高电压实验技术问答题

1. 高压试验室中被用来测量交流高压电的方法常有哪几种？其特点是？

（1）、利用测量球隙气体放电来测量未知电压的峰值。

气体间隙的放电电压受大气条件的影响，它随气压的升高二升高，随绝对温度的升高二

降低。在不均匀低昂场中，速度增大时，气体间隙的放电电压会有所上升，影响比较显著。

在均匀电场下则影响不显著。

优点： 1）可以测量稳态高电压和冲击电压的幅值，几乎是直接测量超高电压的唯一设备。

2）结构简单容易自制或购买，不易损坏。3）测量交流及冲击电压时的不确定度可

达 。

（2）、利用高压静电电压表测量电压的有效值

静电电压表可以用来测量低电压，也可用它直接测量高电压。静电电压表的有点是它基

本上不从电路里吸取功率，或是只吸取极小量的功率，内阻抗极大。通常还可以把它接到分

压器上来扩大其电压量程。静电电压表在使用时应注意高压源及高压引线对表的电场影响。

（3）、利用以分压器作为转换装置所组成的测量系统来测量交流电压。

通过分压器可解决以低压仪表及一起测量高压峰值及波形问题。交流分压器可用来测量几千

伏到几百万伏的交流电压。

（4）、利用整流电容电流测量交流高电压峰值

高压标准电容器的电容值很准确，不受外物影响，测量准确度可以很高。利用电容电流

整流测量分子的电压表只能测量符合标准要求的、谐波分量不大的、正负半波对称的正弦交

流波形。

（5）、利用整流充电电压测试交流电压峰值

被测交流电压经整流管D 使电容充电至交流电压的峰值。电容电压由静电电压表或微安表

串联高阻R 来测量。

以上两个为无缘整流回路法测量峰值。这类方法实施起来比较简单，价格便宜，设计合适时，

可达到一定的准确度。此外它比有源电子线路的测量仪表具有另一优点，即电磁兼容（EMC ）

性优良，也就是说它对电磁脉冲的干扰不敏感，因此工作可靠性强。

（6）、利用旋转伏特计可测量直流及交流电压的瞬时值

（7）、以光电系统测量交流高电压

特点：因为高电压实验室中所要测的电压值常常比现有电压互感器的额定电压高许多，特制

一个超高压的电压互感器是比较昂贵的，而且很高电压的互感器也比较笨重。所以采用其他

的方法来测量交流高电压经济，方便。

2. 高压试验室中高压试验变压器调压时的基本要求有哪些？为什么？

（1）、调压要从零开始，要均匀平滑，每级电压的变动要很小。

（2）、升压速度在放电电压的前75%时，可以较快速度上增，但在后25%时则应能控制每秒

升压不超过放电或耐受电压的2%

（3）、经调压器输出的电压波形应保持为正弦波

（4）、调压应处于稳定的工作状态下。

3. 我们如果对35KV 电力变压器在大气条件下1.05* Pa ， 27°C 做工频耐压实验应选

用球隙直径为多大？耐压距离多大？

空气相对密度 027********** 1.0123273101.327327

o t p p t δ++===++ 真实电压 1.01233535.4219N U U kV δ==⨯=

4. 实验变压器运行条件与普通变压器有哪些区别？为什么？

（1）试验变压器在大多数情况下，工作在电容性负荷下，而电力变压器一般工作在电感性负荷下。

（2）试验变压器所需试验功率不大，所以变压器的容量不很大，而高压电力变压器的容量都很大。

（3）试验变压器在工作室，经常要放电；电力变压器在正常运行时，发生事故短路的机会是不多的，而且即使发生，继电保护装置会立即断开电源。

（4）电力变压器在运行中可能收到大气过电压及操作过电压的侵袭；而试验变压器并不受到大气过电压的作用，但由于试品放电的缘故，它在工作时，也可能在绕组上产生梯度过电压。由于电压值高，变比较大，所以要采用较厚的绝缘及较宽的间隙距离，因而不受大气过电压的作用。

（5）试验变电压器工作时间短，在额定电压下满载运行的时间更短。譬如进行电器设备的耐压试验常常是1min工频耐压，而电力变压器则几乎终年或多年在额定电压下满载运行。因为高压试验变压器的试验电压较低，设计温升较低，故在额定功率下只能做短时运行。

（6）由于上述原因，试验变压器工作温度低，而电力变压器温升较高。因此电力变压器都带有散热管、风冷甚至强迫油循环冷却装置，而试验变压器则没有各种附加的散热装置或只有简单的散热装置。

5. 请解释高压实验变压器产高压冲击波方法的原理和过程。

（1）电容器对变压器一次侧放点产生操作冲击波

原理：如图1-39所示，一组电容器C直流充电至一定值，然后通过铜球隙G的击穿，使C想试验变压器T的一次侧（低压侧）绕组放电，在变压器的二次侧（高压侧）便会因电磁感应基本上按变比而产生高电压的操作冲击波形。

过程：火花球隙G刚击穿时，充电电压为U0的主电容C突然向变压器放电.变压器漏感L在开始瞬间会阻碍电流之流通.在一次侧绕组上形成一个尖端脉冲电压，此脉冲电压在一次侧操作冲击电压波的起始的时刻发生,C1的作用是用以减小尖端脉冲电压的幅值及上升陡度。

G击穿后，C向L0及Cr放电。Ce充电，电压就从0上升到幅值Um。

当Ce上电压到达Um后，Ce与C一起向激磁电感L0放电，Ce上的电压下降形成波尾而形成波尾，在波尾的某一时刻，变压器铁心达到饱和，电压急剧下降到0值。

（2）用闸流管使变压器一次侧瞬间接通工频电源产生操作冲击波

原理：如图1-48为单台变压器下的试验等效电路图。设闸流管在某一个相角下触发而导通，闸流管流过电流，使变压器街上交流电源而激磁。因为闸流管不能通过方向电流，所以当流过它的电流为零而企图反向时，这六官就截止。上面所述的闸流管导通的一段时间成为激磁时期。闸流管截止以后，变压器就和交流电源相隔开，但因在激磁时期中变压器的激磁电感和电容分别积储了磁能和电能，所以形成了阻尼衰减振荡放点，直至能量消耗完了为止。

方法：这种方法采用工频交流电压作为电源，在变压器的一次侧通过高压闸流管V瞬间导通而激磁，典型的激磁时间是小于工频的二分之一周期，这样毁在试验变压器的高压侧产生长波前的操作冲击波。输出的操作波形既与负荷阻抗值有关，也和电源电压合闸相角（即闸流管的导通角）有关。

6. 请分析和说明高压直流实验设备中硅堆的电压分布及均压措施有哪些？为什么？