1、高電壓技術實驗指導書局部習題集南昌大學信息工程學院電力系統及自動化教研室目錄高壓實驗學生守那么 (1)實驗一 空氣絕緣強度上的極性作用和極間障影響的研究(2)實驗二沿面放電及絕緣油擊穿 (8)實驗三介質損耗的測量 (12)實驗四電纜中的波過程 (16)附錄二接地電阻的測量 (22)附錄三 (24)附錄四 (26)附錄五 (28)高壓技術習題與思考題 (30)高壓實驗學生守那么學生進行高壓實驗以前,必須認真地學習以下守那么,并嚴格遵守,以保證實驗平安,避 免造成嚴重的人身或設備事故.1 .未開始實驗前,未經指導教師同意,不得進入平安遮攔以內,任何時候不要隨意玩 弄試驗室中任何設備.2 .試驗時應

2、嚴肅認真,思想集中,不要作出阻礙他人工作的舉動.3 .實驗過程中每次進入平安遮攔以內,必須先切斷高壓設備的電源.作接地棒在高壓 器及有關的高壓電極處接地,將電容器放電并接地.4 .實驗過程中假設需要合上高壓電源,必須先除去高壓變壓器及有關高壓極上的接地棒, 閉上遮攔門,并檢查調壓變壓器是否在零位.合上電源后電壓應逐漸升高.試驗過程中如有 異常現象,應及時切斷電源.5 .任何時候在接觸任何高壓設備的高壓局部以前,應先檢查；(1)可能帶電的導體是否已經接地；(2)任何不帶電的金屬局部是否已經用導線牢固接地；(3)高壓電容器是否已經放電并接地；(4)供應高壓設備的電源開關是否已經斷開(只把調壓變壓器

3、退到零位不能算電源已 經斷開).6 .接線需經指導教師檢查無誤后才準開始實驗.7 .每組學生需推定一人負責合閘、拉閘、調整電壓等操作.另推一人監護平安操作.電源合閘時,操作者應聲明“注意！合閘 .以及其他組同學 注意.8 .情緒不正常和精確萎靡者不得進行高壓實驗.9 .現場人員不少于二人者不得進行高壓實驗.10 .實驗前學生應該認真學習實驗指導書和教材中與實驗內容有關的局部,實驗時應備好計算器(或計算尺).以便隨時核算試驗數據.11 .學生要認真答復指導教師有關本次實驗的提問,屢次不能答復以下問題者,可停止其本次實驗.12 .實驗報告應書寫在規定的實驗報告上,實驗報告中應包括本次實驗的目的和實

4、驗內容等有關工程.對本次實驗數據和有關實驗現象要認真整理、分析和討論.實驗曲線必須畫 在坐標紙上、實驗報告中的字體應端正清楚,不符合要求的實驗報告應退回重做.13 .實驗結束后,學生應整理實驗現場按手續歸還借用儀器設備,經指導教師同意后學 生才能結束實驗.14 .實驗報告應在實驗后一周內交給教師評閱、考核.15 .實驗指導書和發還的實驗報告至少應保存到本門課程學習結束為止.實驗一 空氣絕緣強度上的極性作用和極間障影響的研究一、實驗目的1 .學會高壓實驗的平安技術；2 .學習工頻試驗變壓器的應用及其運行方法；3 .學習交、直流高電壓的測量方法；4 .從實驗中說明極不均勻電場下電極性和極間障對空氣

5、間隙擊穿電壓的影響.二、理論簡悟空氣間隙抗電抗強度和其擊穿的開展過程的研究在高壓技術中具有實際意義.當間隙一定時,擊穿電壓和電場分布均勻和不均勻對稱或不對稱大氣條件,電壓作用時間,以及 電場強度較大的電極極性等一系列因素有關.極不均勻電場的特征是電極間距離遠大于電極本身曲率半徑,電暈電壓實際上和擊穿電壓相吻合.極不均勻電場的另一特點是電極形狀的改變,幾乎不影響擊穿電壓,只是當電場分布不對稱時極不對稱電場擊穿電壓才出現有較大的差異,因此在實際應用中,對于極不均勻電場中擊穿電壓的估計常利用所謂典型電極棒-棒、棒-極的擊穿電壓對間隙距離曲線兩電極幾何尺寸相差不多時,可利用棒-極曲線例如變壓器相間空氣

