高压试验三：绝缘子串电位分布实验知识讲解

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110kV线路的绝缘子串的电压与电场分布研究

110kV线路的绝缘子串的电压与电场分布研究摘要：在对110千伏线路的绝缘子串的电压与电场分布进行研究时，考虑到各导线之间可能存在杂散电容，从而导致电压分布发生较严重的变化，从而使电场的分布出现局部较强的现象，这种现象极易造成击穿等情况，对线路的运行是非常不利的。

因此，对输电线路绝缘子串的电压与电场分布进行设计和研究必不可少，良好的设计可以有效保证线路的运行状态。

考虑到110千伏线路在分布的过程中会受到环境和气象条件等的影响，所以需要选择不同的形状和绝缘子串结构来对导线的排列方式进行选择。

但是我国现有的绝缘子串研究多是针对单串绝缘子，对于双串并联的方式研究较少。

基于此，本文研究了不同塔形下的单串绝缘子和双创绝缘子下的电压与电场分布情况，并采用仿真计算得出结果。

关键词：110kV线路；绝缘子串；电压；电场分布引言：随着我国电力系统的不断升级，电力系统的电压和电场分布也发生了一定的变化。

而绝缘子作为高压线路中应用较广的一种电气元件，它在应用过程中不仅可以为高压导线提供一定的支撑力，还可以防止电路中的电流流失，所以其在现有的线路中是非常重要的。

本文在对线路进行研究的过程中主要采用的是盘形悬式瓷绝缘子，这种绝缘子最早就是在我国开始使用并发展起来的，它具有抗气候变化性能、自洁性能和良好的组装灵活性等，而且其制作成本低，制造工艺简单，对我国电力系统的发展提供了良好的技术基础，对绝缘子串电压分布和和其电场的分布情况进行分析，可以有助于我国电力系统性能的提升和运行的稳定。

1.线路绝缘字串的电气特性以及数值计算方法分析1.1.1 悬式绝缘子串的结构悬式绝缘子主要由钢帽、钢脚、绝缘介质和填充料等组成。

而盘形悬式绝缘子的介质是绝缘子的主体，所以对其要求较高，它必须要有足够的机械强度和电气强度，这样尽管线路处于交易复杂的自然环境下，它依旧具有良好的性能。

而现有的电磁和钢化玻璃材料就具有这样的特性，所以其已经成为绝缘工业中较为常用的介质材料。

绝缘子串电容检测

高压交流系统绝缘子电容量的检测方法及绝缘子串电位分布的研究1研究的背景及意义近几年电网的污闪事故有不断增多的趋势，在2000年至2001年间，国内几大电网相继多次发生大面积污闪事故。

电网污闪事故涉及范围大、停电时间长，严重威胁着输变电设备的安全运行，给国民经济带来重大的损失。

绝缘子串是电力线路的绝缘的主要部件，在运行中由于各绝缘子所分布的电压不等，承受较高电压的绝缘子，其绝缘性能劣化较快，当绝缘电阻降低或为零时称为低值或零值绝缘子。

它们对线路运行安全影响较大。

目前使用的检测方法，须上杆塔，由试验人员带电对每片绝缘子进行检测。

研究发现，发生上述缺陷的原因之一是运行中的绝缘子串电压分布不均匀。

因此绝缘子串电压的分布情况研究，对绝缘子的选用以及绝缘子运行状况监测都是具有十分重要的意义。

目前研究得出，影响绝缘子串电位分布的主要因素为绝缘子等效电容量和绝缘电阻。

绝缘子串可等效为其本身电容、对地电容、对导线电容三者之间的相互作用，通过试验研究发现，导线侧绝缘子承担电压最高，然后依次减小，在绝缘子连结只数的3/4附近为最小值，随之又增大，可见绝缘子串的电压分布不均匀，并且串中的绝缘子数越多，电压分布就越不均匀。

电压分布越不均匀，造成绝缘子的闪络，界面击穿，污闪的可能性越大。

目前多数学者都赞同并应用这种普遍的电位分布规律来指导科学研究，由于绝缘子串处于杆塔和导线这种复杂的电磁环境中，绝缘子串的电容分布受到各种杂散电容的影响给研究带来了困难。

检测在线情况下绝缘子串的电容分布，电阻分布从而研究绝缘子串的电位分布主要规律是一项重要的课题，为以后输电线路防污闪工作及均压措施提供了很好的理论基础。

2项目研究的现状江西省电力科学研究院与华中科技大学电气与电子工程学院共同研究完成高压交流系统绝缘子人工污秽试验方法与自然污秽等价性研究。

项目中一重要课题是试验研究江西典型污秽区，污秽绝缘子的电位分布规律。

2.1 绝缘子绝缘电阻检测与电位分布规律试验采用江西地区110kV线路高压绝缘子串实际运行情况选定7片XWP2—70进行电位分布试验研究，试验设置为五个部分，分别从绝缘子片上下表面染污不均匀、绝缘子串中不同位置污秽度不等、不同污秽区绝缘子表面污秽度大小不同等多种不均匀污秽形式，每种类型通过多组试验进行对比研究绝缘子串电位分布规律。

