第三章介电强度试验1.ppt

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1、,3-1 概述 3-2 试样与电极 3-3 工频电压下的介电强度试验 3-4 直流电压下的介电强度试验 3-5 冲击电压下的介电强度试验 3-6 叠加电压下的介电强度试验 3-7 高电压试验室,介电强度试验,特点：所有的绝缘材料都只能在一定的电场强度下保持其绝缘特性，当电场强度超过一定限度时，绝缘材料便会瞬时失去绝缘特性，使整个设备破坏。 特征：介电强度是最基本的绝缘特性参数。 应用：不管是在电气产品的生产中，还是在使用中，都要经常做介电强度的试验。,3-1 概述,定义,电气击穿 绝缘材料或结构，在电场作用下瞬间失去绝缘特性，造成电极间短路，称为电气击穿。 击穿电压、击穿场强 在试验或使用中，

2、绝缘材料或结构发生击穿时所施加的电压，称为击穿电压；击穿点的场强称为击穿场强。,定义：,介电强度 绝缘材料的介电强度是指材料能承受而不致遭到破坏的最高电场场强，对于平板试样 闪络、闪络电压 在气体或液体中，电极之间发生放电，当放电至少有一部分是沿着固体材料表面时，称为闪络。通常试样表面闪络后，还可以恢复绝缘特性。闪络时试样上施加的电压称为闪络电压。,击穿或闪络的判别 试样上电压突然降落 通过试样上的电流突然增大 有时会发出光或声 试样上有贯穿的小孔、裂纹以及碳化的痕迹,定义：,介电强度试验分类,击穿试验 在一定试验条件下，升高电压直到试样发生击穿为止，测得击穿场强或击穿电压，测量试样的介电强度

3、，用来测量绝缘材料的介电强度。不能作为选定应用于工作场强的依据，而只能作为选用材料的参考。 耐电压试验 在一定试验条件下，对试样施加一定电压，经历一定时间，若在此时间内试样不发生击穿，即认为试样是合格的。只能说明试样的介电强度不低于该试验电压的水平，但不能说明究竟有多高。 对于电气设备使用，施加电压略高于工作电压，经历时间1min、5min或更长,影响介电强度的因素,电压波形 直流、工频正弦以及冲击电压下击穿机理不同，击穿场强也不同 工频交流电压下的击穿场强低的多 根据使用条件及试验目的，选择电压或叠加电压 电压作用时间 电击穿所需时间短，小于微秒级 热击穿需要较长时间的热的积累，在直流 或工

4、频电压下，随着施加电压的时间增长， 击穿电压明显下降。 施加电压时间很长时，由于试样内存在局部放电或其他原因，试样老化，降低击穿电压 有机材料，一般在小于几微秒和大于几秒时，击穿电压随时间增长而明显下降，在几微秒至几秒范围内，击穿电压变化不大,电场的均匀性及电压的极性 材料的本征击穿场强是在均匀电场下测得的。但不均匀电场中，如电极边缘电场强度比较高，会首先出现局部放电，扩展到试样击穿，测得的击穿电压偏低 在不均匀电场下，直流和冲击电压的极性对击穿电压有明显的影响。由于空间电荷的效应改变了电极间介质的电场分布，从而影响了击穿电压。 试样的厚度与不均匀性 试样厚度增加，电极边缘电场就更不均匀， 试

5、样内部的热量更不容易散发，试样内部 含有缺陷的几率增大，使得击穿场强下降 薄膜试样，厚度减小，电子碰撞电离的几 率减小，也会使击穿场强提高 工业上绝缘材料含有杂质和缺陷，使得试样 击穿场强降低 材料中残留的机械应力，使得击穿场强降低,环境条件 温度升高，会使击穿场强下降。在材料的玻化温度范围，击穿场强下降最明显，对于某些材料，在低温区可能出现相反的温度效应。 湿度增大，会使击穿场强下降。材料吸湿后会增大电导和介质损耗，会改变电场分布，从而影响击穿场强。 气压对击穿场强的影响，主要是对气体而言。气压高，电子在碰撞过程的自由行程就短，击穿场强会升高。但在接近真空时，由于碰撞的几率减少，也会使击穿场

