第2篇电气绝缘与高电压实验.pptVIP

主讲人：陈兆权 博士 5.1 工频高电压试验 5.2 直流高电压试验 5.3 冲击高电压试验 习题与思考题 用球隙测量工频电压时，应取连续三次击穿电压的平均值，相邻两次击穿间隔时间一般不小于lmin，各次击穿电压与平均值之间的偏差不大于3%。 表5.1 空气相对密度δ与修正系数Kr的关系 空气相对密度δ 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1.0 1.05 1.10 修正系数ki 0.72 0.77 0.81 0.86 0.91 0.95 1.0 1.05 1.09 2. 峰值电压表 峰值电压表的制成原理通常有两种，一种是利用整流电容电流测量交流高压，另一种是利用整流充电电压测量交流高压，其原理如图5-8所示。 图5-8峰值电压表的原理 (a)利用电容电流测电压峰值的接线 (b)利用电容器C上的整流充电电压侧峰值 利用整流电容电流测量交流高压 被测高压u，当其随时间变化时，流过电容C的电流 当 为正半波时，电流经整流元件D1，及检流计G流人地中（如图5-8(a))，若流经G的电流平均值为Ia。则它与被测电压的峰值Um，有下述关系 (5-6) 式中 C ― 电容器的电容量； ― 被测电压的频率。 (2) 利用电容器上整流充电电压测量交流高压 如图5-8(b)所示，被测交流电压经整流管D使电容充电至交流电压的幅值，电容电压由静电电压表或微安表串联电阻来测量。则电压峰值 (5-7) 式中 T ― 交流电压的周期；Ud一电压 ； C 一电容器的电容量；R—测量电阻值。 当加电压于两个特制的电极板时，由于两电极上分别充上异性电荷，电极就会受到静电机械力的作用（如图5-9)，测量此静电力的表计称为静电电压表。测量精度在 3％以内。 3. 静电电压表 图5-9平板电极间的电场和静力吸力 静电电压表的典型结构如图5-10所示，保护电极的中央设有一个可动圆板电极，可动电极在静电吸引力的作用下产生移动，移动量经放大后，由指针读出。该装置具有耗电量小、波形和电压频率引起的误差小等优点，但由于静电力很小，摩擦会造成测量误差。 图5-10 静电电压表 (5-8) 若有一对电极，电极间距离为l，电容为C，所加电 压瞬时值为u，则此电容的电场能量W为： 假定静电电压表的两电极接在交流电源上，当极板作无穷小的移动 dl时，电场能量将发生变化dW，两值必然相等，故电极所受到的作用力可表示为： (5-9) 若u按正弦函数作周期性变化。即 (5-10) 则在一个周期T内，电极所受作用力的平均值F (5-11) (5-13) 上式中U,l ,S 的单位分别为kV,cm,cm2，由（5-13）得 (5-14) 对于平行极板的情况下，由于极板间为均匀电场， 则其电容 = (5-12) 可见电场作用力与电压平方成正比，所以它的偏转方向与被测电压的极性无关。因此，静电电压表既能测量直流又能测量交流电压。所测为电压有效值。 静电电压表的内阻很高，因此在测量时几乎不会改变被测试样上的电压；这是它的突出优点。对于电压等级不太高的试验，使用它能很方便地在高压端直接测出电压。目前我国已研制成功测量范围为0～500kV的一系列静电电压表。 4. 分压器 在被测电压高于200kV时，直接用指示仪表测量高压比较困难，通常采用电容分压器配用低压仪表测量高压。其原理如图5-11。 图5-11 交流电容分压器 C1 、C2分别为高、低压臂。在工频电压作用下，流过电容C1和C2的电流均为 ，两电容上的压降分别为 和 ，这里 ，又 (5-15) (5-16) 所以有 (5-17) 使大部分电压降在C1上，从而实现用低压仪表测量高压的目的。对于分压器，要求K是常数，不应随外界因素的改变而变化，或者变化满足测量准确度的要求。此外，分压器本身的电抗应足够大以尽可能减小对被测回路的影响。 称为分压比。显然只要 ，那么 ， 电容分压器中，要求C1的电容量很小，但又能承受很高的电压。对电容分压器中C2的要求是电容量较大而承受电压较低，因此C2应采用高稳定度、低损耗、低电感量的云母、空气或聚苯乙烯介质的电容器；电容量根据分压比和低压仪表的量程确定。 * * 第二篇 电气设备与高电压试验 安徽理工大学 第五章 电气绝缘高电压试验