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1、高电压实验指导书、八 、前言随着高电压大电网的建设和高电压电气设备的研制，高电压技术得到了迅速的发展，同时 随着高电压新技术的发展，高电压技术在其他的技术物理等部门（如高电脉冲医疗、高压静电 除尘等）也得到了广泛的应用。高电压实验研究作为高电压技术应用中的实践环节在高电压技 术的发展过程中起到了核心的作用，这是因为大部分高电压技术理论都需建立在实验研究之上 的；工程上的许多问题，也必须依靠大量的试验来提供依据。因此，试验工作常常是高电压技 术工作者的重要工作内容。高压实验课主要作为培养学生掌握必要的电力系统高电压实验技术 理论知识与进入实验研究初始阶段的一门重要的课程， 对于培养学生的实践能力
2、起到重要作用。一、高电压实验课的目的和任务1. 熟悉和掌握高电压试验的基本技术。2. 通过实验， 培养同学分析问题和解决问题的能力， 使同学们初步掌握进行实验研究的一些 基本方法。3. 树立安全第一的观点， 保证人身和设备的安全是进行高压试验特别强调的问题， 思想上必 须自始至终保持高度的重视。4. 培养同学重视实际、遵守制度、爱护国家财产和严谨踏实的工作作风。二、高电压试验的基本技术1. 掌握高电压试验的基本安全技术。通过实验，同学们不仅在思想上要树立安全第一的观点，而且在实际工作中要养成严格的 安全习惯。所以，要求同学们正确而熟练的掌握以下的基本安全技术。a、掌握高压实验中必须的安全措施（
3、防护栏、联锁、接地和安全距离）以及试验前的安全检 查内容。b、按照实验规则的要求，呼叫口令，并按实验程序进行操作。c、掌握基本安全工具一一接地杆的使用和检查。2. 学会安排试验条件和掌握工频试验变压器、直流高压装置和冲击电压发生器的正确使用。3. 掌握高电压试验的基本方法和典型仪器的使用。a、掌握主要电力设备（套管、避雷器、电力变压器、线路绝缘子、电缆、电容器等）绝缘的基本检查和试验方法，包括绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗因数、局部放电等的测量。以及击 穿试验、耐压试验等。b、掌握测量球隙、静电电压表、多种分压器、局部放电仪、高压示波器、以及数字量的测 量和使用方法。表1电压安全距离表电压值(K
4、V)距离(cm)交流或直流冲击100以下303010020060605001801801000350300三、实验过程注意事项1做高压实验必须严肃、认真、精力集中。高压操作者，手不要离开跳闸按扭，注意监视电 表及现场，不得擅离职守。实验时，不得谈笑或进行其它工作。若要讨论问题时，应先跳闸， 暂停实验后进行。2. 呼叫口令：实验中的几项重要操作，操作者要分别呼叫 "高压合闸"、"放电气和"去掉接地 杆"的口令，当监护人同意并重复上述操作口令后方能进行具体操作。3. 调压、升压时，必须从零均匀缓慢的升压，做完试验，应使调压器退回零位。4. 当试品放
5、电、击穿或加压过程中出现异常现象时，应立即跳闸，随即将调压器退回零位。(当对电气设备进行耐压试验时，试验完毕先将调压器退至零位后再跳闸)。5. 故障处理：当实验中发生故障时，应立即跳闸，调压器退回零位，并报告教师处理。若为 人身事故，应立即进行抢救。重大事故还要报告上级领导。6记录：必须有一人记录，记录要整齐、清楚，实验结束请教师签字后方能拆线。 必要放电: 试验完毕或更换试件时，应切断电源将调压器退回零位，并用接地杆对高压放电。当对电容器 放电时，为保护电容器，应使电容器先经电阻 (如水阻)放电，然后再短路放电。实验一 绝缘电阻、泄漏电流的测量、实验目的1、掌握获得直流高压的方法。2、通过对
6、避雷器的试验，学习绝缘电阻和泄露电流的测量方法。、基本原理电气设备绝缘的预防性试验是保证设备安全运行的重要措施。通过试验，掌握电气设备绝 缘的情况，及早发现其缺陷，从而进行相应的维护与检修，以保证设备的正常运行，防止运行 中设备在工作电压或过电压作用下击穿所造成的停电甚至严重损坏设备的事故，起着预防作用。电器设备的绝缘缺陷通常有两种情况，一种是制造时潜伏下的，另一种是运行中在外界作用的影响下发展起来的。外界作用有工作电压、过电压、大气影响 （如潮湿）、机械力、热化学等 作用，当然这些外界作用的影响程度也和制造质量有关。目前，还不能做到电气设备的绝缘在 运行中不发生明显的劣化。在电力系统中由于经