6、强升高，可用巴申曲线阐明,击穿场强与温度 击穿场强与水分 巴申曲线（气压）,均匀电场下击穿试验用的试样与电极 材料的本征介电强度，是以均匀电场下的击穿场强来表征的 为了能使试样的击穿发生在均匀的电场中，必须把试样做成各种型材。,3-2 试样与电极,用于模压材料或板材 凹腔部分全部涂上金属导体做电极 使试样击穿发生在最薄处 最薄处厚度不大于试样厚度的1/5，球半径要大于最薄处20倍,用于测量薄膜材料 保证击穿发生在两个球电极距离最近的部位,例行试验中用的试样与电极,例行试验，不能要求试样击穿都发生在均匀电场中，试样的形状决定与材料原有的形状，试样的厚度，一般也决定于试样本身 试样太厚，击穿电压超

7、过试验变压器的额定电压，或表面闪络无法解决，可将试样削薄，并保持试样表面光洁 试样太薄，如纸或薄膜材料，可多层叠加在一起，施加一定压力压紧,例行试验中用的试样与电极,试样厚度测量 均匀的厚度，沿通过击穿点的直径上测三点取平均值。 如果厚度不均匀，以击穿点的厚度计算击穿场强。 试样的面积 试样的面积要比电极面积大，使之在击穿前不会发生闪络 为节省材料，电极面积不能太大 为暴露材料中存在的缺点，电极不能太小 一般直径取25mm或50mm,试样要求：,试样的个数 击穿场强分散性较大，要多用一些试样 工程材料的击穿场强很大程度上决定于 存在的弱点 击穿场强受很多因素的影响 一般最少取5个 取平均值作为

8、实验结果 若有一个数值偏离平均值15%以上， 必须再取5个试样,电极要求,对称电极,不对称电极,试样的正常化处理 电极的要求 良好的导电、导热性能，由铜或不锈钢制成 表面要平整光滑，使之与试样表面接触良好 对称电极：电极边缘电场较均匀， 但上下电极必须对准中心线,电极要求,电极效应,电极边缘效应 空气a击穿场强比固体材料x低，场强 总是在电极边缘的空气中先出现局部放电，这种放电会腐蚀试样，会使试样的温度升高，最终导致试样在较低的电压下发生击穿,消除办法： 电极的边缘要做成圆角 将试样和电极浸入相对介电常数大、击穿场强比较高的液体媒质中，如变压器油，硅油 采用的媒质若具有很高的相对介电常数或电导

9、，必须注意由此而引起的测试回路电流增大、试验变压器过载、保护电阻上电压降增大以及媒质本身严重发热等问题。,电极效应消除措施,液体材料用的电极,结构 直径25mm、间距2.5mm、边缘曲率半径2mm 电极表面应光滑，液面离电极的最高点距离不少于22mm，电极距容器的内壁最近处不少于13mm，两个电极的轴心要对准并保持在同一水平线上，两个电极的表面要保持平行 容器与液体材料不会相互破坏，容器可使用电瓷或玻璃，电极用铜或不锈钢,使用 清洗、烘干，再用被测液体洗涤两次 注入被测液体，不要混入杂质与水分 注入被测液体后静止片刻，避免电极间有气泡,工频电源应用最广，且材料的工频击穿场强比直流和冲击电压下的

10、都低，对于绝缘材料，通常都是做工频下的击穿试验。 绝缘材料的介电强度，一般都是指在工频下的介电强度。 电工设备的例行试验中，一般也是做工频耐压试验。,3-3 工频电压下的介电强度试验,工频耐压试验,无局放工频耐压试验变压器,直流耐压试验,直流耐压试验现场,直流耐压试验接线图,直流试验变压器做直流耐压试验,冲击耐压试验,冲击耐压试验仪,全自动冲击耐压试验装置,冲击耐压试验波形,雷电冲击耐压试验波形,升压方式,定义： 电压从零按照一定方式和速度上升到规定的试验电压或击穿电压。 升压方式： 快速升压、20s逐渐升压、 慢速升压、60s逐级升压、 极慢速升压 快速升压 电压从零上升到击穿电压所经历的时

