高电压技术高压试验PPT课件

T：供电高压变压器； r：保护电阻； C：每级的主电容； g1：点火球隙；
D：整流用高压硅堆； R：充电电阻； rd:每级的阻尼电阻； Cs：每级相应点的对地杂散电容； g2～g4：中间球隙； g0：隔离球隙；
工作特点：
“电容器并联充电，而后串联放电” 电阻R的连接与隔离作用：在充电时起电路的连接作用； 放电时则起隔离作用 电容并联串联转换方法：诸电容由并联变成串联是靠一 组球隙分别处于绝缘和放电来达到 杂散电容与同步：实际上因杂散电容Cs是很小的，所以 各中间球隙在放电前所作用到的过电压时间非常短促。 为使诸球隙易于同步放电，在采用简单球隙的条件下， 它们应排列成相互能够放电（紫外线）照射的状态。 阻尼电阻：为了防止杂散电感和对地分布的杂散电容引 起5R造dΩ。高成－R频分d2也5振压Ω起荡，。着，使若调电输级节路出数波中的为前分电n时，布压间阻放有的尼置所作电了降用阻阻低，的尼。但串电在联阻放总rd电，值时一nr它般d称与每作R级t为会为
第六章 电气设备绝缘试验（二）
工频高压试验 直流高压试验 雷电冲击高压试验 操作冲击高压试验
§6-1 工频高压试验
交流耐压：是交流设备的基本耐压方式。适用于
≤220kV以下的电力设备。 以变压器为例，如图所示
工频高压的产生
工频高压试验变压器 特点 外形结构
串级变压器
高压绕组中点接壳的串级变压器原理电路图
输 出
C
C
C
C
ຫໍສະໝຸດ Baidu
~
图5-8 串级直流高压 发生器原理图
§6-3 冲击高压试验
雷电冲击高压试验
雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的 能力。只在制造厂进行本项试验，因为试验会 造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压 下只施加3次冲击。 国家标准规定额定电压≥220kV，容量 ≥120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。
发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首 先由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于 1923年获得专利，被称为马克思回路
单级冲击电压发生器回路
回路1
正极性冲击电压
回路2
负极性冲击电压
由于受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击 电压发生器的最高电压不超过200~300kV。
多级冲击电压发生器回路
➢ 工频高电压-整流器-直流高压，倍压整流-直流 高压串级装置-更高直流电压。
(a) 经整流器V1向电容器C1充电，负半波则经V2向C2充电，最后C1和C2 上的电压均达到Um，在输出端得到2Um的直流高压。
(b) 负半波期间经V1向C1充电，而正半波期间电源与C1串联起来经V2向C2 充电，C2上也可得2Um的直流高压。
工频高压的测量
测量球隙
稍不均匀-Ub偏差小于3%
静电电压表
0-1MHz，量程小于200kV
分压器配用低压仪表
电容分压，注意杂散电容影响， 措施-屏蔽
高压电容器配用整流装置
工频高压的测量
杂散参数的影响
工频分压器测压电路（杂散参数的影响）
§6-2 直流高压试验
➢ 在被试品的电容量很大的场合，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，这时 常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。
波尾的形成：
电压u2到达峰值U2m后，电容C1 和C2一起经过电阻Rt放电。因 一般C1＞＞C2，放电快慢主要 决定于C1
Tt＝0.69Rt(C1＋C2)≈0.69RtC1
波前
波尾
C2上电压u2的波形
冲击电压发生器的基本原理
冲击电压发生器概念：冲击电压发生器由一组并联 的储能高压电容器，自直流高压源充电几十秒钟后， 通过铜球突然经电阻串联放电，在试品上形成陡峭 上升前沿的冲击电压波形。冲击波持续时间以微秒 计，电压峰值一般为几十kV至几MV
(c) 由(b)演变来的，可以得到3Um的直流高压。
T
~
V1 C1 C2
V2
T
~
V2
V3
C2 C3
(a)
C1
T
~
V1
V2 C2
C1
V1
(c)
(b) 图5-7 几种倍压整流回路
串级直流高压发生器
C
C
利用 (b)中的倍压整流电 路为基本单元，多级串 联起来即可组成一台串 级直流高压发生器，
理想情况可获得空载输出 电压等于2nUm(n为级数)
操作冲击高压试验
≥330kV电力设备的出厂试验应进行本 项试验。在电力系统现场进行各个电压等
级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击 感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于 利用被试变压器自身的电磁感应作用来升 高电压，所以冲击电源装置电压较低，装 备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中 产生残留性损伤
冲击高压试验
时间常数：τ1和τ2 1.2/50μs的雷电波：τ1＞＞τ2
u2由两个指数分量相加构成 波前时间Tf由较小的时间常数τ2决定； 半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数τ1决定
波头的形成：
放电电阻Rt→∞，球隙g0放电 后，电压u2上升。
Tf=3.24RfC1C2/（C1＋C2） 因C1＞＞C2，Tf≈3.24RfC2
发生器电压效率
ŋ＝[C1/（C1＋C2）][Rt/（Rd＋Rt）]
这的上它的的峰分意 的 是 分味 初 由 压值 压着 始 于 和造U2m输 充CR成低1t与 与的出 电于CR电压电2d之之压U容1间间。uC21
放电时基本回路的等值回路
高效冲击电压发生器回路
冲击电压发生器 高效回路接线
rf：每级的波前电阻，一般约几十欧； rt：每级的放电电阻，通常约几百欧； C2：负相荷关电。容一，般其处值于不几仅百取皮决法于至试几品个，纳而法且间与调波
等值电路
冲击电压发生器 回路接线
三、冲击电压发生器结构
户外冲击电压发生器 及分压器
户内冲击电压发生器 及截波装置
四、冲击电压的测量
球隙测电压峰值 分压器配用示波器、峰值电压表、数字记录仪
等 分压器类型：电阻型、电容型、阻容并联型、
冲击电压波形 冲击电压发生器原理 冲击电压发生器结构 冲击电压测量
冲击电压波形
a、雷电冲击电压波
T f 1.6(7 t2t1)
国标规定： Tf 1.2s3% 0 Tt 5 0s2% 0
b、操作冲击电压波
国标规定： Tf 250s20% Tt 2500s60%
冲击电压的一般表达式：
u2= U1[exp（-t/τ1）- exp（-t/τ2）]