6、距離,兩電極幾何尺寸相差很大時,可利用棒-極曲線例如變壓器接線端對油枕的空氣距離.在極不對稱電場中,擊穿過程的開展總開始于電場強度大的電極近旁,所以這個電極的 極性不同,擊穿電壓也就有極顯著區別.在圖一中可以很明顯的看到具有極不對稱電場的棒 -極間隙在正棒時擊穿電壓,遠低于負棒是的擊穿電壓,而從電暈電壓來看棒極為正時那么反 較負棒時較高些,要說明這些現象不得不比擬詳細的復習一下放電開展過程.不管棒極為正或者為負間隙擊穿以前,在棒極附近總首先出現電暈電壓隨間隙距離的變化Uc：擊穿電壓,Ud：電暈電壓電暈放電,也即是說在整個間隙中這一區域內空氣介質 首先被破壞這里發生這里發生游離所形成的空間電荷對

7、間隙擊穿過程是起助長或抑制的作 用,就決定了棒極性不同,在同樣距離下擊穿電壓也就有很大差異的結果.當棒極為正時,棒極附近的正游子.使間隙原來電場較弱局部的電場強度增強了,這樣 就有利于游離區域更向負極擴張,容易使游離開展而形成全擊穿過程.當棒極為負時,緊靠近棒極向負極緩慢移動的正游子,使原來已經較弱的電場區域更加削弱,亦即是對于跑向正極的電子來說,這些正游子,起掣動作用.使游離區域難于向正極 開展,不容易形成流注結果在同一間隙距離下.負棒擊穿電壓要比正棒高的多.正電暈和負電暈不管從其外部現象的視察或分析其放電機構都是有本質上的不同.形成自持的電暈放電所必需的二次電子來源,對于負棒主要是從負電極

8、上釋放出來,藉正游子撞擊陰極作用,特別是陰極外表的光游離,也可能是陰外表的冷放射.而對于正棒只有50 100 150 200 25口 m放電距離圖1 在不同極性下棒一板間隙擊穿電壓依靠光電子所進行的空間光游離作用才能形成自持的電暈放電.如果外施電壓為 50周交流電壓,那么間隙的擊穿總在棒極為正的時候擊穿電壓應接近于直流電壓正棒極的情形,但是空間電荷的形成與積累是需要一定時間的,亦即助長擊穿過程因素的形成不及正棒電壓時有利,所以正頻的擊穿電壓和負棒擊穿電壓差異就減少了一些可以想象到如果沖擊電壓作用下,其差異減少的更多.如果在空氣間隙中放置一層薄層固體介質極間隙,那么離子的運動在此外受到阻礙,附著

9、于極間隙的帶電質點使電場分布發生變化,如果從改變電場分布的觀點來看間隙的作 用,那么極間隙的絕緣強度如何是無關緊要的.事實上只在電壓接近于擊穿電壓時,極間隙 的絕緣強度才起重要作用.假設兩電極的距離a不變,改變極間隙對棒極間距離a1 ,擊穿電壓和a1/a比值的關系如 圖二所示.當間隙中具有極間隙時,在極間隙向著棒極的一面,散步著和棒極同以符號的離子,此 時極間隙至板極間的一段間隙中電場或多或少的接近于均勻電場.較大局部電壓也承受在這一局部間隙中,這個現象從圖二實驗曲線中的以下事實充分的得到證實.在極間隙時,極性的影響在很大范圍內是很了,而且他們擊穿電壓的數據也接近與極間隙至極板的均勻電場下的擊

10、穿電壓.在圖中還可以看到,當極間隙過分靠近電極時,極間隙的存在無顯著影響,當正棒時極間隙使擊穿電壓大大提升,而負棒時,在&較大的情況下,很大的范圍內極間隙反而降低了擊穿電壓.為了充分發揮提升擊穿電壓的作用通常極間隙的形狀,常使它接近于電場等位面,以減1-3公分少極間障面電場外表分量.其位置希望靠近棒極,一般不小于圖2棒一極隙中極間障位置對擊穿電壓的影響極間障為電纜紙、實驗設備和方法實驗室共有二套設備可以做本試驗,二套設備的路線如以下圖所示圖3a中假設按圖中實線的接法,直流輸出電壓的極性為負的.假設按虛線的接法,直流輸出電壓的極性為正.試驗時直流擊穿電壓的讀數都是根據高壓試驗變壓器TP1