11、间约为1020s，常用500V/s,升压方式,20s逐渐升压 电压逐级升高，每级停留20s。 第一级电压约为快速升压击穿值的40%的电压，在此电压下，经受20s，若试样不击穿，再加高一级，直至试样击穿为止 升压过程要尽量快，升压的时间计算在下一级的20s之内 击穿应发生在第级或更高的电压等级上，否则应降低第一级电压重新进行试验 逐级加压比快速加压作用的时间长，测得的击穿电压比较低,慢速升压 从快速升压的击穿电压的20%开始，以较慢的速度升压，使击穿发生在120240s内 60s逐级升压 与20s逐级升压类似，只是每级停留的时间为60s 极慢速升压 从快速升压击穿电压的40%开始，以极慢速的速度

12、升压，使击穿发生在300600s内。 升压速度慢，电压作用时间更长，测得的击穿电压更低，试验结果比较可靠。,试验设备与装置,试验系统：包括高压试验变压器、调压器，以及控制和保 护装置等。 高压试验变压器 工频高电压一般都通过试验变压器升压获得。试验变压器要求 具有足够的额定电压和容量 输出的电压波形没有畸变,试验设备与装置,试验变压器的电压 电压等级，根据试样的试验电压等级来选定 绝缘材料50100kV 绝缘结构1000kV 试验变压器单台容量： 国内：750kV 国外：1000kV 超过单台变压器额定电压，采用多台变压器串接以获得更高的试验电压,高压试验变压器,江苏扬州工频高压试验变压器,调

13、压器,三相感应式调压器,三相自耦式调压器,控制与保护装置,工频耐压试验的控制与保护装置,试验变压器的串接 串接的级数增加，输出的电压增高，但设备的利用率降低，而且内阻抗增大，因此也不宜采用过多的级数，目前最多的是采用三级串接。 对于电容较大的试样，可以通过串联谐振回路获得比试验变压器更高的电压。,串联谐振 谐振回路中，电抗器上的电压与试样上的电压大小相等，相位相反 当试验电压很高时，要制作单台高压调谐电抗器是不经济的，可将调谐电感接在调谐变压器的低压侧，组成一台高压调谐电抗器，并可将多台这样的电抗器串接起来，使之能够承受超高压试验电压 串联谐振回路，不但能提高试验电压， 而且电压波形好，又比较

14、安全,变压器的容量 试样都是容性阻抗。试验变压器的容量，可以根据试样在试验电压下通过的容性电流来计算 一般试样电容为几十到几百pF，击穿电压不超过100kV，选择容量为10kVA 电工设备耐压试验变压器容量一般要大一些，高压侧电流为1A或更大 对于电容量特别大的试样，必须采用电抗器与试样并联，补偿容性电流，以减小变压器的容量 采用超低频正弦电压对大容量试样做耐压试验，可以大大降低变压器的容量。,电压波形 工频电压的波形应为正弦波，正弦波的峰值与有效值之比称为波形因数。要求波形因数不超过 波形畸变会影响介电强度的试验结果 高次谐波会降低击穿场强 试样的击穿是决定于电压的峰值，而一般测量电压的仪表

15、都是测量有效值 波形畸变，同一峰值的电压测得有效值不同 产生波形畸变的原因 电源本身有3次或5次高次谐波 变压器的非线性激磁电流：激磁电流决定于磁化曲线（非线性）,改善电压波形 在调压器和试验变压器之间接入滤波器，电感与电容根据滤波频率选择电容不宜太小，以免调压器过载。 电网中常为3次谐波，线电压不含3次谐波，调压器一次侧接线电压。,调压器,自耦调压器 结构 铁心上只绕一个线圈 线圈的两端为一次侧，接电源 一次侧与二次侧有一个公共连接端头，必须接中线或接地 二次侧另一头为滑动触点，触点与公共端距离增大时，电压升高,优缺点 结构简单、体积小、漏抗小、价格便宜 输出电流较大时，触点在移动过程中会因

16、接触不好而出现火花。 适用 容量为几千伏安以下，油浸式的容量可达几十千伏安。,移圈调压器(容量大的调压器均采用) 结构 由三个线圈套在一个铁心上组成 I和II匝数相等，绕向相反，串接 III为短路线圈，紧套在I、II外边 原理 靠移动短路线圈改变其他两个线圈的漏磁通 改变I、II上的电压分配实现调节输出电压 III从低位置向高位置移动，输出电压逐步升高 特点 靠电磁耦合而不用机械触点，因此调压过程 不会出现火花，容量可以做的很大 漏抗比较大，使用中应注意畸变,控制线路,应满足要求 只有在实验人员撤离高压试验区，并关好安全门(S1限位开关)，才能加上电压进行试验 升压必须从零开始(S2零限位)，

