实验指导书

高电压专业实验室

2007-4-12

安 全 规 则

1．实验前必须熟悉试验内容，并检查设备及仪表是否正常。

2．在合电源之前，务必有两人以上检查接线是否正确，接地是否可靠，做好分工，专人记录。

3．在高压电源和带有高压的设备周围围以遮栏，以便保持一定的安全距离，实验时应站在遮栏之外，不得向遮栏内探头或伸手。

4．在实验进行中不允许交谈或议论，有问题需要讨论时，要切断电源。

5．实验完毕，应先用接地棒使设备放电，尤其是在做完电容器或者电缆等大电容试品实验后，务必仔细放电，同时须将试验场地恢复整齐。

6．在未亲眼看到设备接地之前，不得接近或触摸高压设备。

7．使用升压设备时，升压必须从零开始，使用完毕后，要退回零位。

8．实验中发生事故或异常现象时，应立刻拉闸切断电源，放电后检查线路和设备，如果发生人身事故应立刻进行抢救。

凡在本高压实验室进行试验之人员必须遵守本规则，并保持实验室整洁及良好的工作秩序。

冲击电压放电

一、实验目的

1．了解冲击电压发生器的结构、产生冲击电压的原理和操作方法；

2．了解用分压器与示波器测量冲击电压的方法；

3．观察气体间隙放电、击穿现象；

4．观察在均匀电场和不均匀电场下的气体间隙击穿电压以及不同幅值冲击电压作用下击穿电压波形中放电时延的变化。

二、实验内容及要求：

1.测量冲击电压波形，了解用分压器与示波器测量冲击电压的方法；

2.观察在均匀电场和不均匀电场下的气体间隙击穿电压及电压波形，不同电压下放电时延的变化，了解冲击电压下的放电时延特性。

3.回答思考题。

三、实验装置及接线图：

冲击电压发生器接线原理图如下图：

冲击电压发生器原理接线图

图中：

T：高压试验变压器                D：高压硅堆

 C：主电容                        Rb：充电回路保护电阻

R：充电电阻                      g0：点火球隙

g1~g3：中间球隙                   g4：隔离球隙  

Rg：阻尼电阻                      Rt：波尾电阻

Rf ：波头电阻                     Cf ：包括负荷电容和电容分压器的电容

四、实验步骤及方法：

1.检查冲击电压发生器的接线。

2.检查接地棒是否接地良好，调压器是否在零位。示波器测量回路接线是否正确。

3.将球隙g0调节至适当位置，g1－g3中间间隙适当加大。

4.将接地棒从冲击电压发生器的电容器上取下，作升压准备。

5.开启数字示波器电源，根据分压器分压后的电压幅值和被侧冲击电压波形的时长参数调节示波器相应的测量参数。

6.合闸。开始缓慢均匀升压，到冲击电压发生器的每级电压接近预定的充电电压时，停止升压，这时每级电压会缓慢升到预定的充电电压值，此时启动点火装置，使冲击电压发生器动作，同时可在示波器上观察冲击电压波形。

7.观察示波器上显示的冲击电压波形，记录波形。

8.改变输出电压幅值，观察气隙的放电时延的变化。

9.接入各种典型的气体间隙，重复上述4-8步骤。

10.试验完毕，切断电源，用接地棒将冲击电压发生器的充电电容放电，并将接地棒挂在电容器高压端。

五、数据处理与分析

1、通过示波器测量冲击电压的幅值。

2．从示波器上观察各种典型的气体间隙在低电压时击穿电压的波形和高电压时击穿电压波形中放电时延的不同之处。

3．描述各种典型的气体间隙放电的现象。

4．对试验结果进行分析、讨论。

六、注意事项：

1．测量之前要进行2－3次的预放电。

2．每次测试完毕切断电源，将接地棒挂在充电电容器的高压端。

介质损耗的测量

一、实验目的：

1．掌握使用高压自动精密电桥测量电气设备绝缘介质损耗的方法。

2．根据测试结果，判断绝缘质量。

二、实验内容及要求：

1．用正接法测定电压互感器高压绕组对低压绕组、铁芯和外壳及套管绝缘的介质损耗；

2．根据实验结果，参照“电气设备预防性试验规程”（见表2），判断试品能否满足运行要求，掌握用介质损耗判断绝缘好坏的方法；

3．回答思考题。

三、实验装置及接线图：

1．正接法测绝缘介质损耗因数的原理图：

图1  正接法原理图

图中：

U：高压输出                       Cx、Rx：试品的电容和电阻(串联等值电路)