绝缘子的电位分布实验

绝缘子的电位分布实验一、绝缘子串电压分布规律每一个绝缘子就相当于一个电容器，因此一个绝缘子串就相当于由许多电容器组成的链形回路。

因为绝缘子的体积电阻和表面电阻较正常情况下（50Hz）的容抗大得多，所以一般将它看成串联的电容回路。

如果不考虑其他因素影响，由于每个绝缘子的电容量相等，因而在绝缘子串中，每一片绝缘子分担的电压是相同的。

但由于每个绝缘子的金属部分与杆塔（地）间、导线间均存在杂散电容（寄生电容），绝缘子串中每个绝缘子实际所分担的电压并不相同。

图11-1 绝缘子串的等值电路(a) 仅考虑金属部分对杆塔的电容(b) 仅考虑金属部分对导线的电容在图11-1（a）中，C为绝缘子本身的电容，Cz为其金属部分对杆塔的电容。

由于存在这种电容，当有电位差时，就有一个电流经Cz流入接地支路。

流经Cz的电流都分别要流经电容C，因此，愈靠近导线的电容C所流经的电流就愈大。

由于各绝缘子电容大致相等，则它们的容抗也大致相等，又由于靠近导线的绝缘子的电容电流较大，所以此处每片绝缘子上的电压降也就较大。

绝缘子串的电压分布如图11-2中的曲线1所示。

在图11-1（b）中，C为绝缘子本身的电容，Cd为其金属部分对导线的电容。

由于每个电容Cd两端均有电位差，因此就有电容电流流过，而且都必须经电容C到地构成回路，这样就使离导线愈远的绝缘子所流过的电流愈多，电压降也愈大。

绝缘子串的电压分布如图11-2的曲线2所示。

图11-2 绝缘子串的电压分布曲线1—仅考虑Cz作用；2—仅考虑Cd作用；3—考虑Cz、Cd两者同时作用由于绝缘子金属部分对导线的电容Cd比其对地电容Cz小，因而流过的电流也小，所以产生的压降就相对地较小。

实际的绝缘子串各个绝缘子上的电压分布应考虑两种电容的同时作用，即沿绝缘子串的电压分布应该由分别考虑Cz与Cd所得到的电压分布相叠加，如图11-2中的曲线3所示。

由图可见，沿绝缘子串的电压分布是极不均匀的，靠近导线的绝缘子电压降最大，离导线愈远的绝缘子两端压降愈小，当绝缘子靠近杆塔横担时，绝缘子电压降又升高。

绝缘子链的电压分布测量

实验装置和接线图
•
其中T1为电源调压器，T2高压试验变压器，R为限流保护电阻，V为高压静电电压表，S为测量用小球间隙
实验说明
1由于实验室条件有限，我们利用自制的钻孔塑料瓶装满水后，在高处对绝缘子链进行喷洒，模拟“雨天”。 2 此次实验只研究交流电压下雨水对绝缘子链电压分布的影响。 3 此次实验解决的是工程实际问题，具有很强的现实意义。
数据处理
1每片绝缘子击穿三次，击穿电压取平均值 2 将四组曲线绘制于同一张坐标纸，进行单一因子变量对照得出结论。 3 参阅文献，进行简单的理论分析，写入论文。
绝缘子链的电压分布测量
实验目的
1 探索下雨对绝缘子链的电压分布的影响 2 复习用“小球法”测量绝缘子链及相似绝缘结构中电压分布的方法 3 探索雨天下均压环对改善绝缘子链这类结构的电压分布的作用大小
实验内容
1 用“小球法”测定绝缘子链在晴天下，无均压环时的电压分布 2 用“小球法”测定绝缘子链在晴天下，有均压环时的电压分布 3 用“小球法”测定绝缘子链在雨天下，无均压环时的电压分布 4 用“小球法”测定绝缘子链在雨天下，有均压环时的电压分布 5.有条件的话，测量一下改变均压环的位置对电压分布的影响
小球法基本原理
由于当小球间隙不变时，击穿电压也不变，则有 n ∆U =α 1U 1=α 2U 2=⋅⋅⋅⋅⋅⋅=αnUn及 ∑ αi=1， i=1 且电压承担率αi= ∆U , Ui
1 所以综合以上三式有αi= ，由的电压分布曲线。
注意事项
1实验过程中必须保证测量小球间隙距离不改变。 2 小球间隙距离不宜选取过大，以免所施加的绝缘子链总电压过高，使得绝缘子链发生较为强烈的电晕而改变其电压分布。 3 对绝缘子链洒水时，可借助实验室人字梯在高处进行喷洒，以求接近实际情况。

超高压同塔双回输电线路复合绝缘子电位分布研究

ＴＩＡＮＤａ－ｐｅｎｇ，ＴＩＡＮＪｉｎ－ｈｕ
（１．ＱｉｎｇｈａｉＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｘｉｎｉｎｇ８１００００，Ｃｈｉｎａ；
技术应用＿Ｊ一 ∞ 卜｛ｃ、，芝。、，。ｚ。
超高压同塔双回输电线路复合２
（１．青海省电力公司，青海西宁８１００００；２．重庆市电力公司，重庆４０００３９）
２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｉｓｕｎｅｖｅｎ．Ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｔｒｉｎｇｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｏｗｅｒ，ｂｕｎｄｌｅｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ，ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｌｉｎｅａｎｄＳＯｏｎ，ｉｎｓｕｌａｔｏｒｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｆｏｒｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｏｆＥＨＶｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｌｉｎｅｓａｒｅｓｅｔｕｐ．Ａｎｄｔｈｅｃｕｒｖｅｏｆｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｔｉｒｎｇｓｉｓｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｃｈａｓｇｒａｄｉｎｇｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｔｙｐｅｏｆｉｎｓｕｌａｔｏｒｓ，ｏｎｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｔｉｎｒｇｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｇｒａｄｉｎｇｉｎｔｇｓｃｏｕｌｄｓｉｇｎｉｉｆｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌ，ｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｉｂｒｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｔｒｉｎｇｓ，ａｎｄｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｉｆｅｌｄｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎａｌｏｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｉｎｓｕｌａｔｏｒｉｓｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍ．Ｔｈｅｔｙｐｅｏｆｉｎｓｕｌａｔｏｒｓｈａｖｅｉｎｌｆｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌ

