高电压关键技术试验参考指导书.doc

高电压技术
实验指引书

高电压专业实验室
-4-12
安 全 规 则
1． 实验前必要熟悉实验内容，并检查设备及仪表与否正常。
2． 在合电源之前，务必有两人以上检查接线与否对的，接地与否可靠，做好分工，专人记录。
3． 在高压电源和带有高压设备周边围以遮栏，以便保持一定安全距离，实验时应站在遮栏之外，不得向遮栏内探头或伸手。
4． 在实验进行中不容许交谈或议论，有问题需要讨论时，要切断电源。
5． 实验完毕，应先用接地棒使设备放电，特别是在做完电容器或者电缆等大电容试品实验后，务必仔细放电，同步须将实验场地恢复整洁。
6． 在未亲眼看到设备接地之前，不得接近或触摸高压设备。
7． 使用升压设备时，升压必要从零开始，使用完毕后，要退回零位。
8． 实验中发生事故或异常现象时，应立即拉闸切断电源，放电后检查线路和设备，如果发生人身事故应立即进行急救。
凡在本高压实验室进行实验之人员必要遵守本规则，并保持实验室整洁及良好工作秩序。
冲击电压放电
一、实验目
1． 理解冲击电压发生器构造、产生冲击电压原理和操作办法；
2． 理解用分压器与示波器测量冲击电压办法；
3． 观测气体间隙放电、击穿现象；
4． 观测在均匀电场和不均匀电场下气体间隙击穿电压以及不同幅值冲击电压作用下击穿电压波形中放电时延变化。

二、实验内容及规定：
1. 测量冲击电压波形，理解用分压器与示波器测量冲击电压办法；
2. 观测在均匀电场和不均匀电场下气体间隙击穿电压及电压波形，不同电压下放电时延变化，理解冲击电压下放电时延特性。
3. 回答思考题。
三、实验装置及接线图：
冲击电压发生器接线原理图如下图：

冲击电压发生器原理接线图
图中：
T：高压实验变压器 D：高压硅堆
C：主电容 Rb：充电回路保护电阻
R：充电电阻 g0：点火球隙
g1~g3：中间球隙 g4：隔离球隙
Rg：阻尼电阻 Rt：波尾电阻
Rf ：波头电阻 Cf ：涉及负荷电容和电容分压器电容

四、实验环节及办法：
1. 检查冲击电压发生器接线。
2. 检查接地棒与否接地良好，调压器与否在零位。示波器测量回路接线与否对的。
3. 将球隙g0调节至恰当位置，g1－g3中间间隙恰当加大。
4. 将接地棒从冲击电压发生器电容器上取下，作升压准备。
5. 启动数字示波器电源，依照分压器分压后电压幅值和被侧冲击电压波形时长参数调节示波器相应测量参数。
6. 合闸。开始缓慢均匀升压，到冲击电压发生器每级电压接近预定充电电压时，停止升压，这时每级电压会缓慢升到预定充电电压值，此时启动点火装置，使冲击电压发生器动作，同步可在示波器上观测冲击电压波形。
7. 观测示波器上显示冲击电压波形，记录波形。
8. 变化输出电压幅值，观测气隙放电时延变化。
9. 接入各种典型气体间隙，重复上述4-8环节。
10. 实验完毕，切断电源，用接地棒将冲击电压发生器充电电容放电，并将接地棒挂在电容器高压端。
五、数据解决与分析
1、通过示波器测量冲击电压幅值。
2．从示波器上观测各种典型气体间隙在低电压时击穿电压波形和高电压时击穿电压波形中放电时延不同之处。
3．描述各种典型气体间隙放电现象。
4．对实验成果进行分析、讨论。
六、注意事项：
1．测量之前要进行2－3次预放电。
2．每次测试完毕切断电源，将接地棒挂在充电电容器高压端。
介质损耗测量

一、实验目：
1．掌握使用高压自动精密电桥测量电气设备绝缘介质损耗办法。
2．依照测试成果，判断绝缘质量。
二、实验内容及规定：
1．用正接法测定电压互感器高压绕组对低压绕组、铁芯和外壳及套管绝缘介质损耗；
2．依照实验成果，参照“电气设备防止性实验规程”（见表2），判断试品能否满足运营规定，掌握用介质损耗判断绝缘好坏办法；
3．回答思考题。
三、实验装置及接线图：
1．正接法测绝缘介质损耗因数原理图：

图1 正接法原理图
图中：
U：高压输出 Cx、Rx：试品电容和电阻(串联等值电路)
R3：可调电阻 G：检流计
R4：固定电阻 C0：原则电容（50±1PF）
C4：可调电容 R：保护电阻
P：屏蔽
2．正接法测量绝缘介质损耗因数接线图：