11、的初級電壓值換算的.換算需利用電壓校正曲線進行.電極的支架采用 Q-15求隙器配用針、板電極,如圖 4所示.實驗前必須熟悉試驗設備型號、規格、外形.然后完成實驗接線.安裝好電極后關好平安門才能進行加電壓操作,安裝電極時應測量好極間的距離.可利用設備本身的標尺,也可以利用量具進行.正負直流高壓R保護電阻V2靜電電壓表圖3a T1高壓試驗變壓器T2調壓器Sr硅堆整流器C高壓電容器 V1 TP1測量電壓表平板電極棒電極手輪加壓前將將接地棒撤除,合電源開關,緩緩升壓,讀出開始放電時的電壓值.每一距離 做三次.取平均值,每次均應把電壓調壓器退到零位,過一段時間,再升電壓到放電.四、實驗內容A.測量交流或

12、直流電壓的校正曲線.B.測量不同電極形狀下間隙擊穿電壓.并確定它和間隙距離的關系曲線. 記錄如下表所不：% 和與、先、極曷電性mm 壓 -一一 1 4直流I頻正極、負極、I頻直流、I頻512 3 平均葭形狀mm壓、 直流I頻正極、負極、I頻直流、I頻10123 平 均2012 3 平均3012 3 平均40123 平 均5012 3 平均C.極間障對間隙擊穿電壓影響.針一板極,固定a=50毫米.正棒一 負板間參加極間障紙屏,繪制u=f ai/a曲線.間隙位直ai mm40302520151052間隙位置ai/a*100%擊穿電壓直流擊穿電壓工頻 ef 擊穿電壓工頻MAX D.所有上述實驗結果,

13、繪制在同一坐標紙上,以便比擬.五、實驗考前須知1 .合閘前應先查調壓器是否在零位.2 .任何調節間隙距離或改變接線時必須先行接地.3 .檢查接地棒線的接地是否可靠,注意電容器短時間接地后仍可能有剩余電荷.4 .任何事故下,首先切斷電源.接地前方可接觸設備以處理事故.六、思考題1 .如何繪制交直流高壓測量校正曲線2 .用金屬板代替極間障其后果如何有何實際意義3 .極間障的厚度對放電電壓有何影響4 .實驗時是否要記錄大氣條件氣壓、溫度、濕度為什么實驗二沿面放電及絕緣油擊穿、實驗目的1、通過實驗了解在絕緣截至外表的放電現象,觀察三種典型絕緣結構放電過程中的電 暈,滑閃放電介質外表完全放電現象.2、用

14、均勻升壓法,求放電電壓誤差的分布曲線.3、學會用標準油杯對變壓器進行電氣擊穿強度試驗方法.二、理論簡述電力系統中所有的高壓電器,如絕緣子、套管等是處在空氣中絕緣的破壞往往首先是 沿固體介質外表的空氣擊穿.因此對該類設備的沿面放電電壓或稱閃絡電壓應提出一定 的要求,使在正常工作時不應因受過電壓作用而發生閃絡而導致電網的短路或設備的燒傷.在均勻的電場中假設置入一塊介質,雖然介質的外表是沿電力線放置,但發現間隙的擊 穿電壓會因介質的置入大為降低,這與以下的因素有關：1,由于介質與電極接觸不緊,易導致整個間隙的擊穿圖a2 .介質外表不平和邊緣效應引起電場不均勻.圖b3 .介質外表有水份雜質引起外表電場

15、的畸變,因而實質上二極間已是一不均勻電場. 因而放電電壓降低.工程實際中最常見的是圖 b情況下的沿面放電.這是一種不均勻的電場,其特點為沿介質的外表.即有切線方向也有法線方向的電場力作用.沿圖放電有兩個階段：當外加電壓值由零值逐漸上升時,在電極附近即產生電暈,隨著 作用電壓數值的上升,電暈變得更劇烈,光帶變的更亮.這一階段的特點是電暈放電中火花的電壓降較大火花通道的電阻值較大.因此放電不易迅速向前開展推移.當電壓繼續上升電暈放電繼續開展,即轉入沿面放電的第二階段,此時有新的熱游離因素占甚大的作用.新生離子數目劇增,固體介質外表的火花光線很亮,放電火花呈樹枝狀,隨著電壓的 繼續上升,火花將甚易地

16、向前迅速推移,放電聲音也與第一階段不同,帶有爆裂聲甚響.這種現象標志滑閃放電形成.熱游離過程的開展程度與火花通道中的電流有很大關系,通道中的電流數值愈大,熱游 離開展必然愈劇烈,滑閃放電開展也愈快,二電極間的沿面放電電壓也將愈低.從圖b中也可以看出,流過介質外表單位長度的外表電阻R的電流愈靠近電極就愈大.其中極附近的壓降也最大.也易產生熱游離正是由于外表電容C的分流作用使得沿外表的電流分布不均勻,而外表電阻R是均勻分布的,因而沿介質外表的電電壓分布不均勻,C愈大,壓降愈大,那么外表電流愈大,電壓分布愈不均勻,沿面放電電壓也就愈低.絕緣子沿面放電電壓干閃電壓受到很多偶然因素隨機因素：如氣壓、氣溫