17、以一定方式和速度上升 在试样发生击穿时，能自动切断电源(KA1过载释放器)。在自动控制线路中，能自动使电压下降到0。,放电测量保护球隙,保护球隙,无线遥控保护球隙,放电测量保护球隙,放电保护球隙,250kV/500kV保护球隙,测量保护球隙,保护和接地,在控制回路中采用过载释放器、安全门开关、调压器限位开关 低压部分可能出现高电压的各点，都要接上放电间隙 高压测试回路中接保护电阻，限制试样击穿或闪络时流过变压器的电流并使变压器高压端点位变化缓慢，以改善由此产生的脉冲在高压绕组间的分布和消除可能出现的振荡，并保护测量铜球和电极在击穿时不会烧坏。 试样击穿或间隙放电，将有很大的电流流过接地线。接地

18、电阻过大会显著升高接地线的电位。各接地点与接地体的连接线应采用尽量短的多股线，以减小电阻和电感。 高压试验区应装有保护围栏，围栏的入口处应装有联锁开关和信号灯，并备有接地棒。,工频高电压的测量,测量方法 直接测量试样两端的电压 静电电压表、球隙放电测量法等 把高电压变换为低电压进行测量 分压器、电压互感器等 通过测量变压器低压绕组或特别绕制的测量绕组的电压换算高压端的电压 要求 测量误差不超过3% 测量用仪表一般要求为0.5级,静电电压表,由两个极板组成，一个极板固定，一个由弹簧连接，可以移动 通过极板间受力的大小，可以测定极板间的电压，但分度是非线性的 内阻很大，决定于电极间的绝缘电阻 电容

19、很小，约550pF 交流电压下测得的是有效值 目前最高电压等级为500kV 依靠电场力工作，因此空间电场、电荷对它的影响很明显，在使用中应予以注意,静电电压表,Q4-V超高压交直流静电电压表,500kV静电电压表,EST101防爆型静电电压表,球隙测量法,在确定条件下，球隙间空气的放电电压与球隙的距离有一定的关系， 利用球隙放电时的距离来测量电压 需满足条件 保证球隙间电场均匀 球隙中的空气要符合规定的标准状态 测量时，先让球隙放电几次，当放电比较稳定后重复测3次，每次间隔不少于1min，取3次试验平均值 GB311-64规定：在工频下测得的是电压峰值 测量结果可靠，但装置占地面积较大，测量比

20、较麻烦，一般只用于校准其他测试仪器。,互感器测量法,电压互感器是变比和角差都很精确的降压变压器，它将高电压变换为低电压进行测量。 电压互感器的电压比k为已知，则在二次侧测得的电压乘以k就得到一次侧的高电压值 测量方法非常方便、可靠，在电网上普遍应用，但造价比较高,电压互感器,电容式电压互感器校准,电压互感器接线图,测量用电压互感器,现场测量用电压互感器,分压器法,分压器由一个高阻抗与低阻抗串接而成。 被测的高电压绝大部分降落在高阻抗上，可以从低阻抗两端测得低电压，通过分压比换算得到被测的高电压 对于工频交流电压 电压较低时，用电阻分压器 电压很高时，电阻分压器功率损耗大，发热严重，同时体积大、

21、分布电容的影响严重，采用电容分压器更合适。,分压器测量原理图,电容分压器 C2两端接放电保护间隙，且一端必须接地,测量绕组法,试验变压器本身带有测量绕组 测量绕组与高压绕组匝数比为k1，则高压端电压U2=此绕组电压U1*k1 试验变压器的低压绕组 低压侧电压*高低压绕组匝数比 高低压侧电压不完全决定于匝数比，准确度比测量绕组的低,测量线路图,测量误差 绕组法测得高压端开路电压 试验回路接试样，试样两端电压由试样电容，保护电阻及变压器内阻抗决定。 UL较大，Ur较小时，可能使测量值小于实际试样上承受电压值 UL很小，Ur较大时，可能出现测量值偏大 测量误差随着试样电容量的改变而变化,适用范围 在