发电厂升压站绝缘子串电压分布实测

发电厂升压站绝缘子串电压分布实测【摘要】交流电压作用下，由于绝缘子对杆塔和导线有杂散电容，绝缘子串电位分布不均匀，一般情况下导线端承受较高电压。

长期的高电压环境容易导致绝缘子污闪、起晕和劣化，对绝缘子的绝缘水平和电力系统的安全稳定可靠运行带来影响。

本文通过实测不同电压等级绝缘子串的电压分布，得到绝缘子串的电压分布规律，同时提出了针对电压分布情况的改进措施。

【关键词】升压站；绝缘子串；杂散电容引言绝缘子的绝缘水平对电力系统的安全稳定运行有很大的影响，而绝缘子通常都通过组合成绝缘子串进而运用到系统实际中。

近年来，由于绝缘子串的污闪造成的事故不容忽视，这往往是由于绝缘子串电压分布的不均匀导致。

因此研究绝缘子串电压分布的规律和影响因素对于电力系统意义重大，目前的研究也主要通过数值计算和实测两种途径来进行，这两种方法各有优点，而实测方法由于跟实际较为接近而更加具有实际意义。

1发电厂升压站绝缘子串特点1.1 绝缘子结构目前发电厂使用的绝缘子大多为悬式绝缘子，悬式绝缘子的组成部分包括：钢帽，钢脚，绝缘介质和填充料。

绝缘子的主体是介质，该介质在机械强度和电气强度方面必须满足线路或者升压站的要求，同时，绝缘介质必须在变化较为剧烈的大气条件下满足热机稳定性。

电瓷和钢化由于具有较好的上述特性从而成为工业中应用较为广泛的材料。

瓷质绝缘子表面均匀光亮瓷釉是由塑性粘土、石英砂和微晶花岗岩混合而成的。

瓷盘下表面有3～4个棱是为了增长闪络路径和泄露距离，为了在组成绝缘子串时悬式绝缘子的盘径最小且充分地利用空气放电距离，绝缘子的瓷盘直径和结构高度的比值一般分布在0.5～0.65范围之内。

悬式瓷绝缘子由高标号水泥作为其填充料，其膨胀系数需配合钢脚钢帽和绝缘元件。

绝缘子的钢帽和钢脚所使用的材料为高硅可铸铁和结构钢，钢帽的破坏强度需在0.4～0.6MPa之间，而钢脚的破坏强度要更大。

为了保证绝缘子的正常可靠安全运行，绝缘子需要有耐腐蚀性且钢脚承力面需带大弧度。

高电压设备测试试验之绝缘子绝缘特性

有机复合材料：重量轻、体积小、工艺简单；表面有憎水性，抗污闪能力强，复合绝缘子的玻璃纤维芯棒的抗拉强度高于钢。
电压分布测量要求
01
接触网电压在绝缘子串上的电压分布，是从带电侧到接地侧依此减小。因此，放电声音也相对减弱。
当测量绝缘子串某一片绝缘子时，放电间隙放电说明该片绝缘子电气性能合格，否则为不合格。
线路绝缘子
带电检测-分布电场
线路绝缘子
带电检测-分布电场
瓷悬式绝缘子
线路绝缘子
绝缘子特性
复合绝缘子
绝缘子特性
钢化玻璃悬式绝缘子
绝缘子特性
性能
机械性能：拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷冷热性能：膨胀应力老化性能：抗老化
绝缘子特性
材料
电瓷：无机材料，耐腐蚀，抗老化，具有足够的电气强度和机械强度；脆，抗压强度比抗拉强度大得多；上釉强度大。
钢化玻璃：电气和机械强度大于电瓷，输电线路钢化玻璃绝缘子损坏后能“自爆”。
电压分布测量要求
05
测量绝缘子串电压分布时，应从接地侧依此向带电侧测量，当三片一组中有一片，四片一组中有二片绝缘子无间隙放电时，即停止测量，以保证设备运行和测量人员的安全。
∆U
#10绝缘子（0MΩ）
沿串中绝缘子的电压分布（220kv）
#4绝缘子（60MΩ）
完好绝缘子
绝缘子编号
绝缘子ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构
1
电压分布测量要求
05
测量绝缘子串电压分布时，应从接地侧依此向带电侧测量，当三片一组中有一片，四片一组中有二片绝缘子无间隙放电时，即停止测量，以保证设备运行和测量人员的安全。
∆U
#10绝缘子（0MΩ）
沿串中绝缘子的电压分布（220kv）

