电气设备绝缘的高电压试验

试验电压的选择要考虑到运行中绝缘的老化及累 积效应。试验电压持续时间常用1min。
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交流绝缘试验应采用频率为45Hz~65Hz的交流电压。 交流电压的特性主要以峰值、有效值、波形畸变率、 波顶系数等来表示，试验时电压波形的畸变应尽可能小。 交流高压的产生通常采用工频试验变压器，但对于 一些特殊试品，如变压器的感应试验，采用频率不超过 500Hz交流电压；对于大容量高电压设备的试验，采用 串联谐振方法产生的30Hz~300Hz交流电压；固体绝缘 的加速老化试验则采用几kHz的高频交流电压等等。
试品大多数为电容性，故当知道试品的电容量及 所加的试验电压时，便可计算出试验电流与试验容量：
IC CU 109 A(有效值 ) P CU 2 109 kVA
式中 U — 被试品的试验电压，kV(有效值)； C — 被试品的电容，pF； ω — 所加电压的角频率。
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2、串级试验变压器
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第七章 电气设备绝缘的高电压试验
一、交流高电压试验 二、直流高电压试验 三、冲击电压试验 四、稳态高电压的测量 五、冲击电压的测量
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7.1 交流高电压试验
工频耐压试验是在电气设备上施加规定的工频试 验电压并保持一定的时间，以考察绝缘能否耐受该试 验电压的作用。
工频耐压试验能有效发现绝缘中危险的集中性缺 陷。是检验电气设备绝缘强度最有效和最直接的方法。
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1、工频高压试验对试验设备的要求
试验变压器
保护电阻 （限流限压）
保护电阻 （保护球隙）
调压器
T
R1
R2
球间隙
T.O.
Q
B
被试品
工频高压试验的一般线路图
R1 — 保护电阻，限制试品放电时产生的过电压和过电流，从 而保护试验变压器，一般取0.1-1 Ω /V;
R2 — 球隙保护电阻，一般取0.1-0.5 Ω /V。
(1) 输出电压质量好，要求调压器输出电压波形应 尽量接近正弦波；输出电压下限最好为零。
(2) 调压特性好，要求调压器阻抗不宜过大；调压 特性曲线平滑线性；调节方便、可靠。
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常用的调压装置：
(1) 自耦调压器。调压范围广，漏抗小，功耗小，波 形畸变小。滑动触头受热容量限制，适用于小容 量试验变压器。
(7) 为减小对局部放电试验的பைடு நூலகம்扰，要求试验变压器自身的局部 放电电压足够高。
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耐压试验对试验变压器的要求：
➢ 高压绕组的额定电压应不小于被试品的试验电压值。 ➢ 额定容量不小于由被试品试验电压及试验电压下流
过被试品的电流决定的被试品容量，在被试品击穿 或闪络后能短时维持电弧。
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(4) 使用时间有限。通常为间歇工作方式，所以散热能力小，对 应于不同的电压电流负荷，有不同的允许持续工作时间。
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(5) 电力变压器在运行中可能受到雷电过电压及操作过电压的侵 袭；而试验变压器并不会受到过电压作用，绝缘裕度低，安 全系数小。
(6) 试验变压器在工作时经常要放电；而电力变压器在正常运行 时，发生短路事故的机会不多，即使发生，继电保护装置也 会立即将电源跳开。
T3的容量为W；T2的容量为2W；T1的容量为3W。
W输出 W总
nWn
n(n 2
1
)
Wn
2 n 1
可见，随着试验变压器串接台数的增加，利用率降
低，实际中，串接的试验变压器台数一般不超过三台。
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3、调压装置 为了防止高压端出现异常电压，一次侧电压投入
应尽可能从低电压开始，逐渐升高至试验电压值。通 常在高压试验变压器的前级选配合适的调压器，借助 调压器进行电压调整，使高压试验变压器输出满足所 要求的无级连续、均匀变化的试验电压。 对调压装置的要求：
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7.1.1 工频高电压的产生
工频高电压的产生一般采用工频高压试验变压器， 它是高压试验室最基本的、不可缺少的设备之一。工 频高电压试验变压器的作用在于产生工频高电压，使 之作用于被测试电气设备的绝缘上，以考查被测试电 气设备在长时间的工作电压及瞬时的内过电压下是否 能可靠工作。此外，它也是试验研究气体绝缘间隙、 电晕损耗、静电感应、长串绝缘子的闪络电压以及带 电作业等必需项目的高压电源设备。
目前单个变压器的额定电压很少超过750kV，当需要更高
电压等级的试验变压器时，常用几台变压器串接的方式，使几
台变压器的二次侧绕组的电压相叠加，从而使单台变压器的绝
缘结构大大简化。常用的串级方式为自耦式串级变压器，后级
变压器的励磁电流由前级变压器供给。
T3
U2 2U2 3U2
输出的额定电流：I2（A）
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工频试验变压器的特点：
(1) 工作电压高，调节范围广，一般为单相。由于工频高压试验 通常用于代替雷电过电压或者内部过电压来考核电气产品绝 缘性能，或进行绝缘击穿试验，因此试验变压器电压很高。
(2) 电压波形应该是正负半波对称的正弦波形，频率在45~55Hz 范围内，电压的有效值等于幅值除以波顶系数。对于调压 装置，应能够按所要求的速度连续、平稳地调节电压。
每一级变压器高压侧绕组
的额定电压：U2（kV）
装置输出的额定电压：3U2
T1 1
3
2
T2 3
1 2
12
1- 低压绕组 2-高压绕组 3-串级励磁绕组
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在串接装置中，各试验变压器高压绕组的容量是相 同的，设为W，各低压绕组和串级励磁绕组的容量不同。 低压绕组的容量为串级励磁绕组和高压绕组的容量和。
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(3) 在大部分高压试验里，试验变压器的连续工作时间不长，而 在额定电压下满载运行的时间更少，这比长期处于满载下工 作的电力变压器的运行情况要好得多。试验变压器的容量不 大，所以设计时采用较小的安全系数，在额定电压下只能作 短时运行，对特高压的试验变压器，只有在2/3的额定电压下 才能长期运行。
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电力系统中的电气设备，其绝缘不仅经常受到 工作电压的影响，还会受到诸如大气过电压和内部 过电压的侵袭。为了考验其在长时间的工作电压及 瞬时的过电压下是否能可靠工作，电气设备的出厂、 安装调试或者大修后需要进行各种高电压试验。
耐压试验（破坏性试验）：对绝缘考验严格， 能保证绝缘具有一定的绝缘水平；缺点是只能离线 进行，并可能因耐压试验对绝缘造成一定的损伤。