22、直流电压下运行的电气设备 电容量很大的设备：电力电容器、大电机、长电缆 直流高电压试验装置 采用高压整流 先通过变压器升高工频电压，然后通过高压整流器变为直流高压,3-4 直流电压下的介电强度试验,超高压直流电网,800kV电网启动仪式,超高压直流电网,超高压直流电网,LW13系列 800kV 罐式SF6断路器,超高压直流电网,超高压直流电网,超高压直流电网,超高压直流电网,超高压直流电网,高压整流,半波整流 平均值代表直流电压值 脉动系数S表征这种电压的脉动程度 用全波或桥式整流或提高交流电压的频率以缩短T2以及增大Rc和C都可以改善脉动系数,整流电路及其波形,全波整流 两个整流器 变压器有

23、中心抽头 桥式整流 四个整流器 每个整流器承受的反向峰值电压只有半波和全波整流的一半 优点： 电压脉动系数小 通过整流器的电流只有输出电流的一半,硅堆串原理,硅堆 硅二极管串接起来的硅堆 均压阻抗、限流电阻,倍压整流,高压整流线路所能获得的最高直流电压，只能是接近试验变压器输出电压的峰值um 倍压整流电路可获得比um更高的直流电压 C2上电压约为试验变压器的最高电压峰值的2倍,倍压整流串接 将几级倍压电路串接在一起，可以获得更高的直流电压 n级串接，可获得2num 级数越多，内阻抗越大，实际输出电压比2num小的越多，同时脉动系数也越大 级数不宜过多，一般不超过5级,不对称串接，结构简单，造价

24、低,对称串接，输出电流可增大一倍，并减小脉动系数,直流高电压的测量,脉动系数不大的直流电压 静电伏特计：测量有效值，基本等于平均值 球隙：测量峰值，基本等于平均值 高电阻与毫安表串接 毫安表两端要并接一个放电器,电阻分压器 一个高电阻与一个低电阻串接 为提高精确度，可采用双臂桥式电阻分压器 高压臂浸在油中：改善散热并提高起始放电电压 在高压臂电阻周围加上一个具一定电位的屏蔽层：改善高压臂电阻附近的电场分布，提高局部放电起始电压,试验目的 各种高压电气设备在运行中，难免要遭受大气过电压和操作过电压，为了检验这些设备承受这种过电压的能力，需要进行冲击电压下的介电强度试验。,3-5 冲击电压下的介电

25、强度试验,冲击电压的波形及发生器,冲击电压波形是模拟实际运行中出现概率最大的冲击电压波形 模拟雷电冲击波 大气过电压的冲击波，1.2/50s 波头：1.230%s，通过冲击波峰值0.3和0.9两点直线，与时间轴交点O和峰值平行线交点D之间的时间间隔Tf 波尾： 502%s，冲击波峰值下降到峰值一半时与O之间的时间间隔Tt,雷云放电,雷电波全波,模拟操作过电压的冲击波 事故短路、开关动作等产生的冲击波，250/2500s 波头： 25020%s，从零开始上升到峰值的时间 波尾： 250020%s，从零峰值始下降到峰值一半时的时间间隔 截波,冲击电压发生器,产生1.2/50s全波冲击电压 原理 多

26、个电容器并联充电，而后串联放电产生脉冲高电压 脉冲高电压对负载电容Ca充电形成冲击电压波头 Ca、Ci上电荷经负载电阻Rt放电形成波尾,原理图,多级冲击电压发生器,冲击电压幅值要求高 采用多台电容器并联充电，然后通过球隙放电把多台电容器串联起来，产生很高的冲击电压 幅值靠调节各球隙的距离来实现 Rt不能太小，以保证峰值上的振荡幅值小于5% 效率,原理图,多级冲击电压发生器原理线路,注：效率接近80%,简化原理图,多级冲击电压发生器等效线路,高效率冲击电压发生器,波头电阻和波尾电阻都分散接到各级中去 采用双球隙放电或多级点火措施 产生截波 在负载电容Ca两端并联一点火球隙，调节点火时间,高效率冲

27、击电压发生器,高效率冲击电压发生器原理线路,特点：将波头电阻和波尾电阻都分散到各级中去，原理同上，效率大于80%。,等效电路,高效率冲击电压发生器等效线路,操作电压波的生成：可以使用冲击电压发生器也可以用变压器,冲击电压发生器产生 波头增长，效率降低，需要采用高效率线路 变压器产生操作电压波 在变压器低压绕组侧接脉冲电压发生器,冲击电压的测量,球隙50%放电法 只能测量峰值 与测量工频电压相似但不同 作用时间短，球隙放电电压有明显分散性，用50%放电法 50%：球隙放电的次数占施加于球隙上的冲击电压次数的50% 该测量法比较简单、可靠，但操作麻烦，而且不能观察波形 分压器加上脉冲示波器或峰值表