《高电压工程基础(第2版)》实验4绝缘子串电压分布的测量

实验四绝缘子串电压分布的测量一、实验目的1．验证绝缘子串电压分布不均匀现象；2．了解改善绝缘子串电压分布的措施；3．掌握绝缘子串电压分布的测量方法。

二、实验内容1. 用“小球法”测量绝缘子串在无均压环时的电压分布；2. 用“小球法”测量绝缘子串装有均压环时的电压分布。

（不同电压等级线路绝缘子串的绝缘子（以X-4.5为例）片数：≥14片/220kV；≥8片/110kV；≥4片/35kV。

X-4.5绝缘子单片耐压强度为56kV。

可根据各学校实验室现实情况，选取合适的绝缘子片数及小球（直径可选0.3-0.5cm）间距。

）三、理论概述在交流电压作用下，绝缘子串可以等效为电容的串联，由于杂散电容的存在且分布不均衡，使得各片绝缘子上流过的电容电流不相等，因而电压分布不均匀。

绝缘子串上绝缘子片数量越多，电压分布越不均匀。

通常当表面比较清洁时，绝缘本身的电容和杂散电容决定了这一电压分布，而当表面因污染而绝缘电阻下降时，则电压分布主要决定于表面的电导。

如果绝缘中某一部分因损坏而绝缘电阻急剧下降，则表明电压分布会有明显的改变。

因此测量绝缘表面的电压分布可以发现绝缘子绝缘的缺陷。

四、实验接线与实验方法将一间隙距离固定不变的小球间隙S依次挂接在绝缘子串各片绝缘子片的两端，调节电源电压使小球间隙击穿，测量绝缘子串的总电压U i（为减小小球放电的分散性，针对每片绝缘子的测量重复三次，求取三次的平均值为U i）。

如果试验中保持小球的放电电压ΔU不变，那么对于由n片绝缘子构成的绝缘子串，第i 片绝缘子上的电压承担率为i iUU α∆=并且有：1122n n U U U U ααα∆====……及11ni i α==∑，由上两式可以得到，111ni iU U =∆=∑，故111i ni i iU U α==∑因此，可以得出整个绝缘子串的电压分布曲线。

给绝缘子串加装均压环，重复测量，比较均压环加装前后，电压分布的区别，验证均压环改善电压分布的作用。

750kV输电线路绝缘子串电压分布研究

750kV输电线路绝缘子串电压分布研究绝缘子是架空输电线路的关键部件之一,其性能的优劣直接影响到整条线路的安全运行。

由于绝缘子串与导线、铁塔及金具之间杂散电容的存在,使得沿绝缘子串的电压分布不均匀。

随着750kV电网建设在西北五省的全面展开,750kV电网将成为我国西北地区的主网架。

750kV输电线路采用的绝缘子串属于超长串、绝缘子型号及规格多样,绝缘子串电压分布不均匀更加突出,均压措施实施复杂、困难。

因此,确定绝缘子串电位分布,对检测低、零值绝缘子,确保输电线路的安全、稳定运行具有重要的意义。

750kV交流超高压输电线路运行至今,还没有绝缘子串分布电压的标准,这不利于对绝缘子串中劣化绝缘子的判别,影响线路的安全运行。

根据750kV输电线路线路实际情况,考虑铁塔、分裂导线、均压环、避雷线等因素的影响,建立了750kV输电线路绝缘子串三维电场有限元计算模型,研究确定750kV绝缘子串电压分布规律。

分析讨论了分裂导线、铁塔、避雷线、均压环、绝缘子型号、绝缘子材质、悬挂方式、导线排列方式等因素对线路不同位置绝缘子串电位分布仿真计算的影响,优化了均压环结构,进而确定了不同塔型、不同绝缘子片数、不同绝缘子型号、不同材质绝缘子的750kV输电线路绝缘子串电位分布。

主要得到了以下结论:①仿真计算时,分裂导线对绝缘子串电位分布计算影响明显,它能够使绝缘子串电位分布更加均匀化;当分裂导线长度取为绝缘子串长的8倍以上时,与实际导线的效果类似;考虑同一杆塔上的其他相导线的影响时绝缘子串电位分布更加不均匀。

铁塔对绝缘子串电位分布影响明显,忽略铁塔影响时绝缘子串电位分布会更加不均匀,特别是对靠近接地端的绝缘子承受电压影响显著。

避雷线、绝缘子伞形结构、绝缘子串的悬挂方式、导线排列方式、绝缘子材质等因素对不同位置的绝缘子串电位分布的计算均有影响。

②对瓷/玻璃绝缘子均压环上抗位置在2~3片绝缘子处,环径取为900mm~1000mm,环管径取为100mm~120mm绝缘子串电位、电场分布更为均匀;对复合绝缘子均压环抬高距h 取150mm~300mm、环径R取1100~1300mm、管径Φ取140mm~180mm时绝缘子各部分表面电场较小。

《高压电工程》教学课件—03高压外绝缘及沿面放电

极不均匀电场具有强切线分量时的沿面放电
与均匀电场相比其沿面闪络电压较低,因而介质表面积聚电荷使电压重新分布所造成的电场畸变,不会显著降低沿面闪络电压。
此外,因电场的垂直分量较小,没有明显的滑闪放电。因此为提高沿面闪络电压,一般从改进电极形状以改善电极附近的电场着手,如采用内屏蔽或采用外屏蔽电极。
按照材料不同分类：
①瓷绝缘子抗老化性能极好，且具有足够的电气性能和机械强度； ②玻璃绝缘子具有零值自破、耐雷击、抗舞动和不掉串等特性； ③复合绝缘子，又称作合成绝缘子具有一定的机械强度、良好的电气性能和环境稳定性。
3.2.1 绝缘子的作用及分类
3.2.2 绝缘子的性能要求
1.绝缘子的材料
3.3.2 均匀电场中的沿面放电
固体介质处于均匀或稍不均匀电场中，且界面与电力线平行加入固体介质后，沿固体介质表面的闪络电压比纯空气间隙的击穿电压降低很多，原因有:
①固体介质与电极表面没有完全密合或者介质表面有裂纹，存在有极小气隙； ②介质表面电阻的不均匀和表面的粗糙不平； ③处在潮湿空气中的介质表面常吸收潮气形成一层很薄的水膜。水膜中的离子在电场作用下分别向两极移动，逐渐在两电极附近积聚电荷，使介质表面的电场分布不均匀。
式中，Kd为空气密度校正系数；Kh为湿度校正系数。
3.1.1 空气密度对放电电压的影响
空气相对密度与气压和温度的关系为：
PT0 273 t0 P 2.89 P
(3-2)
P0T 273 t P0 273 t
在大气条件下，气隙的击穿电压随δ的增大而提高。实验表明，
当δ处于0.95~1.05的范围内时，气隙的击穿电压几乎与δ成正比，即
极不均匀电场具有强垂直分量时的沿面放电

