1、5.2 5.2 直流高電壓試驗直流高電壓試驗5.2.1 直流高電壓的產生5.2.2 直流工頻高電壓的測量5.2.3 絕緣的直流耐壓試驗返回返回5.2.1直流高電壓的產生 一些高壓試驗設備，如沖擊電壓發生器和沖擊電壓電流發生器，需要直流高壓作電源。直流高電壓在其他科技領域也有廠泛的應用，其中包括靜電噴漆、靜電紡織、靜電除塵、X射線發生器、等離子體加速以及原子核物理研究中都使用直流高壓作為電源。為了獲得直流高電壓，最常用的就是變壓器和整流裝置的組合，另外還有通過靜電方式產生直流高壓。 1. 半波整流回路 應用最廣泛的產生直流高壓的方法是將交流電壓通過整流元件整流而獲得。常用的整流設備如圖5-14所

2、示的半波整流電路（a）及其輸出波形（b）。（a）（b）圖5-14半波整流電路(a)及輸出電壓波形圖(b) 整流回路的基本技術參數有三個，即輸出的額定直流電壓（算術平均值）Ud,相應的額定直流電流（平均值）Id以及電壓脈動系數S(紋波系數)。（1）額定平均輸出電壓Ud2minmaxUUUd（2）額定平均輸出電流IdLddRUI（3）電壓脈動系數SdUUS2minmaxUUU式中 表示電壓脈動幅度。2. 倍壓整流回路 采用倍壓整流回路可獲得等于(23)m的直流電壓。如圖5-15所示，這種電路實際上可看作兩個半波電路的疊加，因而它的參數計算可參照半波電路的計算原則進行。圖5-15電源變壓器兩端對地絕

3、緣的倍壓電路3. 串級直流發生器 利用圖5-17(a)的倍壓整流電路作為基本單元，多級串聯起來即可組成一臺串級直流高壓發生器，如圖5-17(b)所示。圖5-17（a）基本倍壓整流電路 圖5-17(b)兩極串級直流高壓發生器接線圖返回返回5.2.2 直流工頻高電壓的測量 高壓高組法 高阻可作為放大器或分壓器來使用。采用平均值型指示儀表對紋波小的直流電壓進行測量時，由于雜散電容的影響可以忽略，所以不需要對測量高阻進行屏蔽；當對紋波較高的直流電壓的最大值進行測量時，由于雜散電容的影響，會造成測量誤差，可將高阻進行屏蔽或采用阻容分壓器。2. 旋轉電位計 電極在電場中旋轉，由于電極間電容的變化，形成充放

4、電電荷，通過測量充放電電荷的大小，從而求得直流電壓的最大值和平均值的一種裝置。旋轉電位計的測量精度高， 不確定度在 1以內。其結構如圖5-18所示。圖5-18 旋轉電位計3. 靜電電壓表 與交流電壓的測量原理一樣，可測量直流電壓的平均值。但是，在工作原理上，它表示的是直流電壓瞬時值平方的平均值，因此，在紋波較大的情況下，測量值就不是直流電壓的平均值，這一點必須加以注意。4. 標準棒一棒間隙 用球間隙測量直流電壓時，會出現下述所提到的放電電壓的波動，因此，IEC規定中，推薦使用圖5-19所示結構的棒一棒間隙。圖5-19直流電壓測量用棒間隙5. 標準球間隙 測量裝置以及測量方法與測量交流電壓時一樣

5、。但大氣中的灰塵或纖維等會引起放電電壓的變化，就是說長時間加壓時，放電電壓可能會變得特別低。因此，在測量直流時，推薦采用前面所述的棒一棒間隙。用球隙測量直流電壓時，應在間隙的軸垂直方向維持穩定的氣流，氣流最低為3m/s。6. 紋波電壓的測量 如圖5-20所示，在電容與電阻的串聯回路上施加含有紋波電壓分量Ur的直流電壓。當紋波電壓的頻率f 時，電阻R兩端的電壓為：)21/(2fCRjfCRVjVr如果 ，則U Ur，可得到紋波電壓。 12fCR圖5-20 紋波電壓測量返回返回5.2.3 絕緣的直流耐壓試驗 直流高壓能反映設備受潮、劣化和局部缺陷等多方面的問題。它和交流耐壓試驗相比主要有以下一些特點：（1）試驗設備可以做得比較輕巧，適合于現場預防性試驗的要求。（2）在試驗時可以同時測量泄漏電流。（3）直流耐壓試驗比之交流耐壓試驗更能發現電機端部的絕緣缺陷。（4）在直流高壓下，局部放電較弱。（本節完）小 結獲得直流高電壓的方法有半波整