第6章 电气设备绝缘的高电压试验.ppt

* * 第6章 电气设备绝缘的高电压试验 6.1 交流高电压试验 6.2 直流高电压试验 6.3 冲击电压试验 6.4 稳态高电压的测量 6.5 冲击电压的测量 6.6 光电与数字化测量技术 6.1 交流高电压试验 交流绝缘试验应采用频率为45Hz~65Hz的交流电压。 交流电压的特性主要以峰值、有效值、波形畸变率、波顶系数等来表示，试验时电压波形的畸变应尽可能小。 交流高压的产生通常采用工频试验变压器，但对于一些特殊试品，如变压器的感应试验，采用频率不超过500Hz交流电压；对于大容量高电压设备的试验，采用串联谐振方法产生的30Hz~300Hz交流电压；固体绝缘的加速老化试验则采用几kHz的高频交流电压等等。 工频电压的产生 1. 工频高压试验对试验设备的要求 T.O. Q B T R1 R2 工频高压试验的一般线路图 调压器 试验变压器 保护电阻 （保护球隙） 保护电阻 （限流限压） 球间隙 被试品 工频试验变压器的特点： （1）电压 由于工频高压试验通常用于代替雷电过电压或者内部过电压来考核电气产品绝缘性能，或进行绝缘击穿试验，因此试验变压器电压很高； （2）调压与波形 电压波形应该是正负半波对称的正弦波形，频率在45~55Hz范围内，电压的有效值等于幅值除以波顶系数。对于调压装置，应能够按所要求的速度连续、平稳地调节电压。 （3）容量 在大部分高压试验里，试验变压器的连续工作时间不长，而在额定电压下满载运行的时间更少，这比长期处于满载下工作的电力变压器的运行情况要好得多。试验变压器的容量不大，所以设计时采用较小的安全系数，在额定电压下只能作短时运行，对特高压的试验变压器，只有在2/3的额定电压下才能长期运行。 2. 串级试验变压器 2U2 U2 T3 2 1 3 2 1 T2 3 2 1 T1 3U2 输出的额定电流：I2（A） 每一级变压器高压侧绕组的额定电压：U2（kV） 装置输出的额定电压：3U2 3. 调压装置 （1）对调压装置的要求 a）输出电压质量好 要求调压器输出电压波形应尽量接近正弦波；输出电压下限最好为零。 b）调压特性好 要求调压器阻抗不宜过大；调压特性曲线平滑线性；调节方便、可靠。 （2）常用的调压装置 a）自耦式调压装置；b）移圈式调压器；c）感应调压器 串联谐振交流高压的产生 C R L 串联谐振装置的等效电路 串联谐振方法的优点： 1）试验回路对基波频率产生谐振，因而波形的畸变小； 2）被试品发生击穿时谐振条件被破坏，串联电抗器限制短路电流，故绝缘击穿处的电弧不会将故障点扩大。 调频调 压电源 50Hz 电源 反馈控制信号 激励变压器 电抗器 分压器 被 试 品 变频串联谐振装置的原理框图 交流两相或三相工频电源，经变频控制单元输出30~300 Hz频率可调的交流电压，励磁变压器升压，谐振电抗器L和被试品Cx构成高压谐振电路来产生交流高压。电容分压器是纯电容式的，用来测量试验电压。系统的频率取决于回路的L-C参数。当负载电容Cx的变化范围很大时，可以根据Cx的大小，适当调整电抗器的电感L值，使谐振频率固定在规定要求范围内。 交流高压试验 1）防止工频高压试验中可能出现的过电压 原因：“容升”效应、对初级绕组突然加压、当输出电压较高时突然切断电源等； 防止措施：在变压器出线端与被试品之间串接一适当阻值的保护电阻（按0.1?/V选取阻值） 2）试验电压的波形畸变 原因：变压器或调压装置的铁芯工作在在磁化曲线的饱和段，或当变压器和调压器存在漏抗； 措施：在试验变压器原边绕组并联一个L-C串联谐振回路。 u1? C L C? L? T u1 3）外施电压试验和感应高压试验 对于带绕组的被试品，用外施电压对其主绝缘作工频高压试验时，首先应将各绕组的首尾短接，然后，根据不同要求做其它接线，这样能防止电容电流流过励磁感抗造成不允许的电压升高。 有些电气设备绕组绝缘是分级的，绕组的各不同部位应该耐受和能够耐受的试验电压当然也就不同。另外，外施电压法对绕组的纵绝缘和相间绝缘也难于进行试验。解决这个问题的办法就是感应高压试验，即在其低压绕组上加足够高的电压，使中压绕组、高压绕组感应出所需的试验电压来。 6.2 直流高电压试验 （1）直流高压试验设备 1）测量泄漏电流；2）直流耐压试验（一些大容量的交流设备，如油纸绝缘电力电缆，也常用来代替交流耐压试验；高压直流输电设备耐压试验）；3）冲击电压发生器和冲击电流发生器等的直流高压电源。 （2）对直流电源的要求