7、常进行预防性试验，发现了许多缺陷，从而减 少了事故的发生。绝缘的缺陷可分为两大类：第一类是集中性的缺陷；例如悬式绝缘子的瓷质开裂，发电机 绝缘局部磨损、破裂，电缆由于局部有气隙在工作电压作用下发生局部放电逐步损坏绝缘，以 及其它的机械损伤、局部受潮等等。第二类是分布性的缺陷，指电气设备整体绝缘性能下降； 例如电机、变压器、套管等绝缘中的有机材料的受潮、老化、变质等等。绝缘内部有了上述缺 陷后，其特性要发生一定的变化。我们可以通过一些试验把隐藏的缺陷检查出来。预防性试验的方法及其特点列于表 1。表1预防性试验及其特点表试验方法能发现的缺陷不能发现的缺陷评价测绝缘电阻贯通的集中性缺陷， 整体受潮或
8、有贯通 的受潮部分。未贯通的集中性缺 陷，绝缘整体老化。基本方法之一测泄露电流贯通的集中性缺陷， 整体受潮或有贯通 的受潮部分。以及一 些未完全贯通的集 中性缺陷。未贯通的集中性缺 陷，绝缘整体老化。基本方法之一测吸收比受潮、贯通的集中性 缺陷。未贯通的集中性缺 陷，绝缘整体老化。应用于判断受潮测tg6整体受潮、劣化，被 试品绝缘体积小时 的贯通及未贯通缺试品绝缘体积大时 的集中性缺陷基本方法之一陷测电压分布贯通及未贯通的集 中性缺陷。绝缘整体老化及受 潮。对绝缘子串为基本方法之一测局部放电局部或多处的局部 放电缺陷。随有缺陷但不产生 局部放电、受潮。可与其它方法配 合使用，抗干扰能 力尚不够
9、。油的气相色谱分析持续性的局部过热、 局部放电缺陷。导致突然发生匝间 短路的缺陷。检查充油设备局 部缺陷有效方法耐压试验缺陷使绝缘强度低 于试验电压。缺陷尚未使绝缘强 度低于试验电压。检查绝缘强度的 基本方法，与其它 方法配合使用。本试验仅做绝缘电阻、泄露电流及吸收比试验。1、 缘电阻及吸收比试验：一般用兆欧表测量。所谓的吸收比，就是设备绝缘60秒时的绝缘电阻与15秒的绝缘电阻的比值。对于未受潮的变压器，吸收比在1.3到2的范围内。电器设备受潮时，此比值接近1。对于电容量不大，绝缘正常的试品，因吸收现象不显著，故无实用价 值。对于电机和电力电缆，还规定测试各相绝缘电阻的不平衡系数不应大于2。不
10、平衡系数是指最大相绝缘电阻与最小绝缘电阻比值。2、泄露电流试验：因所加电压比兆欧表高，所以更能发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷。 如变压器套管开裂、内部受潮、绝缘油劣化、绝缘纸沿面炭化等缺陷。在不同的电压下测量绝 缘的泄漏电流，对判断绝缘质量有很大的作用，因为若绝缘没有什么缺陷，泄漏电流将随电压大致按线性增长。反之，如有缺陷，则泄漏电流的增长就比电压增长快，尤其在电压较高时， 泄漏电流急剧增加，这是兆欧表所不能发现的。为了避免测到绝缘的吸收电流， 应在加压I分钟 后读取泄漏电流值。另外，还应注意消除电晕电流等干扰。还须指出：无论绝缘电阻或泄漏电 流值都和绝缘的温度密切相关。温度升高时，泄漏电流
11、急剧上升，绝缘电阻很快下降，所以在 测量泄漏电流和绝缘电阻时，都要记录温度，对有的试品还要进行温度校正，本实验不作校正。三、试验装置及线路图：1、测量绝缘电阻a、使用2500V兆欧表b、 本试验室的阀型避雷器的电压等级为 110kV,是两节55kV的避雷器串接而成，应分别 测量上下两节避雷器在加屏蔽和不加屏蔽下的绝缘电阻。2、测量泄露电流测量泄露电流的原理接线图如图1所示。各元件的名称和型号如下：自耦调压器0 250V，5KVAC:滤波电容V1 :交流电压表0 150VR1：保护电阻T2：工频试验变压器，200V/50KV, 5KVA D:硅堆V2：静电电压表F:被试避雷器。3 :微安表，01
12、000 3。图1泄露电流测量接线图其中表的位置有两个，位置1对应低压测量，位置2对应高压测量。3、实验步骤a、抄录铭牌。b、测量支持瓷座的绝缘电阻。c、在加屏蔽和不加屏蔽的情况下测量各元件的绝缘电阻并记录。d、按低压测量接线，在有、无屏蔽的情况下分别测量 8KV、16K V下各元件的电导电流并记 录。e、按高压测量接线进行试验。f、每次试验完毕后必须放电并挂好地线方可导线。g、读表注意安全距离。h、升压速度不要太快。i、记录温度。四、试验数据表格项目部位无屏敝有屏敝测量温度20°C 值绝缘电阻(M0 )高对低 及地实验二 介质损耗角正切的测量、实验目的通过本试验了解现场设备预试的基本
