某些直接测高压 法相配合。
§6. 电气设备绝缘试验（二）
第一节 工频高压试验 第二节 直流高压试验 第三节 冲击高压试验
§6-1 工频高压试验
实验目的： 1.检验绝缘在工频交流工作电压下的性能。 2.等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压地耐受
能力。
一、工频高压的获得： 利用工频高压试验变压器或其串级装置产生。
1.工频高压试验变压器的特点：（P155） 2.试验变压器的外形结构： 金属外壳的单套管式或双套管式、绝缘筒外壳式三种。
2.较准确的测压法：直接测被试品两端的高压。 方法(1)测量球隙；
(2)静电电压表； (3)高压电容器配用整流装置； (4)分压器配用低压仪表。 3.工频耐压试验的实施方法：
按规定的升压速度提升作用在被试品T.O.上的电压，直到它 等于所需的试验电压为止，这时开始计算时间。为了让有缺陷 的试品绝缘来得及发展局部放电或完全击穿，达到所需的电压 后还要保持一段时间，一般取一分钟就够了。如果在此期间没 有发现绝缘击穿或局部损伤(可通过声响、分解出气体、冒烟、 电压表指针剧烈摆动、电流表指示急剧增大等异常现象作出判 断)的情况，即可认为该试品的工频耐压试验合格通过。
二、 试验中过电压可能产生的情况： 1.稳态方面来看，一般被试品多为容性负荷，会出现
“容升”现象，被试品上将出现很高的过电压，应 注意避免。
“容升”现象：容性负荷电流经变压器的漏抗产生压 升，使变压器高压侧的输出电压比按空载变比所预 期的值还高，即所谓“容升”现象。
2.暂态方面来看，
(1) 调压器非零位时合电源； (2) 在尚有较高电压时切断电源； (3) 被试品突然击穿； 这些都会在试品上造成“暂态过电压”，危及变压器的主绝缘 和纵绝缘，这都是不允许的。
0 ~ 2Up V 2 B
2U p Rf
J
C1
A
V1
C2
Rb
H
T.O. RL
K
O
Up
~
图6-2-5 倍压整流电路之三
工作原理：
(1)空载情况:
假定电源电势从负半周开始，整流元件V2闭锁，V1导通， 使电容C1充电。电容C1两端最大可能达到的电位差接近于 Up ； 此时B点的电位接近于地电位。当电源电势由- Up 逐渐升高时， B点电位随之被抬高，此时V1便闭锁。当B点电位比J点为正时， V2导通，C2被充电，J点电位逐渐升高。电源电势由 Up 逐渐下 降时，B点电位下降,当B点电位低于J点电位时,V2闭锁。当B点 电位下降到对地为负时,V1导通，使C1充电。