1、高電壓實驗指導書前言 隨著高電壓大電網(wǎng)的建設和高電壓電氣設備的研制， 高電壓技術得到了迅速 的發(fā)展，同時隨著高電壓新技術的發(fā)展， 高電壓技術在其他的技術物理等部門 （如 高電脈沖醫(yī)療、高壓靜電除塵等）也得到了廣泛的應用。高電壓實驗研究作為高 電壓技術應用中的實踐環(huán)節(jié)在高電壓技術的發(fā)展過程中起到了核心的作用， 這是 因為大部分高電壓技術理論都需建立在實驗研究之上的； 工程上的許多問題， 也 必須依靠大量的試驗來提供依據(jù)。 因此，試驗工作常常是高電壓技術工作者的重 要工作內(nèi)容。高壓實驗課主要作為培養(yǎng)學生掌握必要的電力系統(tǒng)高電壓實驗技術 理論知識與進入實驗研究初始階段的一門重要的課程， 對于培養(yǎng)學生

2、的實踐能力 起到重要作用。一、高電壓實驗課的目的和任務1. 熟悉和掌握高電壓試驗的基本技術。2. 通過實驗， 培養(yǎng)同學分析問題和解決問題的能力， 使同學們初步掌握進行 實驗研究的一些基本方法。3. 樹立安全第一的觀點， 保證人身和設備的安全是進行高壓試驗特別強調(diào)的 問題，思想上必須自始至終保持高度的重視。4. 培養(yǎng)同學重視實際、遵守制度、愛護國家財產(chǎn)和嚴謹踏實的工作作風。二、高電壓試驗的基本技術1. 掌握高電壓試驗的基本安全技術。通過實驗， 同學們不僅在思想上要樹立安全第一的觀點， 而且在實際工作中 要養(yǎng)成嚴格的安全習慣。 所以，要求同學們正確而熟練的掌握以下的基本安全技 術。a、掌握高壓實驗

3、中必須的安全措施 （ 防護欄、聯(lián)鎖、接地和安全距離 ）以及 試驗前的安全檢查內(nèi)容。b、按照實驗規(guī)則的要求，呼叫口令，并按實驗程序進行操作。c、掌握基本安全工具接地桿的使用和檢查。2. 學會安排試驗條件和掌握工頻試驗變壓器、 直流高壓裝置和沖擊電壓發(fā)生 器的正確使用3. 掌握高電壓試驗的基本方法和典型儀器的使用。a、掌握主要電力設備 （ 套管、避雷器、電力變壓器、線路絕緣子、電纜、電 容器等） 絕緣的基本檢查和試驗方法，包括絕緣電阻、泄漏電流、介質(zhì)損耗因數(shù)、 局部放電等的測量。以及擊穿試驗、耐壓試驗等。b、掌握測量球隙、靜電電壓表、多種分壓器、局部放電儀、高壓示波器、 以及數(shù)字量的測量和使用方法

4、。表 1 電壓安全距離表電壓值 （KV）距離 (cm)交流或直流沖擊100 以下303010020060605001801801000350300三、實驗過程注意事項1. 做高壓實驗必須嚴肅、認真、精力集中。高壓操作者，手不要離開跳閘按 扭，注意監(jiān)視電表及現(xiàn)場，不得擅離職守。實驗時，不得談笑或進行其它工作。 若要討論問題時，應先跳閘，暫停實驗后進行。2. 呼叫口令：實驗中的幾項重要操作，操作者要分別呼叫 "高壓合閘 "、"放 電氣和"去掉接地桿 "的口令，當監(jiān)護人同意并重復上述操作口令后方能進行具體 操作。3. 調(diào)壓、升壓時，必須從零均勻緩慢的

5、升壓，做完試驗，應使調(diào)壓器退回零 位。4. 當試品放電、擊穿或加壓過程中出現(xiàn)異常現(xiàn)象時，應立即跳閘，隨即將調(diào) 壓器退回零位。 （ 當對電氣設備進行耐壓試驗時，試驗完畢先將調(diào)壓器退至零位 后再跳閘 ） 。5. 故障處理：當實驗中發(fā)生故障時，應立即跳閘，調(diào)壓器退回零位，并報告 教師處理。若為人身事故，應立即進行搶救。重大事故還要報告上級領導。6. 記錄：必須有一人記錄，記錄要整齊、清楚，實驗結束請教師簽字后方能 拆線。必要放電：試驗完畢或更換試件時，應切斷電源將調(diào)壓器退回零位，并用 接地桿對高壓放電。 當對電容器放電時， 為保護電容器， 應使電容器先經(jīng)電阻 （如 水阻）放電，然后再短路放電。實驗一

