高电压技术实验指示书

高电压技术实验指示书

浙江大学电气工程学院

高电压试验安全规则

为了保证试验者的生命安全和高压设备不受损坏，每一个要进行高电压试验的人都必须事先认真学习本规则，并在工作过程中严格遵守。

（1）试验时必须严肃认真，振作精神，不得开玩笑。进行试验时，与试验无关人员不得进入实验。

（2）在下列情况下，不得进行高电压试验：

①试验者不足两人；

②神经不正常、酒后、精神萎缩、情绪恍惚者；

③对将要使用的设备的性能与安全技术尚未充分掌握者。

（3）接好试验线路后，必须仔细检查无误，方可合电源。合闸前，操作者应大声警告：“注意，要合电源！”只有在观察实验结果时才加上高电压，在其它时间（例如讨论问题时），电源必须开断。

（4）试验时发现异声或其它不正常现象时，应立即停止试验，开断电源，检查线路，找出原因，妥善处理后再继续进行试验。

（5）在接触任何高压带电部分以前，必须做到：

①亲眼看见电源已经开断，调压器已回到零点位置；

②用接地棒将高压带电部分接地；

③将电容器逐一加以放电并短接之。

（6）当安全栅栏内还有人时，不得将接地棒从高压带电部分取下。

（7）进行有直流高压的各种试验时，室内邻近的各种不带电的金属物体应接地。

（8）当不幸发生人身事故时，必须立即开断全部电源，一方面用人工呼吸法进行急救。一方面派人去请医生，人工呼吸要持续进行到受电者恢复知觉为止，不得中途停止。

实验一 工频高压试验

（一）实验目的

（1）掌握高压试验变压器的使用方法；

（2）求取高压试验变压器的变比曲线；

（3）学习工频高电压的测量方法；

（4）观察绝缘子的沿面放电过程，并测量其在正常情况和表面污秽情况下的沿面闪络电压。

（二）基本原理

（1）高压试验变压器是高电压实验室最基本的设备，它不但可用来获得工频高电压，而且还是获取其它类型的高电压（直流高压、冲击高压等）的电源。

由于试验变压器的电压调节范围很大，因此它的变比不能认为是完全不变的，故有必要求取它的次级电压U 2（高压）与初级电压U 1（低压）的关系，并以曲线的形式表示出来（即试验变压器的变比曲线）。

有了变比曲线，在以后利用这台试验变压器进行试验时，只要根据初级低压伏特计的读数，就可直接查得相应的高压值，而无需再进行高压测量。

（2）在高压试验中，测量工频高电压的方法和一般工业上所用的方法是不同的。在工业上通常利用电压互感器或套管式电容分压器来测量工频高压；如果在高压试验中也采用这些测量方法，不但使用不便，精确度不高，而且要制造电压很高的电压互感器等设备是极不经济的，甚至是不可能的。

在高电压实验室中，一般采用球隙测压器或高压静电电压表来测量工频高电压。

（3）在实验室中测量绝缘子串电压分布的方法和在实际运行线路上使用的测量方法可以是不同的。在实际运行条件下，加在绝缘子串上的电压是不能改变的，而在实验室内，加在绝缘子串上的电压可以很方便地随意改变，所以有可能采用下述测量方法：

利用一根装有球形放电间隙的绝缘测杆，将放电间隙依次跨接在每一片绝缘子上，然后升高加到绝缘子串上的电压，直到间隙击穿为止，记下这时的电压表读数（它反映加在绝缘子串上的电压值），球形放电间隙被固定一定距离，在整个试验过程中均保持不变，亦即它的放电电压U f 为一恒值。

由于电压在每片绝缘上的分布不同，因此放电器每次放电时加在绝缘子串上的电压值也各不相同，它和放电器所在的绝缘子位置有关。

如果令：ΔU 1为第1片绝缘子上的电压降；U 1为放电器放在第1片绝缘子上被击穿时，加在绝缘子串上的总电压；a 1为第1片绝缘子上的电压降在总电压中所占的百分比。则可写出下面的关系式：