13、过程，并巩固所学知识。具体内容如下:1、学习使用预防性试验规程。2、了解Q S-1西林电桥的结构及使用注意事项。3、掌握Q S-I电桥正、反接线测量方法，比较测试结果。4、掌握测量时电场干扰的消除方法及其原理。5、掌握用摇表测绝缘的方法。6、了解高压试验时基本的安全技术、注意事项7、给出试验结论。、实验项目介质损耗因数tg：和电容C用Q S-1型西林电桥测量。、实验接线图及实验步骤1、测量前的准备： 、用接地线一端接仪器的接地柱，另一端接可靠的大地，保证仪器外壳在地电位上。 、正接线时：将高压电缆插头插入仪器 HV插座中，将一的黑色鳄鱼夹夹到被测试品的 高端引线上，红色的鳄鱼夹悬空。将 Cx低
14、压电缆插入Cx插座中，另一端红色夹子试品的低压 端或末屏等，黑色夹子悬空或接屏蔽装置。 、反接线时，将高压电缆插头插入仪器 HV插座中，将一的红色鳄鱼夹夹到被测试品的高端引线上，黑色的鳄鱼夹悬空或接屏蔽装置。Cx插座不用。2、打开来电源开关，计算机进行自检，液晶屏显示中文主菜单。3、菜单选择： 选择接线方式；选择频率；选择测量电压；选择使用电容的种类。4、 测试：当光标在“启动”位置时，按“”键，并保持大约5秒钟，测试加压过程启动开 始。测试结束，自动显示打印结果。四、注意事项(1) 使用反接线时，标准电容器外壳带高压电，要注意使其外壳对地绝缘，并且与接地线保 持一定的距离。(2) 使用反接线
15、时还要作接地良好，试验过程中也不要将手伸到自动测量仪背后。(3) 测量介质损失角的试验电压，一般不应高于被试品的额定电压， 至多应不高于被试品额 定电压的110%。(4) 测试结束后，关闭电源开关。严禁带电拆装高压电缆！(5) 仪器出现不正常现象，关闭电源开关，等待一分钟左右再检查。五、试验结论及问题讨论 1、西林电桥为什么能在高压下测量2、什么情况下采用正接法？什么情况下采用反接法？3、为什么绝缘的tg：与温度有关？4、 你还知道其它测量介质损耗因数的方法吗？实验三工频高压演示实验、实验目的:1、掌握高压试验变压器的试验接线与操作方法。2、掌握高压试验变压器校正曲线的制定方法。3、掌握工频高
16、压的几种测量方法：用测量球隙进行测量、用高压静电电压表进行测量和用工频 分压器（电容式分压器）配合低压仪表进行测量。二、实验装置及线路图：工频实验装置如图1所示验线路图G图1 工频高压试Ti调压器T2高压试验变压器。V交流电压表。 V2静电电压表。V3交流电压表或示波器。Ri 变压器保护电阻，1020K |。R,球隙保护电阻。Cx试品三、实验说明工频高电压试验装置通常由调压器、试验变压器、保护电阻、分压器和静电电压表以及球 隙等组成。试验变压器的工作原理与电力变压器相同，但由于工作条件和工作任务的不同，试验变压 器具有工作电压高、变比大、漏抗大、绝缘裕度小、容量小、工作时间短等特点。其主要类型
17、 有单套管金属外壳型试验变压器、双套管金属外壳型试验变压器、绝缘外壳型试验变压器和串 级试验变压器。进行工频高电压试验时，要求试验电压从零开始，均匀升压，因此必须使用调压设备。调压设 备主要有四种：自藕调压器、感应调压器、移卷调压器和电动发电机组。保护电阻用固体电阻或水电阻。R1的阻值一般按每伏 0.1门选取，R2的阻值可按每伏0.10.5门选取，并应校验R1、R2的外表面绝缘强度。在试验电压下，当试品发生击穿、闪络或 球隙放电时，R1、R2不应发生沿面闪络，且具有相应的热容量，其长度可按每米150200kV有效值）选取。静电电压表是测量工频高电压的常用电压表，它是一种测量静电力大小的表计。根
18、据测量原理 的不同，可分为绝对静电电压表和相对静电电压表，后者被广泛用于工程测量。由于静电电压 表的输入阻抗及固有振荡频率都很高， 所以常被用于直流电压及宽频带范围的交流电压的测量。四、实验内容1、根据实验要求选用实验设备、仪器和仪表。2、熟悉有关试验变压器的控制回并使调压器处于零位。3、进行1min高压耐受试验，并记录相应电压表读数。五、实验注意事项1、进行高电压实验必须严格遵守高电压实验安全规则。在靠近或接触高压带电设备前，必 须在电源断开的情况下，同时挂好接地棒，方可靠近或接触这些设备。2、进行工频高电压实验时，应根据试品的电容量和所要求的试验电压值，校核试验变压器 的容量。3、 试验中如发生异常情况（如在试验电压下，1min内发生试品击穿或闪络等），应立即跳闸， 切断高压电源，并将调压器降至零位，再断开电源，排除异常。六、思考题1、 做工频高电压试验时，为什么强调调压器必须处于零位时才允许合闸？2、什么是容升效应？在工频高电压试验中，容升效应有何危害 ？如何避免？