6、絕緣電阻、泄漏電流的測量、實驗目的1、掌握獲得直流高壓的方法。2、通過對避雷器的試驗，學習絕緣電阻和泄露電流的測量方法。二、基本原理電氣設備絕緣的預防性試驗是保證設備安全運行的重要措施。 通過試驗， 掌 握電氣設備絕緣的情況，及早發(fā)現(xiàn)其缺陷，從而進行相應的維護與檢修，以保證 設備的正常運行， 防止運行中設備在工作電壓或過電壓作用下?lián)舸┧斐傻耐ｋ?甚至嚴重損壞設備的事故，起著預防作用。電器設備的絕緣缺陷通常有兩種情況， 一種是制造時潛伏下的， 另一種是運 行中在外界作用的影響下發(fā)展起來的。外界作用有工作電壓、過電壓、大氣影響 （如潮濕 ） 、機械力、熱化學等作用，當然這些外界作用的影響程度也和

7、制造質(zhì)量 有關。目前，還不能做到電氣設備的絕緣在運行中不發(fā)生明顯的劣化。在電力系 統(tǒng)中由于經(jīng)常進行預防性試驗，發(fā)現(xiàn)了許多缺陷，從而減少了事故的發(fā)生。絕緣的缺陷可分為兩大類： 第一類是集中性的缺陷； 例如懸式絕緣子的瓷質(zhì) 開裂，發(fā)電機絕緣局部磨損、破裂，電纜由于局部有氣隙在工作電壓作用下發(fā)生 局部放電逐步損壞絕緣，以及其它的機械損傷、局部受潮等等。第二類是分布性 的缺陷，指電氣設備整體絕緣性能下降；例如電機、變壓器、套管等絕緣中的有 機材料的受潮、老化、變質(zhì)等等。絕緣內(nèi)部有了上述缺陷后，其特性要發(fā)生一定 的變化。我們可以通過一些試驗把隱藏的缺陷檢查出來。預防性試驗的方法及其特點列于表 1。表 1

8、 預防性試驗及其特點表試驗方法能發(fā)現(xiàn)的缺陷不能發(fā)現(xiàn)的缺陷評價測絕緣電阻貫通的集中性缺陷， 整體受潮或有貫通的 受潮部分。未貫通的集中性缺 陷，絕緣整體老化。基本方法之一測泄露電流貫通的集中性缺陷， 整體受潮或有貫通的 受潮部分。以及一些 未完全貫通的集中性 缺陷。未貫通的集中性缺 陷，絕緣整體老化。基本方法之一測吸收比受潮、貫通的集中性 缺陷。未貫通的集中性缺 陷，絕緣整體老化。應用于判斷受潮測 tg整體受潮、劣化，被 試品絕緣體積小時的 貫通及未貫通缺陷試品絕緣體積大時的集中性缺陷基本方法之一測電壓分布貫通及未貫通的集中 性缺陷。絕緣整體老化及受 潮。對絕緣子串為基本方法之一測局部放電局部或

9、多處的局部放 電缺陷。隨有缺陷但不產(chǎn)生 局部放電、受潮。可與其它方法配合 使用，抗干擾能力 尚不夠。油的氣相色譜分析持續(xù)性的局部過熱、 局部放電缺陷。導致突然發(fā)生匝間 短路的缺陷。檢查充油設備局部 缺陷有效方法耐壓試驗缺陷使絕緣強度低于 試驗電壓。缺陷尚未使絕緣強 度低于試驗電壓。檢查絕緣強度的基 本方法，與其它方 法配合使用。本試驗僅做絕緣電阻、泄露電流及吸收比試驗。1、緣電阻及吸收比試驗：一般用兆歐表測量。所謂的吸收比，就是設備絕緣 60 秒時的絕緣電阻與 15秒的絕緣電阻的比值。對于未受潮的變壓器，吸收比在 到 2 的范圍內(nèi)。電器設備受潮時，此比值接近 1。對于電容量不大，絕緣正常的 試

