第四章 高压试验设备及高电压的测量

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1、高电压技术第四章高压试验设备及高电压的测量高压试验设备是指产生交流、直流以及冲击等各种高电压的试验设备，它们产生的各种波形的高电压可用来模拟电气设备在运行中可能受到的各种作用电压，进行绝缘的耐压试验以考验绝缘耐受这些高电压作用的能力。第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术第一节稳态高压试验设备及其测量一、交流高压试验设备1.高压试验变压器T--试验变压器AV--调压器F--保护球隙R--保护电阻1R--球隙保护电阻图4-1工频耐压试验接线2第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术高压试验变压器的特点：（1）工作电压高，一般为单相；（2）绝缘裕度小；（3）连续运行时间短；（4）漏抗较大；（

2、5）容量小。第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术试验变压器的容量选择应大于下式计算值式中:U—被试品的试验电压，kV；C—被试品的电容，μF；Xf—电源的频率，Hz；S—试验变压器的容量，kVA对于大多数被试品，通常试验变压器高压侧额定电流在0.1～1A范围内就可满足试验要求。第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术目前国产变压器的电压限制在750kV。当需要更高的输出电压时，可将2～3台试验变压器串接起来使用。右图所示为常用的三台试验变压器串接的原理接线图。三台试验变压器高低压绕组电压分别对应相等，高压绕组串联起来输出高压。为给下一级变压器提供电源，前一级变压器里设置了一个与本级高压

3、绕组串联的累接绕组，其匝数与低压绕组相同，因此各台试验变压器的高、低压绕组的电压分别对应相等。在串接式试验装置中，设置各台变压器高压绕组图4-2累接式串接试验变压器的原理接线的容量相同，则各台变压器的低压绕组和累接绕组的容量并T1,T2,T3三级试验变压器;1—低压绕组;2—高压绕组;3,4—累接绕组;Z1,Z2—绝缘支柱;TM—调压器;TO—被试品不相同，现分析计算如下。第四章高压试验设备及高电压的测量三级串接时各绕组电压、电流间的关系如右图所示，分高电压技术析时略去个变压器的励磁电流，由图可知，每台变压器各绕组的容量见下表：变压器高压绕累接绕组容低压绕组容量变压器总容组容量量量T3U2I2

4、=S3U2I2=U4I4=S3U2I2=S3T2U2I2=S3U2I2=U4I4=S3U2I2+U4I4=2U2I2=2S32U2I2=2S3T1U2I2=S32U2I2=2S32U2I2+U2I2=3U2I2=3S33U2I2=3S3从上表可以看出，串接变压器试验装置的输出容量S为：输出S输出=3S3三台变压器的总容量S总=S3+2S3+3S3=6S3整套试验装置的利用系数η为：η=S/S=3S/6S=0.5=50%输出总33随着电力系统电能输送能力的提高，电气设备的电压等级越来越高，所需要的试验电源输出电压也越来越高。下面从串接变压器试验装置的利用系数角度出发，分析一下多级串接变压器试验装

5、置方案，在高压试验实际运用中的可行性问题。设串接试验变压器的台数为n，由于各台变压器高压绕组容量S相同，则n台串接后高压输出容量为S=nS，装置的总容量S=S+2S+3S+…+nS=n（n+1）S/2，输出总整套试验装置的利用系数η为：η=S/S=2nS/[n（n+1）S]=2/（n+1）输出总由此可知：串接台数越多，装置利用系数越低，且随着串接台数的增加，整套串接试验变压器的总漏抗值急剧增加，这都是变压器串接装置的固有缺点，因此多级串接方案现场实际运用的可行性不高。实际工作中，串接试验变压器的串接台数一般不超过3台。第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术2.串联谐振试验装置在现场耐压试验

6、中，当被试品的试验电压较高或电容值较大，试验变压器的额定电压或容量不能满足要求时，可采用串联谐振试验装置进行试验。图4-3串联谐振试验线路原理图(a)原理图；(b)电路图1—外加可调电感;2—被试品第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术其中：R--代表整个试验回路损耗的等值电阻；L--可调电感和电源设备漏感之和；C--被试品电容；U--试验变压器空载时高压端对地电压。当调节电感使回路发生谐振时，X=X，被LC试品上的电压，Q为谐振回路的品质因数，为谐振时感抗（容抗）与回路中电阻R的比。第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术二、直流高压试验设备直流高电压通常是由交流高电压经整流变换而来的

7、。图4-4倍压整流电路（a）变压器两端不接地;（b）变压器一端接地第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术倍压整流电路只能获得2U的电压，如果需要更m高的电压，可采用串接整流电路。图4-4串接整流电路图示电路在变压器输出电压付半周时给左边电容充电，正半周时给右边电容充电，装置的输出电压为2nUm第四章高压试验设备及高电压的测量高电压技术三、稳态高压的测量IEC和我国国家标准规定，交流高电压峰值或