高压电气设备试验相关知识讲解

(8) 检查防爆管及温度测量装置、呼吸器等元器件是否完好，防爆管的玻璃是否损坏，温度测量装置的位置及接线是否正确，呼吸器中硅胶如果变色，更换新硅胶或将其炒干还原后在使用。
(9) 对补完油的变压器要做渗漏油试验，若无渗漏，吊芯检查项目基本结束。
(10) 资料整理对吊芯的变压器要收集整理出厂合格证、试验成绩单、变
2．变压器变比的测量测量变比的目的：
验证变压器的电压变换是否符合规定值，达到设计值；开关各引出线的接线是否正确，可初步判断变压器是否存在匝间短路现象等。
测量使用的仪器：电压表比较法、电桥法（如：QJ35型电桥）、新型的、
电脑控制式的、多功能的变压器变比数字式电桥
测量方法：（1）电压表法
注意：在变压器初次投运时要做全压冲击合闸试验，对电缆变压器共进行五次冲击，然后进行24小时的变压器空载运行。
2．其他对于大容量的变压器还要做绝缘套管及油的介质损失角
试验。如有特种变压器和对变压器有特殊要求时，按交接验收规范标准规定项目进行变压器试验。
二、变压器现场交接的试验
1．变压器线圈直流电阻测试（简称为直流电阻测试）作用：
(2) 绝缘电阻及吸收比的测试作用：
它检查电动机的绝缘情况，是否存在缺陷和受潮等情况，对于以后的电动机耐压试验有着先导探查的意义。
测量使用的仪器：电动机额定电压在3000V以上者，要用2500V的兆欧
表进行测量，包括：手摇发电机式、电池式，电池式的摇表更为便捷和稳定。摇表要选择检定使用周期内的合格仪表，使用前对摇表进行短路试验和开路试验，合格后使用。
1）在变压器一次侧加入380V电源，用三相开关控制，并在某线间接入一电压表测其线电压；在变压器二次侧接入一电压表，测其相对应线电压，合上开关后两块表同时读数，得出的数值需经换算，换算后的数值为变压器的变比。

高压试验基本知识课件.ppt

绕组对其他绕组及地的绝
缘电阻。被测绕组短接,其
余非被测绕组应短接接地. 即1、高中、低、外 L 壳及地
A
a
b
• 2、中高、低、外壳
B c
及地 • 3、低
中、高、外壳
E
C
o
及地
。
• 二、试验步骤： 1、选择合适的电压等级的摇表：UN≥1000V 用2500V或5000V的表； UN≤1000V 用 1000V或2500V的表。 2、检查表的好坏。 3、被试品充分放电，套管表面擦干净。 4、各非被测绕组短路接地，被测绕组短路，记录15秒、60秒的绝阻。注意接地端接牢，每测完一侧都要充分放电。
高压试验基本知识
。
第一节高压试验的意义和分类
绝组、吸收比
绝缘试验
非破坏性
泄漏电流
1、按内容分
介损
直流耐压
工频
交流耐压感应
破坏性
雷电
分
冲击耐压操作
全波
类
特性试验
截波
交接
临时性
2、按目的任务分预防性
其他
。
带电测量和在线监测
型式鉴定
工厂中间、成品
抽样
第二节高压试验的总体要求
一、工作计划安排 1、交接试验计划安排：电气安
铁芯和穿芯螺栓大于10MΩ；二次回路小母线在断开所有其它并联支路时绝缘电阻值不应小于10MΩ。二次回路的每一支路的断路器、隔离开关、操作机构的电源回路绝缘电阻值不小于1MΩ，在潮湿的地方，允许降到0.5MΩ。外护套及内衬绝缘电阻-每千米绝缘电阻值不低于 0.5MΩ。
。
第四节直流泄漏电流和直流耐压
• 1.直流泄漏电流试验及目的 • 直流泄漏电流试验与绝缘电阻测量原理基本相同。 • 直流泄漏电流试验电压较高，并可任意调节，因此，

高压直流绝缘子电位分布测量系统的研制及特性分析的开题报告

高压直流绝缘子电位分布测量系统的研制及特性分析的开题报告一、研究背景和意义：高压直流输电（High Voltage Direct Current Transmission，简称HVDC）是一种新兴的电力传输方式，具有传输能力大、传输距离远、损耗小和环境污染小等优点，因此在电力工业中得到了广泛的应用。