10、品，因吸收現(xiàn)象不顯著，故無實用價值。對于電機和電力電纜，還規(guī)定測試各 相絕緣電阻的不平衡系數(shù)不應大于 2。不平衡系數(shù)是指最大相絕緣電阻與最小絕 緣電阻比值。2、泄露電流試驗：因所加電壓比兆歐表高，所以更能發(fā)現(xiàn)一些尚未完全貫 通的集中性缺陷。如變壓器套管開裂、內(nèi)部受潮、絕緣油劣化、絕緣紙沿面炭化 等缺陷。在不同的電壓下測量絕緣的泄漏電流，對判斷絕緣質(zhì)量有很大的作用， 因為若絕緣沒有什么缺陷， 泄漏電流將隨電壓大致按線性增長。 反之，如有缺陷， 則泄漏電流的增長就比電壓增長快，尤其在電壓較高時，泄漏電流急劇增加，這 是兆歐表所不能發(fā)現(xiàn)的。 為了避免測到絕緣的吸收電流， 應在加壓 l 分鐘后讀取 泄

11、漏電流值。另外，還應注意消除電暈電流等干擾。還須指出：無論絕緣電阻或 泄漏電流值都和絕緣的溫度密切相關。溫度升高時，泄漏電流急劇上升，絕緣電 阻很快下降，所以在測量泄漏電流和絕緣電阻時，都要記錄溫度，對有的試品還 要進行溫度校正，本實驗不作校正。三、試驗裝置及線路圖：1、測量絕緣電阻a、使用 2500V兆歐表b、本試驗室的閥型避雷器的電壓等級為 110kV，是兩節(jié) 55kV 的避雷器串接而成，應分別測量上下兩節(jié)避雷器在加屏蔽和不加屏蔽下的絕緣電阻。2、測量泄露電流測量泄露電流的原理接線圖如圖 1 所示。各元件的名稱和型號如下：T1：自耦調(diào)壓器 0 250V，5KVAC：濾波電容V1：交流電壓表

12、 0 150VR1：保護電阻T2：工頻試驗變壓器， 200V/50KV， 5KVAD：硅堆V2 ：靜電電壓表 F：被試避雷器。A ：微安表， 01000 A 。圖 1 泄露電流測量接線圖其中 A表的位置有兩個，位置 1 對應低壓測量，位置 2 對應高壓測量。3、實驗步驟a、抄錄銘牌。b、測量支持瓷座的絕緣電阻。c、在加屏蔽和不加屏蔽的情況下測量各元件的絕緣電阻并記錄。d、按低壓測量接線，在有、無屏蔽的情況下分別測量8KV、 16KV下各元件的電導電流并記錄。e、按高壓測量接線進行試驗。f 、每次試驗完畢后必須放電并掛好地線方可導線。g、讀表注意安全距離。h、升壓速度不要太快。i 、記錄溫度。四

13、、試驗數(shù)據(jù)表格項目部位無屏蔽有屏蔽測量溫度20°C值絕緣電阻(M )高對低及地實驗二介質(zhì)損耗角正切的測量、實驗目的通過本試驗了解現(xiàn)場設備預試的基本過程， 并鞏固所學知識。 具體內(nèi)容如下：1、學習使用預防性試驗規(guī)程。2、了解 QS-1西林電橋的結構及使用注意事項。3、掌握 QS-l 電橋正、反接線測量方法，比較測試結果。4、掌握測量時電場干擾的消除方法及其原理。5、掌握用搖表測絕緣的方法。6、了解高壓試驗時基本的安全技術、注意事項。7、給出試驗結論。、實驗項目介質(zhì)損耗因數(shù) tg 和電容 C 用 QS-1 型西林電橋測量。、實驗接線圖及實驗步驟1、測量前的準備： 、用接地線一端接儀器的接

