高电压技术第5章习题答案

第五章电气绝缘高电压试验

5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。

5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么？

5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？

5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。

5-5 35kV电力变压器，在大气条件为时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？

5-6工频高压试验需要注意的问题？

5-7简述冲击电流发生器的基本原理。

5-8冲击电压发生器的起动方式有哪几种？

5-9最常用的测量冲击电压的方法有哪几种？

5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。

答：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很小，加上可么用串级的方法产生高压直流，所以试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。特别对容量较大的试品，如果做交流耐压试验，需要较大容量的试验设备，在一般情况下不容易办到。而做直流耐压试验时，只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级），试验设备可以做得体积小而且比较轻便，适合现场预防性试验的要求。

（2）在试验时可以同时测量泄漏电流，由所得的“电压一电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息。

（3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘，因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降，故端部绝缘上分到的电压较高，有利于发现该处绝缘缺陷。

（4）在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。

5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么？

答：由于直流下绝缘的介质损耗很小，局部放电的发展也远比交流下微弱，所以直流下绝缘的电气强度一般要比交流下的高。在选择试验电压值时必须考虑到这一点，直流耐压试验所用的电压往往更高些，并主要根据运行经验来确定，一般为额定电压的2倍以上，且是逐级升压，一旦发现异常现象，可及时停止试验，进行处理。直流耐压试验的时间可以比交流耐压试验长一些，所以发电机试验时是以每级0.5倍额定电压分阶段升高，每阶段停留1min，读取泄漏电流值。电缆试验时，在试验电压下持续5min，以观察并读取泄漏电流值。

5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？

答：用测量球隙或峰值电压表测量交流电压的峰值，用静电电压表测量交流电压的有效值（峰值电压表和静电电压表还常与分压器配合使用以扩大仪表的量程），为了观察被测电压的波形，也可从分压器低压侧将输出的被测信号送至示波器显示波形。

5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。

答：试验变压器的电压必须从零调节到指定值，同时还应注意：

(1) 电压应该平滑地调节，在有滑动触头的调压器中，不应该发生火花；

(2) 调压器应在试验变压器的输入端提供从零到额定值的电压，电压具有正弦波形且没有畸变；

(3) 调压器的容量应不小于试验变压器的容量。

5-5 35kV 电力变压器，在大气条件为51.0510Pa,t 27P =⨯=℃时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？

解：根据《规程》，35kV 电力变压器的试验电压为

8585%72(kV )s U =⨯=

因为电力变压器的绝缘性能基本上不受周围大气条件的影响，所以保护球隙的实际放电电压应为

0(1.05~1.15)s U U =

若取0 1.05 1.0572106.9(kV ,s U U ==⨯⨯=最大值）

，也就是说，球隙的实际放电电压等于106.9kV(最大值）。因为球隙的放电电压与球极直径和球隙距离之间关系是在标准大气状态下得到的，所以应当把实际放电电压换算到标准大气状态下的放电电压U0，即

027327106.9105.7(kV ,0.2891050U +=⨯=⨯最大值），

查球隙的工频放电电压表，若选取球极直径为10cm ，则球隙距离为4cm 时，在标准大气状态下的放电电压为105kV(最大值）。而在试验大气状态下的放电电压

'00.2891050105106.2(kV 300U ⨯=⨯=，最大值）

5-6工频高压试验需要注意的问题？

答：在电气设备的工频高压试验中，除了按照有关标准规定认真制定试验方案外，还须注意下列问题：

(1) 防止工频高压试验中可能出现的过电压；

(2) 试验电压的波形畸变与改善措施。

5-7简述冲击电流发生器的基本原理。

答：由一组高压大电容量的电容器，先通过直流高压并联充电，充电时间为几十秒到几分；然后通过触发球隙的击穿，并联地对试品放电，从而在试品上流过冲击大电流。

图5-22 冲击电压发生器原理图

5-8冲击电压发生器的起动方式有哪几种？

答：冲击电压发生器的起动方式有以下两种：

①是自起动方式。这时只要将点火球隙F1的极间距离调节到使其击穿电压等于所需的充电电压U c，当F1上的电压上升到等于U c时，F l即自行击穿，起动整套装置。可见这时输出的冲击电压高低主要取决于F1的极间距离，提高充电电源的电压，只能加快充电速度和增大冲击波的输出频度，而不能提高输出电压。

②是使各级电容器充电到一个略低于F1击穿电压的电压水平上，处于准备动作的状态，然后利用点火装置产生一点火脉冲，达到点火球隙F1中的一个辅助间隙上使之击穿并引起F1主间隙的击穿，以起动整套装置。

5-9最常用的测量冲击电压的方法有哪几种？

答：

目前最常用的测量冲击电压的方法有：①分压器-示波器；②测量球隙；③分压器-峰值电压表。

球隙和峰值电压表只能测量电压峰值，示波器则能记录波序，即不仅指示峰值而且能显示电压随时间的变化过程。