然而，在HVDC系统中，直流绝缘子是非常重要的零部件之一，其电位分布的均匀性直接影响到设备的安全稳定运行。

目前，国内外已有一些关于HVDC绝缘子电位分布的研究，但大多数研究采用的是数值模拟或者试验测量法，这些方法存在着一定的局限性。

数值模拟难以考虑到现实中的复杂环境，而试验测量需要制造复杂的实验设备，成本较高且实验效果难以完全符合实际情况。

因此，研究一套准确、有效的HVDC绝缘子电位分布测量系统具有重要的意义和现实的意义。

二、研究内容和技术路线：本研究将从HVDC绝缘子电位分布测量的技术需求出发，设计并开发一套具有高精度、高分辨率的绝缘子电位分布测量系统。

该系统将采用高压探针技术，通过对绝缘子表面电位的实时监测，可以实现对绝缘子电位分布的准确测量。

具体的技术路线包括：1. 测量系统的硬件设计：包括设计高精度的电位测量电路、设计高压探针、设计数据采集器等。

2. 测量系统的软件设计：包括编写数据采集程序、绘制测量数据曲线、进行数据分析处理等。

3. 系统性能测试和分析：对设计的测量系统进行性能测试，对测试结果进行统计和分析，优化测量系统的性能。

三、预期成果和意义：本研究的预期成果是设计并实现一套高效、高精度的HVDC绝缘子电位分布测量系统，通过对该系统性能的测试和分析，提高HVDC系统的安全性和稳定性。

此外，该研究还具有以下意义：1. 对HVDC系统的安全稳定运行具有现实的指导意义。

2. 能够提高我国的测控技术水平，推进我国电力工业的发展。

3. 为高压直流输电领域的相关研究提供技术支持和参考。

实验三：绝缘子串电压分布测量

实验三：绝缘子串电压分布测量一﹑实验目的了解绝缘子串在电力系统中的作用，理解输电线路绝缘子串上电压分布不均匀的原因，理解测量绝缘子串上电压分布的意义，掌握电压分布的测量方法，知道在实际工作中如何发现输电线路上已损坏的绝缘子。

二﹑实验原理1 绝缘子串上的电压分布35kV以上的电压输电线路使用由悬式绝缘子组成的绝缘子串来构成具有高电位的导线与具有地电位的杆塔之间的绝缘。

绝缘子串上的每片悬式绝缘子结构，尺寸完全相同，若每片绝缘子承受的电压相同，则利用率最高。

但是由于绝缘子的金属部分与接地的铁塔和带电的导线之间存在杂散电容，使绝缘子串的电压分布不均。

设绝缘子自身电容为C，若只考虑对地杂散电容C E,则等值电路如图10－1（a）所示。

当C E,两端有电位差时，必然有一部分电流经C E,流入接地铁塔，而流过C E,的电流都是由绝缘子串分流出去，因此靠近导线的绝缘子流过电流最多，电压降△U也最大。

如果只考虑对导线的杂散电容C L,则等值电路如图10－1（b）所示，流过C L的电流都汇入下一片绝缘子中，因此靠近铁塔的绝缘子流过的电流最多，电压降△U最大。

实际上C E与C L两种杂散电容同时存在，综合考虑两者影响时，绝缘子串的电压分布位图10－1（c）所示。

一般C为30－60μF，C E为4－5μF，C L只有0.5－1μF，所以C E的影响比C L大，绝缘子串中靠近导线的绝缘子的电压降最大，远离导线的绝缘子电压降逐渐减小，当靠近铁塔横担时，C L的作用显著，电压降又升高。

由此可知，绝缘子串的长度越长，片数越多，电压分布越不均匀。

绝缘子本身电容C大，则对地和对导线杂散电容的影响要小一些。

绝缘子串的电压分布就比较均匀。

增大C L能在一定程度上补偿C E的影响，使电压分布不均匀程度减小，例如可采用增大导线截面积和分裂导线，还可采用均压环，以增加绝缘子对导线的电容，达到改善电压分布的目的。

2 电压分布的测量（1）电压分布测量的意义在工作电压作用下沿绝缘子串表面有一定电压分布，当绝缘子表面比较清洁时。

110kv线路绝缘子串电压和电场分布与研究

关键词：绝缘子串有限元法 ANSYS 电压分布电场分布结构优化
I
Abstract
The stray capacitance between the insulator’s hardware fittings and the towers and conductors, leading to serious distortion of voltage distribution and strong partial electric field.It’s easy to corona, degradation, flashover or breakdown. Therefore voltage and electric filed distribution of the transmission line insulator strings is very important to the design and operation and maintenance.
II
between two series. Compared with the single-string, double string reduced the voltage of the ends, but increased the voltage of the intermediate string.
比较了计算结果和标准值，并分析了误差产生的原因。结果证明运用三维有限元法计算高压绝缘子串中的特性分布是可行且有效的。论文结果可用于研究 110kV 线路工频电压下绝缘子串闪络机理，制定符合线路安全运行的安装结构方式，指导绝缘子及其连接金具的结构优化，并对改善电压分布设计均压措施提供一定的指导作用，掌握绝缘子串的电压分布也可以为零值绝缘子的在线检测提供参照依据，另外了解和改善绝缘子的电场分布对了解输电线路的电晕水平、可听噪音水平也是极为重要的。

国家电网培训高压电实验绝缘试验

试验基本知识
电气设备的绝缘试验

项目内容：
1. 绝缘电阻和吸收比的测量 2. 泄漏电流及直流耐压试验 3. 介损的测量 4. 局部放电的检测 5. 交流耐压试验
主要知识点： 1．绝缘试验的基本知识 2．试验目的及试验原理 3 ．试验方法（试验装置、
试验接线、试验步骤及试验
中应注意的事项、对试验结 ห้องสมุดไป่ตู้的分析判断。）