R3：可调电阻                      G：检流计

R4：固定电阻                      C0：标准电容（50±1PF）

C4：可调电容                       R：保护电阻  

  P：屏蔽

2．正接法测量绝缘介质损耗因数的接线图：

图2  正接法测介质损耗因数接线图

3．反接法测量绝缘介质损耗因数的原理图：

图3 反接法原理图

图中符号同图1

4．反接法测量绝缘介质损耗因数的接线图：

图4 反接法测量绝缘介质损耗因数接线图

四、实验步骤及方法：

1．按照图2接线。

2．打开接收器与测量单元的电源开关，接收器对准测量单元光通讯器窗口，在接收器关机状态按“显示”键，便同时打开接收器和测量单元电源，测量单元的工作指示灯闪烁。

3．从接收器上调节测量单元的相应参数

4．缓慢升压至10kV。

5．等接收器上数据稳定30秒后按下“保持”键或者直接记录数据。

6．升高电压至15kV、20kV、25kV，重复步骤5。

五、数据处理与结论分析

将测量结果与“电气设备预防性试验规程”比较，判断绝缘是否良好，能否满足运行要求。

表1 “电气设备预防性试验规程”摘录

1．一定要使电桥测量部分可靠接地。

2．特别注意：正接法测量时，标准电容器高压电极、试品高压端和升压变压器高压电极都带危险电压！各端之间连线都要架空，试验人员远离！在接近测量系统、接线、拆线和对测量单元电源充电前，应确保所有测量电源已被切断！还请注意低压电源的安全。

绝缘电阻、泄漏电流的测量

二、实验目的

1．掌握测量绝缘电阻及吸收比的原理和操作方法；

2．掌握测量泄漏电流的原理及操作方法；

3．根据所作试验结果分析设备绝缘状况。

三、实验内容及要求

1．用兆欧表（摇表）测量两种绝缘子试品（良好瓷质悬式绝缘子与零值绝缘子）的绝缘电阻，比较其差异。

2．用兆欧表（摇表）测量电力电缆试品的吸收现象，掌握吸收比的测量方法；

3．测量高压直流下电力电缆试品的泄漏电流，掌握采用屏蔽环屏蔽表面电流的测量方法；

4．分别画出以上三个实验项目的原理图和接线图，写出实验步骤。

5．分析实验数据，参照相关规程，判断试品绝缘状况。

6．回答思考题。

三、实验数据处理：

1．根据测量所得绝缘子试品的绝缘电阻值，参照相关规程，判断绝缘子试品绝缘状况。

2．根据R15``及R60``求电力电缆试品的吸收比。参照相关规程，判断电力电缆试品绝缘状况。

3．分析测量电力电缆试品的泄漏电流实验中的高压引线是否采用屏蔽线对泄漏电流数值的影响。 

4．总结良好绝缘的电缆和受潮绝缘的电缆在所施电压升高的每一阶段泄漏电流变化的趋势。

四、注意事项：

1．在所有直流试验及测量前后，都要将试品短接接地。

2．注意屏蔽端的接法，观察有无屏蔽的影响。

3．对电容较大的电缆试品，在试验快结束时候，应设法在摇表仍处于额定转速时断开L或者E引线，以免摇表停止转动时，试品向摇表放电而冲击指针，造成摇表指针的损坏。

液体电介质的击穿

一．实验目的

了解工程用液体电介质的击穿过程。

二．实验内容及要求

1．测量不同变压器油的工频耐受电压值，观察“小桥”击穿现象，掌握“小桥”击穿理论。

2．加入极间障，测量相应情况下变压器油的工频耐受电压值，了解极间障的作用。

3．回答思考题

三．实验装置及接线图：

K：开关                                  T1：调压器

T2：变压器                               V：电压表（静电电压表）

V1：测量回路电压表                       R：保护电阻

四．实验步骤及方法

1、按照接线图接线，检查各个设备接线是否正确。

2、往油杯中倒入纯净的变压器油，调节电极之间距离为3mm，缓慢升压，直到电极之间发生击穿，记录击穿电压值，计算击穿场强。

3、将极间障放置在电极之间，缓慢升压至略高于步骤2中击穿电压值，观察电极之间是否发生击穿。

4、调整油杯内的电极之间的距离为1cm，投入少量纸屑。

5、缓慢升压，观察油杯内的纸屑运动情况。

6、当电极之间形成碳黑色通道的时候，记录此刻的击穿电压值，计算击穿场强。

7、将极间障放置在电极之间，重复步骤3－4。

8、整理仪器设备。

五．实验结果及分析

1．试验之前一定要检查接地端是否可靠。

2．升压过程中细心观察油杯内的变化。下载本文