28、 峰值表：只能测量峰值 高压脉冲示波器：可以测量各种冲击电压的峰值，也可以测量瞬时值及观察波形,高压示波器及其附件,示波器高压探头,示波器高压探棒,双踪示波器,高压脉冲电源输出,隔离示波器-高压干扰,高压示波器框图,高压电阻分压器（带屏蔽罩）,高压电阻分压器,FRC 电阻式高压分压器,高压电容分压器（带屏蔽罩）,高压电容分压器,RCF 电容式高压分压器,电阻分压器 104欧姆，无感电感，温度系数小，体积小 浸在变压器油中，提高局部放电的起始电压和散热性能 高压端加圆形的屏蔽环或锥形的屏蔽罩：屏蔽电阻分压器 分压器与示波器通过高频同轴电缆连接 电缆终端接匹配电阻,电容分压器 消耗能量较少，没有发

29、热带来的麻烦 可用来调节冲击电压的波形 电容量C比电阻分压器杂散电容大的多，高压引线易引起振荡，在高压引线末端接阻尼电阻 适用于测量雷电全波和操作波 高压臂 单个高压电容器：集中式电容分压器 多个电容串接组成：分布式电容分压器 低压臂：残余电感 测试回路面积要尽可能缩小 做成同轴式，或用铝箔电极伸延到介质外边而不用引线片的卷制元件做成的电容器,分压器到示波器的电缆：始端接匹配阻抗，末端全反射,阻容分压器 并联阻容分压器 类型1 电阻分压器，采用屏蔽罩后可改善分压器上的电压分布 在高压臂纵向并接电容+对地电容，使分压器电容分布均匀 高压臂低端，对地电容比高端大，高端接的纵向电容应比低端电容大 类

30、型2 以分布式电容分压器为基础 电容器旁并联电阻，阻值比绝缘电阻小得多，但比一般电阻分压器的电阻大 测量波尾较长的冲击波时 波头部分电压变化快，分压比取决于(C1+C2)/C1 波尾部分电压变化慢，分压比取决于(R1+R2)/R2 为消除电缆的终端反射， 电缆始末端都接上匹配的电阻,并联阻容分压器,并联阻容分压器线路图,串联阻容分压器 分压器中电感包括 高压引线电压 电容器残余电感 接线电感 电感与分压器的电容与对地电容组成的回路中产生频率较低的振荡 高压引线及分压器内部的波反射引起频率较高的振荡 阻尼电阻集中接在高压引线末端、或阻尼电阻分散接到高压臂的各电容器之间，消除振荡,串联阻容分压器,

31、串联阻容分压器线路图,分压器测量系统的性能及校验方法,性能体现 分压比正确：误差1%以内，且要求稳定 测量分压系统部件的阻抗，计算分压比：精密电桥测量，误差不超过0.2% 在输入端加1kHz以下电压，直接测量输入和输出电压之比，电压峰值测量误差不超过0.5%。 响应特性好 频率响应（输入幅值一定、频率可调，得到不同频率输出） 方波响应（输入方波电压，输出是衰减型波，分别是指数和振荡型，用响应时间T来衡量，规定见表）,分压器的响应,说明：切线定零点，交方波幅值线，所围面积为响应时间，因为纵轴为归一化单位。振荡型幅值之下为正，幅值之上为负，响应时间是代数和。此时T就不能反映相应的优劣，而是用第一次

32、与幅值线相交面积衡量，即部分响应时间T1,方波响应时间的规定值,示波器和峰值表,高压脉冲模拟示波器 测量一次过程 使单个电子具有较大的能量，需较高的加速电压（20kV） 光点释放(增辉)装置，使电子射线自动闭锁或发射 光点释放装置 示波管阴极前面的一个控制栅极 栅极电位负到一定程度，闭锁 加适当正脉冲，电子射线被释放 脉冲消失后，恢复自锁状态,同步装置,注：已使用很少，而是用数字示波器替代，采样率达到40G/s。实验室拥有DPO7254荧光数字示波器，带宽2.5G，采样率10G/s，四通道。,DPO7254荧光数字示波器,峰值表线路,冲击电压下介电强度的试验程序,1、观察冲击电压的波形是否符合