17、、濕度、 外表狀況的影響,呈現出明顯的統計性質,因此確定絕緣子的干閃電壓,需用統計的方法 來處理實驗數據,用均勻升壓法求誤差的分布曲線,將一絕緣子加上交流高壓使其外表閃絡,假設做50次N次,然后把實驗數據由小到大排列分成假設干組,每組間隔的 u相等,右u1 u25間隔中有n1即其概率為 一,右u1 u3u2,間隙中有2次,即其概率 那么N可得到光滑概率密度分布曲線D其上面數據取算術平均值.11；u平均 T7 uj N j 1 .uj u平均2 求出標準偏差J-1、 N絕緣子閃絡電壓u閃u平均3劣.主要表現為顏色變深由微黃變為褐棕色、透明度也顯著降低,粘度變大,并有黑色油泥產生,這稱為變壓器油的

18、老化.水份和雜質等東西的存在將油的電阻降低,tg上升,耐電強度下降.因此,運行中的變壓器油必須定期試驗,以保證電氣設備的平安運行.三、裝置說明1 .在平一板電極薄銅板上放一塊玻璃板,在玻璃板中放一可移的圓柱形電極,再 使電極經水電阻接到高壓電源上如圖E進行測量沿面放電.圖E圖F瓷管圖G2 .在瓷管上安裝好絕緣子形電極圖 F和套管形電極進行測量沿面放電.3 .用標準油杯測量變壓器油擊穿電壓.四、實驗內容及方法1 .如圖E觀察在圓柱形電極周圍發生電暈的開始電壓有聲紫色光圈和滑閃放到介質外表完全放電的過程.2 .如圖R、F、G接線,改變電極間的距離,求兩極之間沿距離和擊穿電壓關系曲線 u=f L+d

19、 ,每點做三次取平均值.3 .按圖E接線,把圓柱電極,玻璃板換成絕緣瓷瓶,然后作瓶的干閃電壓,10次、20次、30次,記錄其擊穿電壓數據,出電壓分布曲線.4 . 在擦洗干凈的標準油杯 電極距離為2.5mm內注入變壓器油至離杯口 20mm為止. 靜放10分鐘,以消除油中存在的汽加壓試驗,共擊穿 5次.每次間隔13分鐘, 每次用干靜棒除游離碳.5 .實驗結果記錄在下表：實驗數據處理和分析1 .幾種形式的沿面放電的路徑、特點各有什么不同2 .繪制u=f L+d曲線和概率分布曲線.3 .計算絕緣子內干閃電壓4 .變壓器油擊穿現象和沿面放電有何不同思考題1 .空氣擊穿電壓為什么較沿面放電電壓高2 .提升

20、提升沿面放電電壓的舉措有哪些3 .變壓器油擊穿機理是哪些與氣體,沿面放電有何不同?試樣7-_放電間隙長度cmKV123456789玻璃板123平均瓷管123平均變壓器油5次BiO1030次原理接線圖T試驗變壓器G交流檢流器R3 電阻箱C4電容箱實驗三介質損耗的測量一、實驗目的1, 了解QSI電橋的結構和使用時的考前須知和電容量.1.掌握QSI電橋正、反接的測量方法.測量絕緣子和變壓的損正切角tg2, 了解電場干擾對tg測量的影響以及用倒相法消除電場干影響的原理.CX 試品CN 標準電容器50pfE 屏敝P| P?放電徐F電橋平衡條件:Z4?Zx Zn ?Z3計算可得tg 2 fR4 c4仃10

21、0000取R43184()C4 單位為微法時R41tg C4CXCN -2R31 tg當 tg 0.1時Cc R4CXCN fR3、實驗裝置I.QSi電橋圖2為QSi電橋線路圖,電橋元件R3、R4、P、N、C組成一整體置于金屬盒內.由于在反接時這些元件均處于高電位.故對接地外殼和旋鈕有絕緣支柱支持.電阻N為分流電阻,其值為 100 Q,當試品電流小于 0.01安時,將分流器旋鈕開關放 在“0.01安位置處,如試品的電容較大,可預先測量其電流而將分流器旋鈕調到適合的位 置,此時R3+ P便接了一分流電阻,電橋平衡后,由電橋的R3和C4的指示值按下式計算R4 100 R3CxCn3n R3 P圖2