图2 正接法测介质损耗因数接线图
3．反接法测量绝缘介质损耗因数原理图：

图3 反接法原理图
图中符号同图1
4．反接法测量绝缘介质损耗因数接线图：

图4 反接法测量绝缘介质损耗因数接线图
四、实验环节及办法：
1． 按照图2接线。
2． 打开接受器与测量单元电源开关，接受器对准测量单元光通讯器窗口，在接受器关机状态按“显示”键，便同步打开接受器和测量单元电源，测量单元工作批示灯闪烁。
3． 从接受器上调节测量单元相应参数
4． 缓慢升压至10kV。
5． 等接受器上数据稳定30秒后按下“保持”键或者直接记录数据。
6． 升高电压至15kV、20kV、25kV，重复环节5。
五、数据解决与结论分析
将测量成果与“电气设备防止性实验规程”比较，判断绝缘与否良好，能否满足运营规定。表1 “电气设备防止性实验规程”摘录
试品
高压绕组
电压级别
温度
注
5
10
20
30
40
50
60
70
电力变压器
35kV以上

1
1.5
2
3
4
6
8
必要时tgδ值（％）与历年数值比较不应有明显变化
35kV如下

1.5
2
3
4
6
8
11
电压互感器
35kV以上
大修后
1.5
2.0
2.5
4.0
6.0

运营中
2.0
2.5
3.5
5.0
8.0

35kV如下
大修后
2.0
2.5
3.5
5.5
8.0

运营中
2.5
3.5
5.0
7.5
10.5

六、注意事项：
1． 一定要使电桥测量某些可靠接地。
2． 特别注意：正接法测量时，原则电容器高压电极、试品高压端和升压变压器高压电极都带危险电压！各端之间连线都要架空，实验人员远离！在接近测量系统、接线、拆线和对测量单元电源充电前，应保证所有测量电源已被切断！还请注意低压电源安全。

绝缘电阻、泄漏电流测量
一、 实验目
1． 掌握测量绝缘电阻及吸取比原理和操作办法；
2． 掌握测量泄漏电流原理及操作办法；
3． 依照所作实验成果分析设备绝缘状况。
二、 实验内容及规定

1． 用兆欧表（摇表）测量两种绝缘子试品（良好瓷质悬式绝缘子与零值绝缘子）绝缘电阻，比较其差别。
2． 用兆欧表（摇表）测量电力电缆试品吸取现象，掌握吸取比测量办法；
3． 测量高压直流下电力电缆试品泄漏电流，掌握采用屏蔽环屏蔽表面电流测量办法；
4． 分别画出以上三个实验项目原理图和接线图，写出实验环节。
5． 分析实验数据，参照有关规程，判断试品绝缘状况。
6． 回答思考题。
三、实验数据解决：
1． 依照测量所得绝缘子试品绝缘电阻值，参照有关规程，判断绝缘子试品绝缘状况。
2． 依照R15``及R60``求电力电缆试品吸取比。参照有关规程，判断电力电缆试品绝缘状况。
3． 分析测量电力电缆试品泄漏电流实验中高压引线与否采用屏蔽线对泄漏电流数值影响。
4． 总结良好绝缘电缆和受潮绝缘电缆在所施电压升高每一阶段泄漏电流变化趋势。
四、注意事项：
1． 在所有直流实验及测量先后，都要将试品短接接地。
2． 注意屏蔽端接法，观测有无屏蔽影响。
3． 对电容较大电缆试品，在实验快结束时候，应设法在摇表仍处在额定转速时断开L或者E引线，以免摇表停止转动时，试品向摇表放电而冲击指针，导致摇表指针损坏。
液体电介质击穿
一．实验目
理解工程用液体电介质击穿过程。
二．实验内容及规定
1．测量不同变压器油工频耐受电压值，观测“小桥”击穿现象，掌握“小桥击穿理论。
2．加入极间障，测量相应状况下变压器油工频耐受电压值，理解极间障作用。
3．回答思考题
三．实验装置及接线图：

K：开关 T1：调压器
T2：变压器 V：电压表（静电电压表）
V1：测量回路电压表 R：保护电阻
四．实验环节及办法

1、 按照接线图接线，检查各个设备接线与否对的。
2、 往油杯中倒入纯净变压器油，调节电极之间距离为3mm，缓慢升压，直到电极之间发生击穿，记录击穿电压值，计算击穿场强。
3、 将极间障放置在电极之间，缓慢升压至略高于环节2中击穿电压值，观测电极之间与否发生击穿。
4、 调节油杯内电极之间距离为1cm，投入少量纸屑。
5、 缓慢升压，观测油杯内纸屑运动状况。
6、 当电极之间形成碳黑色通道时候，记录此刻击穿电压值，计算击穿场强。
7、 将极间障放置在电极之间，重复环节3－4。
8、 整顿仪器设备。
五．实验成果及分析
试品种类
击穿电压
过程描述
无屏障
加入屏障
（高于击穿电压20％时）
无屏障
加入屏障
纯净变压器油

含杂质
变压器油

结论

六．注意事项
1．实验之前一定要检查接地端与否可靠。
2．升压过程中细心观测油杯内变化。