111()f U aU U ∆===常数

在各片绝缘子上重复上述试验，可得到下列关系式：

111222 f f i i i f n n n f U a U U U a U U U a U U U a U U ∆==⎫⎪∆==⎪⎪⎪⎬∆==⎪⎪⎪∆==⎪

⎭

其中 f i i

U a U =

（i ＝1，2，···，n ） 121

1 1i n i n f i i a a a a u ==∴+++++==∑ 由此可得：111i i n i i i a u U ===∑ 亦即求出了每一片绝缘子上的电压降在总电压中所占的百分比。

（三）试验结线与实验内容

试验结线如下图所示：

图1-1：工频高压试验接线

T 1—调压器；T 2－工频试验变压器；C x －被试品电容；r －保护电阻；

G －测量球隙；R －球隙保护电阻

试验内容与具体步骤如下：

（1）了解高压试验变压器的构造与使用方法；

（2）了解100千伏高压静电电压表的构造与使用方法；

（3）同时利用φ100毫米的球隙测压器和100千伏静电电压表进行高压测量，求取试验变压器的变比曲线，在同一张方格纸上绘出所得的两条变比曲线，并画上按变比不变所作出的直线，进行比较与讨论，具体步骤与注意事项如下：

① 使用球隙前应先用细纱布将球面擦拭干净、校准零点。球隙距离可取0.5；1.0；2.0；3.0；4.0；5.0厘米。

② 使用球隙时，前后两次击穿之间应相隔一定时间，以便让气隙能充分地去游离，否则会影响它的击穿电压。这一时间在一般试验中只要5～10秒就够了。

③ 当球隙放电时，记录下初级电压U 1和高压静电电压表U 2的读数，每一球隙距离应重复3次，取其平均值。

（4）观察悬式绝缘子在工频电压下的沿面闪络现象并测定它的工频干闪电压和污闪电压。

实验二绝缘预防性试验

(一)试验目的

(1)学习掌握测量绝缘电阻Rju,泄漏电流I x1,介质损耗正切tgδ等预防性试验通用项目的试

验方法.

(2)了解直流高电压的产生方法,观察工频高压试验变压器,高压硅堆,高压电容器,高压静电

电压表外型构造.

(3)掌握KMSB-30a型高压电容电桥的使用方法.

(4)掌握用兆欧表(又称摇表)测量被试品的绝缘电阻.

(二)测量泄漏电流试验接线与设备

测量泄漏电流的试验接线见图2-1:

图2-1 测量泄漏电流试验接线原理图

K1:开关; T1:手动调节调压器;T2:高压工频试验变压器.R0:工频高电压端串联保护电阻.

D:高压整流硅堆; C:高压滤波电容器; V:高压静电电压表; Rju:被试品等效电阻;

uA:测量被试品泄流电流的微安表.

(三)测量泄漏电流试验步骤

(1)按图2-1接好试验线路,再次检查无误,离开高压试验区,关上防护网门.

(2)合上电源开关,高压试验区警灯闪烁,开始试验.

(3)人工手动调节调压器逐渐升高加到被试品上的直流电压,直到需要的试验电压值(可从有

关规程查取或试验老师给出试验直流电压数据),停止升压.读取微安表上的指针指示值就是泄漏电流值(注意:读数与微安表量程的关系).

(4)从低压到被试品允许的最高电压之间读出几组电压与泄漏电流,画出一个伏安特性图,观

察伏安特性图,分析被试品的绝缘性能.

(5)调压器回零,分开电源.警灯熄灭,方可打开防护网门,带上接地棒对带电部位放电后允许

改动试验线路.

(6)在高压试验区接线过程中,接地棒应一直放在工频试验变压器的高压部位.

(7)试验结束,关掉电源,试验区高压端子用接地棒放电,整理现场.