22、 QS1電橋接線圖P一放電器Rp一滑線電阻式中n的數值可由下表查得,表中還給出了分流器各個位置所允許的被試品電容器分流器旋鈕的位置A0.010.0250.060.151.25分流電阻n的數 彳！100+P6025104被試品的電容值試驗電壓為10KV時3000p f3000p f19400 pf48000 pf0.08 f40000 pf0.4 f2 .標準電容器：QS1電橋所附的標準電容為空氣電容器,電容量為50史微法,tgSvv 0.1%,工作電壓為10KV.3 .實驗接線圖QSi電橋實際接線如圖 3所示.圖3 QSi型電橋正接線法接線圖圖3 QSi型電橋反接線法接線圖1一分流器開關Si;

23、 2g8 %調節旋鈕；3極性轉換開關 Si;4檢流計頻率調節；5滑線電阻p； 6R;調節旋鈕；7檢流計靈敏度調節旋鈕；8電源開關；9檢流計；i0低壓法測量接線柱；ii電源插頭及接地端鈕四、實驗步驟1 .按正接線法或反接線法測量接好線路.2 .檢查接線無誤后, 將被試品外表擦干凈,防止外表泄露影響再將檢流計開關itg8放在“接通！ 的位置上,靈敏度放在零位.然后合上電源開關.升壓至 i0K,逐漸增 大靈敏度,調節 R3,使光帶減少,注意必須由最高電阻檔開始調起.當繼續調節R3,光帶不變時,再調節 C4tg 8 旋鈕,使光帶寬度減小,同樣應由最大檔開始,如果光帶寬度不大,其變 化反響不明顯時,可逐

24、漸增加靈敏度,使光帶寬度增大,但不要超過標尺刻度的 i/2,如調節C4tg 8時光帶變化,再調節R3,如此反復,直到靈敏度為i0和光帶寬度接近未接試品時的寬度約i-3mm為止,再將檢流器±g 8開光放在“接通 2位置,如光帶不擴展,證實無磁場 干擾,將靈敏度退回零位,切除電源,計下測量結果,然后將R3和C4各旋鈕退到0位,準備下次試驗.3 .接通并高干擾電壓,在有電場干擾的請況下調節電橋平衡記下讀數,然后用倒相開關將電源電壓倒相,再調節電橋平衡,記下t數,根據兩次測量數據,計算測量結果.4 .實驗完畢,切除總電源,撤除接線,使電橋恢復原狀,清理并歸還儀表.五.實驗數據處理和結果分析實

25、測值計算值實際值C4R3tg sCx倒相前tg s =Cx倒相后干擾電壓KV2.有干擾電源3.結果分析實測值計算值實際值1.無干擾電源實測法計算法備注C4R3tg sCx正接法反接法實驗四電纜中的波過程一、實驗目的1 .研究行波在電纜結點上的折反射和屢次反射.2 .學習測量電纜波阻抗和波速方法,并描繪結點波形.二、實驗內容1 .測量電纜的波阻抗.2 .給定波速度,測量電纜長度,或者給定電纜長莞測定波度.3 .觀察和描繪不同參數配合時,屢次反射后結點電壓的波形.三、實驗線路及設備1 .實驗設備：瞬變現象分析儀示波器結構形式,高頻電阻箱二個,單芯電纜.2 .實驗接線瞬變現象分析儀面板各旋鈕作用：1

26、一示波管； 2 、3水平偏轉旋鈕；4、5一垂直偏轉；6亮度； 7聚焦；8-矩形波幅值微調；9截斷波限制;10波頭電阻；14 一選擇波段開關；15 波尾電容；16一時標；17掃描四、實驗步驟1,熟悉瞬變現象分析面板上各旋鈕作用,并學會調節矩形波方法.2.按實驗接線圖接好電路連線.3,測量電纜的衰減系數和波度.使Ro = 0,R2 = 8,加一定幅值的矩形波,觀察電纜首、末端( A點、B點)的波形和 記錄其幅值,利用波發生器內時標(1科擋)確定波在電纜中行進時間T,計算衰減系數 Y一一 1 一(UB=Y a - Uk)和波速 V 1 200 mT4 .測量電纜波阻抗按接線圖聯接,將 Rf = 0,