Ⅰ绝缘电阻与吸收比的测量
不论是绝缘电阻的绝对值或是吸收比都只是参考性的。
如不满足最低合格值，则绝缘中肯定存在某种缺陷；但是，如已满足最低合格值，也还不能肯定绝缘是良好的。有些
绝缘，特别是油浸的或电压等级较高的绝缘，即使有严重
缺陷，用兆欧表测得的绝缘电阻值、吸收比，仍可能满足规定要求，这主要是因为兆欧表的电压较低的缘故。
三、测量绝缘电阻发现的缺陷
总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。测量绝缘电阻不能发现下列缺陷：绝缘中的局部缺陷：如非贯穿性的局部损伤、含有气泡、分层脱开等；绝缘的老化。
Ⅰ绝缘电阻与吸收比的测量
四、兆欧表的工作原理
Ⅰ绝缘电阻与吸收比的测量
五、绝缘电阻的测量接线仪器：兆欧表有500V、1000V、2500V、 5000V等多个等级一般有三个接线端子
①被测绝缘接在端子“E”和“L”之间 ②用裸导线在靠近被测电极的绝缘端部缠绕几圈接至屏蔽端子“G”
Ⅰ绝缘电阻与吸收比的测量
六、试验步骤及注意事项
1.兆欧表的选择与检查 2.被试品在测试前的充分放电 3.接线 4.操作
5.试验完毕后对被试品放电
6.记录
Ⅰ绝缘电阻与吸收比的测量
测量绝缘电阻时应注意下列几点：

高电压技术--3电气设备绝缘试验

• 视在放电量是测量局部放电强度的最重要参数，并以此作为判断局部放电强弱的依据。
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高电压技术--3电气设备绝缘试验
•（2）放电重复率（N） • 在选定时间间隔内测得的每秒钟发生脉冲的平均次数，表示局部放电的出现频率。 • N与外加电压有关，外加电压增大，N增大。 •（3）放电能量（W） • 一次局部放电所消耗的能量。
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高电压技术--3电气设备绝缘试验
•3.判断依据 • 测量绝缘子串的电压分布，用其正常分布曲线与实测结果分析对比，来判断绝缘子所处状态。
•1：正常分布电压 •2：异常分布电压
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高电压技术--3电气设备绝缘试验
•4.检测措施 ➢短路叉
➢光电测杆绝缘子两端电位差→光信号→绝缘杆光纤→地面→电信号 ➢被试品位置较高红外热像法、超声波法、激光法
• 将R4固定为106/ω代入上式，并取C4单位为uF，可以得到：
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高电压技术--3电气设备绝缘试验
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高电压技术--3电气设备绝缘试验
•2.外界电磁场对电桥的干扰 •（1）外界电场的干扰 • 外界电场的干扰主要包括试验用高压电源和试验现场高压带电体引起的干扰。 •（2）外界磁场的干扰 • 外界磁场干扰电流是邻近母线负载电流的磁场在桥路内感应出的一个干扰电势而产生的电流。 •（3）消除的方法 • 电桥本体用金属网屏蔽，全部引线用屏蔽电缆线；当测试物有一端接地时，应采用反接线；屏蔽对地应有足够的绝缘；采用自动平衡测量仪器。
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高电压技术--3电气设备绝缘试验
•二、吸收比的测量 •1.K1参数（吸收比）
•吸收曲线
• 如果绝缘状态良好，吸收现象显著，K1值将远大于1，反之，当绝缘受潮严重或者有重大缺陷时，

高压线路的带电实验与电场分析

高压线路的带电实验与电场分析高压线路是电力系统中重要的组成部分，用于输送高电压电能。

为了确保线路的稳定运行，必须进行带电实验与电场分析。

本文将介绍高压线路的带电实验和电场分析的原理与方法。

一、高压线路的带电实验带电实验是为了验证高压线路的安全性和稳定性，通过对线路进行带电测试，可以检测线路中的故障并进行修复。

以下是高压线路的常见带电实验方法：1.绝缘性能测试：通过对高压线路的绝缘性能进行测试，可以确定线路的绝缘状态是否良好。

常用的测试方法有相互感应测试、绝缘电阻测试和介损测试等。

2.放电测试：通过对高压线路的放电情况进行检测，可以判断线路是否存在放电现象。

常用的测试方法有部分放电测试和全放电测试等。

3.过电压试验：通过对高压线路施加超过额定电压的电压，测试线路的耐压性能。

过电压试验可以判断线路是否能够承受额定工作电压以外的电压冲击。

4.短路测试：通过对高压线路进行短路测试，可以检测线路的短路情况。

短路测试可以判断线路是否存在短路故障，并指导后续的维修工作。

在进行带电实验时，必须严格遵守安全操作规程，佩戴好相应的防护装备，确保自身和他人的安全。

二、高压线路的电场分析电场分析是研究高压线路的电场分布和电位分布的过程，可以帮助我们了解电场强度及其变化规律，为线路设计和运行提供理论依据。

以下是高压线路电场分析的常见方法：1.电场测量：通过使用电场传感器测量线路周围的电场强度，可以获得电场分布的数据。

电场测量可以帮助我们了解电场分布的情况，并对线路进行合理布置。

2.数值模拟：利用计算机模拟方法，建立高压线路的电场数学模型，通过求解模型方程，可以得到电场分布的解析解或近似解。

数值模拟可以通过计算获得电场分布的具体数值。

在进行电场分析时，需要考虑以下几个因素：电场强度和电位分布随着距离的变化规律、绝缘子和导电体对电场的影响、周围环境的影响等。

高压线路的带电实验和电场分析对于确保线路的稳定运行和安全运行具有重要意义。

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高压试验三：绝缘子串电位分布实验
实验三：绝缘子串电压分布测量
一﹑实验目的
了解绝缘子串在电力系统中的作用，理解输电线路绝缘子串上电压分布不均匀的原因，理解测量绝缘子串上电压分布的意义，掌握电压分布的测量方法，知道在实际工作中如何发现输电线路上已损坏的绝缘子。