14、地柱，另一端接可靠的大地，保證儀器外殼在 地電位上。、正接線時：將高壓電纜插頭插入儀器 HV插座中，將一的黑色鱷魚夾夾 到被測試品的高端引線上，紅色的鱷魚夾懸空。將 Cx低壓電纜插入 Cx 插座中， 另一端紅色夾子試品的低壓端或末屏等，黑色夾子懸空或接屏蔽裝置。、反接線時，將高壓電纜插頭插入儀器 HV插座中，將一的紅色鱷魚夾夾 到被測試品的高端引線上，黑色的鱷魚夾懸空或接屏蔽裝置。 Cx 插座不用。2、打開來電源開關，計算機進行自檢，液晶屏顯示中文主菜單。3、菜單選擇： 選擇接線方式；選擇頻率；選擇測量電壓；選擇使用電容的種類。4、測試：當光標在“啟動”位置時，按“”鍵，并保持大約5 秒鐘，測

15、試加壓過程啟動開始。測試結束，自動顯示打印結果。四、注意事項(1) 使用反接線時，標準電容器外殼帶高壓電，要注意使其外殼對地絕緣，并且 與接地線保持一定的距離。(2) 使用反接線時還要作接地良好， 試驗過程中也不要將手伸到自動測量儀背后。(3) 測量介質(zhì)損失角的試驗電壓，一般不應高于被試品的額定電壓，至多應不高 于被試品額定電壓的 110。(4) 測試結束后，關閉電源開關。嚴禁帶電拆裝高壓電纜！(5) 儀器出現(xiàn)不正常現(xiàn)象，關閉電源開關，等待一分鐘左右再檢查。五、試驗結論及問題討論1、西林電橋為什么能在高壓下測量 ?2、什么情況下采用正接法 ?什么情況下采用反接法 ?3、為什么絕緣的 tg 與溫

16、度有關 ?4、你還知道其它測量介質(zhì)損耗因數(shù)的方法嗎 ?實驗三工頻高壓演示實驗、實驗目的：1、掌握高壓試驗變壓器的試驗接線與操作方法。2、掌握高壓試驗變壓器校正曲線的制定方法。3、掌握工頻高壓的幾種測量方法：用測量球隙進行測量、用高壓靜電電壓表進 行測量和用工頻分壓器 （ 電容式分壓器 ）配合低壓儀表進行測量。二、實驗裝置及線路圖： 工頻實驗裝置如圖 1 所示G圖1工頻高壓試驗線路圖T1調(diào)壓器 T2高壓試驗變壓器。Vl 交流電壓表。V2靜電電壓表。V3交流電壓表或示波器。R1變壓器保護電阻， 1020K 。R2球隙保護電阻。Cx試品三、實驗說明 工頻高電壓試驗裝置通常由調(diào)壓器、試驗變壓器、保護電

17、阻、分壓器和靜電 電壓表以及球隙等組成。試驗變壓器的工作原理與電力變壓器相同， 但由于工作條件和工作任務的不 同，試驗變壓器具有工作電壓高、變比大、漏抗大、絕緣裕度小、容量小、工作 時間短等特點。 其主要類型有單套管金屬外殼型試驗變壓器、 雙套管金屬外殼型 試驗變壓器、絕緣外殼型試驗變壓器和串級試驗變壓器。進行工頻高電壓試驗時，要求試驗電壓從零開始，均勻升壓，因此必須使用調(diào)壓 設備。調(diào)壓設備主要有四種：自藕調(diào)壓器、感應調(diào)壓器、移卷調(diào)壓器和電動發(fā)電 機組。保護電阻用固體電阻或水電阻。 R1的阻值一般按每伏 選取， R2的阻值可 按每伏 選取，并應校驗 R1、R2的外表面絕緣強度。在試驗電壓下，當試品發(fā) 生擊穿、閃絡或球隙放電時， R1、 R2不應發(fā)生沿面閃絡，且具有相應的熱容量， 其長度可按每米 150200kV（有效值 ） 選取。 靜電電壓表是測量工頻高電壓的常用電壓表，它是一種測量靜電力大小的表計。 根據(jù)測量原理的不同， 可分為絕對靜電電壓表和相對靜電電壓表， 后者被廣泛用 于工程測量。 由于靜電電壓表的輸入阻抗及固有振蕩頻率都很高， 所以常被用于 直流電壓及寬頻帶范圍的交流電壓的測量。四、實驗內(nèi)容1、根據(jù)實驗要求選用實驗設備、儀器和儀表。2、熟悉有關試驗變壓器的控制回并使調(diào)壓器處于零位。3、進行 1min 高壓耐受試驗，并記錄相應電壓