27、觀察B點波形,改變R2值直至B點波形與波發生器輸出波 形(A點)相似,表示波在 B點無反射,讀下 R2的數值,那么Z0=R2.5 .從測量和計算的結果 Z0和V計算電纜分布參數 L.、C0 .6 .按目錄一的幾種情況下屢次放射后結點電壓波形進行觀測記錄.a) Z1< Z0> Z2結點電壓波形b) Z1> Z0< Z2結點電壓波形c) Z1> Z0> Z2結點電壓波形d) Z1<Z0< Z2 結點電壓波形五、實驗結果討論分析六、思考題：1 .如何觀察和測量的反射波波形和幅值2 .如何利用正弦波形時標測定反射中各次間隔時間3 .波由電纜向電阻 R1投

28、波,在A點所發生的折射應如何考慮波發生器的影響,在什么條件下這種影響可以不計附錄一：在何種情況下屢次反射后結點電壓波形.實驗結線等效于U0的電壓波在三個串聯分布參數線路上的傳布,二邊為無限長線路,其波阻抗為Z1、Z2,中間是有限長線段,其波阻抗為Z0,在波Z0上傳播所需時為T其中：U (t)為侵入的矩形波,幅值為 Uo“10為波從Zi至ij Z0002為波從Z0到Z2時在節點B的折射系數.如為波從Z0到Zi時在節點A的反射系數.皿為波從Z0到Z2時在節點B的反射系數.劉為波從Z0到Zi時在節點A的折射系數.在屢次反射過程中：A點到B點電壓Ua= ai0Ut+ od0 ®2 1+ 的i

29、 Ut+2 號+ ai0 的2 1+ 兩i 加 的2Ut+4 ?+Ub= ai0 002t- 1+ 80 002如肉2U t-3 T +00 002伊01 伊02U t-5 T +下面分四種不同參數分配情況,繪制直角波侵入時,在 A點與B點屢次反射后的波形.' Zi< Z0> Z2 見圖取Z0=75 QZi=5 QZ2=20 Q那么也i= 0.9加2= 0.6001=1+的1=0.1002= 1+ 兩2 =0.40110=1 一即=1.9二Zi> Z0< Z2 見圖二取Z0=75 QZi=Z 2=600 Q那么修=0.78的2= 0.78o0i=1+&i

30、 =1.78o02= 1+m2 =1.78三Zi> Z0> Z2見圖三取Zo=75 ZZ i=600 ZZ2=20 Q那么 修=0.78的2= 0.58圖3四Zi<Z0< Z2見圖四取Zo=75 QZ i=900 QZ2=20 Q那么 加=0.58如=0.85o0i= 1+的1=0.42002= 1+ 的2=1.85di0= 1 即=1.58圖4以上幾種情況得到以下結論1 .當屢次折反射后,Z0相當于被短路,這時 VA = VB,數值按Z1與Z2直接串聯考慮,UA與UB的最終狀態穩定電壓總是為 U0 2Z2 ,但Z1、Z0、Z2參數不同時,電壓變化規律Z1 Z2不同.2

31、 .UA與UB的波形變化規律分二類屢次反射情況下：一呈階梯類,單調遞增或遞減,這種情況下B01與B02符號相同,也即 Z1、Z0、Z2三個串聯波阻抗值大小規律是中間大,二頭小或二頭大,中間小.27c二呈振蕩形,圍繞著最終穩態電壓U0振蕩而到達穩態值,在這種情況下,Zi Z2B01與B02符號不同,也即 Zi、Z0、Z2三個波阻抗的數值按順序逐個增大或減小.三當Z2= Z0時,U02 = 0 ,那么UA、UB的計算式子中除一項外,其余各項都為零,即在這種情況下不產生屢次反射,UA與UB的波形與U0相似,只是幅值有變化,實驗中正是根據這個道理,調節 R2的數值與Z0相等.附錄二接地電阻的測量一、原

32、理如圖33 一般測量接地裝置的電阻在接地裝置上通一個電流I,再測出此電流過接地裝置所形成的壓降 V,然后根據R V即所求出接地裝置的電阻 R.顯然為了使接地裝置上有電流通過,必須離被測接地網一定距離出設一電極作為電流的通路此電極稱為電流極. 而為了測當電流流過被測地網所形成的壓降.必須再在適當的地方零電位區埋設一電極來進行測量,此電極稱為電壓極.0®V2V 3矍1地網2電壓極3電流極圖1接地電阻測量原理圖二、ZC8型接地電阻測量儀使用及說明ZC-8型接地電阻測量儀適用于直接測量各種接地裝置的接地電阻值.其根本結構是由于手搖發電機.電流互感器,滑線電阻及檢流計等所組成.全部機構裝置鋁合