33、标准波形的要求 可自复的绝缘结构：施加试验电压的80%左右（绝缘子、套管等） 不能自复的绝缘结构：施加试验电压的50%或70%（电机） 2、波形满足要求 非自复绝缘：试样连续施加3次试验电压，若都不发生放电，则认为试样合格 自复性绝缘：连续施加15次试验电压，若破坏性放电不超过2次，为合格 冲击击穿试验 标准全波 逐级升高冲击电压，70%每级+10%，直至击穿 每次施加电压时间间隔不少于30s 在击穿时，至少要经受3次击穿电压，否则降低第一级电压幅值重新试验 击穿必须发生在全波的峰值或波尾，不能发生在波头。,试验目的 电工设备在使用中，同时要承受两种甚至两种以上的电压，如直流电压上叠加交流电压

34、或冲击电压、交流电压上叠加冲击电压等。 为了考验电工设备承受这些叠加电压的能力，或研究在这些叠加电压下绝缘的介电特性，需要进行叠加电压下的介电强度试验。,3-6 叠加电压下的介电强度试验,直流与工频高压叠加,R1、R2限流电阻 C1滤波电容 Cc隔离直流电压的电容 Ra与微安表串联，测量直流高压 C2与电压表串联测量交流高压,直流与冲击电压叠加,R1限流电阻 Cc隔离直流电压的电容 Ra与微安表串联，测量直流 C1、C2、R1、R2组成并联阻容分压器测量冲击电压,应满足要求 高压设备的选择和布置 设备的类型和参数能满足试验标准规定的要求 能提供工频高压、冲击电压以及直流高电压 高压设备的电压等

35、级要比被测试样的最高试验电压高 设备的容量要根据试验电压下通过试样的电容电流和泄露电流的大小来选定 高压设备的布置要合理 使用方便、占地面积小，相互干扰小 各设备之间和对地都必须有足够的绝缘距离 放电电压与电压的类型、电极的形状以及大气的条件等有关 采用的距离最小应为放电距离的1.5倍,3-7 高电压试验室,高压试验室的布置,室外高压试验装备布置,高压试验室设备布置,试验室的屏蔽 要求：要有良好的接地和屏蔽 目的：隔离屏蔽室内外的静电场、磁场和电磁场 分类： 静电屏蔽：用导体将空间封闭起来，并将导体接地 磁屏蔽：用磁导率高的磁性材料将空间封闭，是磁力线不会穿透过去 电磁屏蔽：用导电导磁性能都好

36、的材料将空间封闭，产生涡流相互抵消 方法 金属网： 金属网固定在四周的墙壁、天花板和地面上 屏蔽网与接地网焊接起来 屏蔽网可用镀锌的铁丝，网眼越密越好 金属板 单层屏蔽：金属板 双层屏蔽：金属板+金属网，两层相隔10cm，只有一个公共接地点 连续的金属体包围屏蔽效果好,屏蔽室内部图,屏蔽室内部设备布置,屏蔽室外观,试验室的接地 工作接地 使电路中各点电位固定，使各部位绝缘承受的电压不变，并没有浮动电位出现 保护接地 将不带电的金属体接地，以免这些物体直接触及高电位或本身出现感应电压而造成危险 接地方式 一根金属管打入地下 几根金属管打入地下，并在地面下1m深处用金属条把几根管子焊在一起，构成接地网 一块金属板埋在地下一定深度做接地电极，再用金属条引到地面作为接地端 接地电阻尽量小，采用扁铜皮做地线减小电阻和电感,接地电阻测量方法 影响因素：接地体体积、表面状态、埋入深度、土壤性质、所含水分,电力学院高压试验室,电力学院高压试验室,电力学院高压试验室,电力学院高压试验室,冲击电压试验系统,工频耐压试验控制系统,电力学院高压试验室,工频耐压试验系统,电力学院高压试验室,冲击电压试验控制与保护系统,电力学院高压试验室,高压屏蔽室,电力学院高压试验室,屏蔽室内局部放电试验系统,电力学院高压试验室,瑞士哈弗莱局部放电检测系统,