二﹑实验原理
1 绝缘子串上的电压分布
35kV以上的电压输电线路使用由悬式绝缘子组成的绝缘子串来构成具有高电位的导线与具有地电位的杆塔之间的绝缘。

绝缘子串上的每片悬式绝缘子结构，尺寸完全相同，若每片绝缘子承受的电压相同，则利用率最高。

但是由于绝缘子的金属部分与接地的铁塔和带电的导线之间存在杂散电容，使绝缘子串的电压分布不均。

设绝缘子自身电容为C，若只考虑对地杂散电容C E,则等值电路如图10－1（a）所示。

实际上C E与C L两种杂散电容同时存在，综合考虑两者影响时，绝缘子串的电压分布位图10－1（c）所示。

一般C为30－60μF，C E为4－5μF，C L只有0.5－1μF，所以C E的影响比C L 大，绝缘子串中靠近导线的绝缘子的电压降最大，远离导线的绝缘子电压降逐渐减小，当靠近铁塔横担时，C L的作用显著，电压降又升高。

由此可知，绝缘子串的长度越长，片数越多，电压分布越不均匀。

绝缘子本身电容C大，则对
地和对导线杂散电容的影响要小一些。

绝缘子串的电压分布就比较均匀。

2 电压分布的测量
（1）电压分布测量的意义
在工作电压作用下沿绝缘子串表面有一定电压分布，当绝缘子表面比较清洁时。

电压分布由绝缘子本身电容和杂散电容决定，当绝缘子表面因污秽而电阻下降时，或者因机械﹑电和环境等因素的影响而绝缘电阻发生变化时，沿绝缘子串表面的电压分布将发生改变，严重时将发生绝缘闪络。

例如在输电线路的绝缘子串中，当出现损坏了的绝缘子（即零值绝缘子）时，这片绝缘子就不再承受电压，其他绝缘子上的电压就会升高，有可能引起对地闪络。

因此测量绝缘子表面的电压分布可以发现绝缘子是否存在缺陷。

（2）电压分布基本测量方法
①火花间隙测量电压分布
传统的测量方法主要采用短路叉测量（或火花叉法）。

如图10－2所是为短路叉测量绝缘子串电压分布示意图。

当短路叉一端2和下面绝缘子的铁帽接触，另一端1靠近被测绝缘子的铁帽时，在1和铁帽之间便会产生火花。

当测量绝缘子承受的电压越高，则出现火花越早，而且火花的声音就越大，因此根据火花放电特征可以判断被测绝缘子承受电压的情况。

若绝缘子出现零值时便没有火花。

不过短路叉不能测出电压分布的具体数值。

在使用时应注意，当电压等级较低时（35kV及以下）不能因火花间隙放电而引起相对地闪络。

②小球放电法测量电压分布
为了能测出绝缘子串电压分布的具体数值，可采用小球放电法测量。

其测量叉不是短路的，而是与两个小球相连，小球的距离是可调的。

在测量时是通过测量两端的小球产生放电的距离来分析绝缘子串的电压分布，从而判断被测绝缘子是否正常。

这种方法要频繁调整小球距离，工作量大，误判率高。

在试验室则是将小球间隙固定，改变外施电压而使小球放电来求电压分布。

在实验过程中，球隙距离始终不变，因而它的放电电压△U也不变，依次将球隙接到每个绝缘子上，由于在绝缘子串上的电压分布不均，因此每个绝缘子上所占总电压的百分比不同，所以为了使每个绝缘子上的电压达到△U而使球隙放电，则所需总电压Ui是不同的
令：△U——球隙放电电压；
Ui——当测量装置置于第i个绝缘子上时，为了使球隙放电所需加在绝缘子串上的总电压；
A i ——第i 个绝缘子上电压降占总电压的百分比。

因 1212,,,i n i n
u u u u a a a a u u u u ∆∆∆∆====……，所以 1211211n i n i i n i
u u u u u a a a a u u u u u =∆∆∆∆++=∆=+++++=∑……+?…+?……… 故得 11
1n i i u u =∆=∑
所以
1
1
1
i n
i
i
i i
u
a
u
u
u
=
∆
==
∑
三、实验内容
采用小球放电法测量35kV输电线路绝缘子串（3~4片）上的电压分布，看是否存在零值绝缘子。

另用保护环一对来改善绝缘子上电压分布作用。

四．实验设备
(1)工频高电压试验装置；
(2)绝缘子串；
(3)小球放电法测量装置。

五、实验步骤
(1)检查所有实验装置；
(2)合上电源，将工频试验装置缓慢均匀地升压；
(3)用测量球隙从上至下逐片加在绝缘子两端，保持小球的距离不变，调整外加
电压直至小球放电；
(4)记录实验时u1、u2…．的数值；
(5)按公式计算a．，并作出电压分砟曲线图：
(6)实验完毕，电压降到零，断开电源。

六、报告要求
(1)简述造成输电线路绝缘子串电压分布不均匀的机理。

(2)简述绝缘子串电压分布的测量方法。

(3)面出实验接线图。

(4)分析实验结果。

七、思考题
1、为什么要测量绝缘子串上的电压分布?绝缘子串上出现了零值绝缘子会
带来什么危害?。