33、金鑄造的攜帶式外殼內,人、附件有接地探測針及聯接導線,裝于附件袋內,其測量接地網電阻如下1 .如圖2接地,沿被測接地極 E1使點位探測針 P1和電流探測針 C1,依直線彼此相距20米,且點位探測針 P1系插入接地極E1和電流探測針C1之間.2 .用導線將E1、P1、C1聯于儀表相應的端.3 .將儀表放置水平位置,檢查檢流計的指針是否指于中央線上否那么可用零位調正器將 其調正于中央線.4 .將“倍率標度置于最大倍數,慢慢轉動發電機的擺把.同時旋動測量標盤,使檢流計的指針指于中央線.120轉以5 .當檢流計的指針接近平衡點時,加快發電機搖把的轉速,使其到達每分鐘 上,調正“測量標度盤使指針指于中央

34、線上.被測物E5c zp-圖2 ZC-8型測接地裝置接地電阻接線圖6 .如“測量標度盤的讀書小于1時,應將倍率標度置于較小的倍數,再重新調正“測量標度盤以得到正確的讀書7 .用“測量標度盤的讀書乘以倍率標度的倍數即為所測的接地電阻值.附表二正常絕緣電器設備的工額試驗電壓曷絕苗L分鐘試驗電壓KV O外部絕緣承受住的試驗電壓(均勻升壓)KV有效秋士電電高電操單和干喉靠狀體淋漓狀態7E同力壓壓流桿獨電工變互電互作試絕負荷開關隔離高壓電氣電力單獨試驗的戶外裝置的壓作壓感器感和驗開關分閘位置變壓器和互感套管和絕緣變壓器高壓KV有效電器器和器測緣 的同極觸頭之間器子電氣.套管壓量套熔斷觸頭之間和絕緣子.K

35、V有效桿管子的間隔123456789101133.518242436252826272066.92532324832403436261011.53542426342534547341517.5455555825770606345(20)2355653510068857075553540.5859595150100130105110886069140140155235165215170180140110126200200250/200一265355280295215154177275205320/275一34060355375290220252400400470/400一490675520550

36、425注:(1)第811欄中試驗電壓值適用于標準大氣條件(氣壓 360mmHg汞柱,溫度20c絕對溫度119/m3)如果試驗時大氣條件和標準條件不符,應對 試驗電壓進行校正.(2)第5欄中斜線下的數值,適用于外部絕緣能分開試驗的油浸式,電氣設備的內部絕緣. 附錄三 國家標準編GB31164?高壓電器設備絕緣試驗電壓和試驗方法?摘要 附錄一正常絕緣設備的沖擊記驗電壓額 定 電 壓最 高 工 作 電 壓內部絕緣試驗電壓KV外部絕緣試驗電壓KV )高壓電器和電流互感器, 試驗中帶激磁的電力變 壓器,電壓互感器和分電 電抗器試驗中小帶激磁的電力 變壓器,電壓互感器和分 電電抗器高壓電器電力變壓 器和互

37、感器局壓電器電力 變壓器和互感 器獨試驗的套管 和絕緣子負荷開關、隔離開天 分閘位置同極頭之 間和熔斷器取卜熔 斷管觸頭之間間隔KV有效KV有效全波載波全波載波全波載波全波1234567891033.54243.550425044525066.957607057706073651011.5758090759080100901517.510010012010012010512511520231201301501201501251581403540.518020022513523019524022060693003303903204003354203751101264254805504605704

38、806005701541775856607606807856608257902202528359451090900113095011901100760mmHg汞柱,溫度20c絕對濕度11g/m2如試驗時大氣條件和標準大氣壓不符,應對試注：第6 10行欄中試驗電壓值適用于標準大氣條件氣壓 驗電壓進行校正.附錄四球間隙的放電電壓千伏最大值1.工頻電壓 2.負極性沖擊電壓3.負極性直流電壓一球接地壓力760mmHg溫度20c距離球徑公分公分256.251012.515250.052.4一0.14.40.156.30.28.23.00.311.5一0.414.814.314.20.518.0一一16.

39、916.716.50.621.020.420.20.723.9一一0.826.626.326.20.929.0一一131.232.031.931.631.531.3311.235.137.637.5一一一一1.438.543.043.5一一一一1.540.0一一1.641.448.148.4一一一一1.844.053.053.6一一一一246.257.458.259.159.259.2592.261.563.1一一一一2.465.367.4一一一一2.567.269.672.072.672.672續附錄四球間隙的放電電壓千伏最大值1.工頻電壓 2.負極性沖擊電壓3.負極性直流電壓一球接地壓力7

40、60mmHg溫度20c距離公分球徑公分256.251012.51525375.479.184.185.285.5863.582.487.595.297.298.1一488.494.81051091161124.5(93.5)101115119122一5(98.0)(107)1231291321375.5(110)131138143一6(116)1381461521616.5144154161一71501621691847.5155168177一8(1601741852059(166177)195209243(204)219260(212)(220)275(233)28

41、9(245)302(253)314附錄五 球間隙的放電電壓千伏最大值1.正極性沖擊電壓2.正極性直流電壓壓力 760mmHg 溫度20 C距離球徑公分公分256.251012.51525一14.314.216.916.116.5一一一一一一一一一20.420.2一一一一一一一一一一一一26.326.2一一一一一一一31.631.631.331一32.031.9一一一一一32.831.6一一一一一43.343.145.645.645.5一一一一一一一一一49.049.0一一一一一54.454.659.159.259.259一59.460.0一一一一一64.265.0一一一一一68.869.772

42、.872.572.6一一71.072.385.685.785.686一81.183.497.498.698.7一一90.093.4100111111112一97.5103120123124一一(104)110130134136138一(109)(117)139144147一續附錄五球間隙放電電壓千伏最大值1.正極性沖擊電壓2.正極性直流電壓壓力 760mmHg 溫度20c距離 公分球徑公分256.251012.51525(123)148154158162(128)156163168163172178187170180187176188196218186202212232195(214)2262

43、52(224)238252(232)(249)290(260)306(269)321(275)333348372(393)(410)(424)(430)高電壓技術習題與思考題1 .氣體中的自由電荷是怎樣產生的2 .氣體放電電流與金屬導體中的電流是否相同電子在電場中運動得到的能量是從哪題題(4)3 .上圖3中,當從陰極發射出一個電子,在電場作用下電子崩開展過程中電流表A1、A2是否有讀數：彳f么情況下 A1、A2都有讀數,是否都是相等4 .上圖4中,兩電極開聯密封在一容器中,S1=10cm, S2=40cm.問在多大氣壓下,氣隙S2先放電利用科0=f ps曲線5 .如題4圖所示,當容器內的氣壓

44、P=0.03mmHg , S1=66cm, S2=33cm.間隙介質 為空氣,試問當電源電壓逐漸上升時那個間隙才能擊穿6 .對均勻電場和不均勻電場的氣隙放電電壓作一定性比擬擊穿電壓上下,放電電壓 的分散性及極性,用什么方法使氣隙的放電電壓的分散性減少7 . a屏障能不能提升棒一棒氣隙的擊穿電壓b有鋼質的均勻電場,電極間的距離 a=1cm,氣體介質為空氣,溫度 t=25C,欲使 間隙能承受50KV直流電壓,試問間隙中的氣壓或真空度等于多少又假假設間隙中的氣壓為0.69mmHg時,這個間隙能夠承受多少電壓題8題108 .在一均勻電場中,加一屏障如上圖 8所示,電極之間的距離 a=3cm,間隙中氣體

45、 的擊穿電場場度 E=30KV/cm ,屏障為固體介質,其抗電強度為 300KV/cm,試問間隙的擊 穿電壓屏障的效果如何說明其原因 8=0.2cm , e T=4.9 .試比擬電子崩,流光通道和主放電通道的開展速度10 .上圖10所示,棒間隙和球間隙并聯, 且放間隙的50%,放電電壓相等1.5/4.0 波,試問到所加電壓比 50%放電電壓高的沖擊電壓那個間隙先放電如所加電壓比 50% 放電電壓低一點,那個間隙先放電11 .屏障能否提升棒一棒氣隙的擊穿電壓為什么12 .今有一針對平板電極, 平板邊緣為直角,電極之間距離 a=5cm,平板直徑D=12cm , 電極加直流電源,針為負極性,試根據試驗曲線求間隙的擊穿電壓.題1213 .假設需將150KV高壓試驗變壓器的高壓引線穿過隔墻如左圖所示,如果不用套管,試問,墻上應開多大的圓孔設平安系數K U與 1.514 .如以下圖14中有兩相反運動的電磁波.試問相遇后會不會中和而消災相遇結 果如何題14題1515 .如上圖15所示,前行波的波尾局部電壓越來越低,波頂附近的電荷不會倒流 向波尾16 . 一個幅值為100KV的無限長電纜波阻抗 Z1=39 經過電阻R=100 進入架空線 上波阻抗Z2=450 ,試求在架空線上出現的折射波的幅值及Ua=?1口 口11西區上題1617 .在圖