高電壓技術—穩(wěn)態(tài)高壓試驗設備及測量了解原子的結(jié)構(gòu)及電離的概念學習目標了解交流高壓試驗設備（串聯(lián)諧振試驗裝置）的原理及意義會根據(jù)被試品計算與選擇試驗變壓器的容量一般了解串級試驗變壓器的原理了解調(diào)壓器的類型及其特點了解交流高壓試驗設備（試驗變壓器）的作用與特點了解交流高電壓的測量設備與方法了解原子的結(jié)構(gòu)及電離的概念學習目標了解直流高壓試驗設備（直流高壓發(fā)生器）的原理了解直流高電壓的測量設備與方法高壓試驗設備及高壓的測量產(chǎn)生交流、直流、沖擊等各種高電壓的試驗設備，用來模擬電氣設備在運行中可能受到的各種作用電壓，以考驗絕緣耐受這些高電壓作用的能力。01交流高壓試驗設備交流高壓試驗設備一、高壓試驗變壓器1、特點1多為單相式，電壓高2絕緣裕度小3短時工作，無復雜冷卻系統(tǒng)4漏抗較大5容量小6被試品多為容性交流高壓試驗設備一、高壓試驗變壓器交流高壓試驗設備一、高壓試驗變壓器交流高壓試驗設備一、高壓試驗變壓器VaxEFAX交流高壓試驗設備一、高壓試驗變壓器2、試變?nèi)萘康倪x擇與計算

交流高壓試驗設備一、高壓試驗變壓器2、試變?nèi)萘康倪x擇與計算

通常試驗變壓器高壓側(cè)額定電流在0.1～1A范圍內(nèi)交流高壓試驗設備一、高壓試驗變壓器3、串級試驗變壓器一般單臺試變不超750kV，但將2～3臺試變串接可獲得更高輸出電壓交流高壓試驗設備二、串聯(lián)諧振試驗裝置調(diào)節(jié)電感使回路發(fā)生諧振交流高壓試驗設備二、串聯(lián)諧振試驗裝置調(diào)節(jié)電感使回路發(fā)生諧振結(jié)論試變?nèi)萘坷碚撋蟽H需被試品容量的當試驗電壓較高或電容值較大，可采用串聯(lián)諧振試驗裝置適用范圍交流高壓試驗設備二、串聯(lián)諧振試驗裝置調(diào)節(jié)電感使回路發(fā)生諧振交流高壓試驗設備三、串聯(lián)諧振耐壓試驗優(yōu)點1234輸出電壓高。可在試品上獲得數(shù)十倍于試驗變壓器輸出電壓。大大降低了試驗變壓器的容量。諧振時，試驗變壓器輸出的功率為P=UI，被試品的無功功率為QC=UCI=QUI，故試驗設備的容量僅需被試品容量的1/Q。輸出電壓Uc波形好。諧振時，電路形成了一個良好的濾波電路。使用相對安全。被試品擊穿時，失去諧振條件，高壓電路和低壓電源回路的電流反而減小，故絕緣擊穿處的電弧不會將故障點擴大。02直流高壓試驗設備直流高壓試驗設備串級倍壓整流半波整流直流高電壓由交流高電壓經(jīng)整流變換而來，獲得的最高直流電壓為工頻試變輸出交流電壓峰值03穩(wěn)態(tài)高壓的測量穩(wěn)態(tài)高壓的測量一、球隙原理：由一對直徑相同金屬球構(gòu)成的。球隙為稍不均勻電場，外界條件不變時，球間隙在大氣中的擊穿電壓取決于球隙距離測量時取連續(xù)三次放電電壓的平均值，相鄰兩次放電的間隔時間不得小于1分鐘測量時應校正大氣條件穩(wěn)態(tài)高壓的測量一、球隙交流高電壓峰值或有效值的測量誤差不大于士3%直流電壓平均值測量誤差不大于土3%穩(wěn)態(tài)高壓的測量二、靜電電壓表穩(wěn)態(tài)高壓的測量二、靜電電壓表原理：由兩個平行平板電極構(gòu)成（一個固定，另一個可動）。施加穩(wěn)態(tài)電壓時，兩電極分別帶上異性電荷，由于靜電力的作用，可動電極發(fā)生轉(zhuǎn)動，用某種方式加外力于可動電極，使之與靜電力平衡。靜電力大小與電極上電荷多少有關，也就與電極間的電壓大小有關，因此測定了平衡力也就能知道電壓的大小。靜電電壓表可直接用來測量交流和直流高電壓。由于電極上所受的力和電壓的平方成正比，所以，靜電電壓表指示的是電壓的方均根值穩(wěn)態(tài)高壓的測量三、高壓分壓器穩(wěn)態(tài)高壓的測量三、高壓分壓器原理種類基本組成分出小部分電壓用測量儀器測量，再乘以分壓比得到待求高壓電阻分壓器電容分壓器阻容分壓器高壓臂低壓臂

穩(wěn)態(tài)高壓的測量四、交流峰值電壓表穩(wěn)態(tài)高壓的測量四、交流峰值電壓表適用范圍類型因交流電壓下絕緣的擊穿取決于電壓的峰值，所以有時需要測量高電壓的峰值。利用電容電流整流利用電容器上的整流充電電壓高電壓技術—沖擊高壓試驗設備及其測量了解原子的結(jié)構(gòu)及電離的概念學習目標一般了解沖擊高電壓的測量設備與方法一般了解沖擊高壓發(fā)生器的基本原理沖擊高壓試驗設備及其測量沖擊高壓試驗設備：主要指沖擊電壓發(fā)生器，一種產(chǎn)生脈沖波的高電壓發(fā)生裝置，能模擬產(chǎn)生電氣設備在運行中遭受的雷電沖擊電壓波和操作沖擊電壓波沖擊電壓是一種非周期性快速或較快速變化的脈沖電壓，要求測量儀器和測量系統(tǒng)具有良好瞬態(tài)響應特性沖擊電壓的測量包括峰值測量和波形記錄兩個方面。01沖擊電壓發(fā)生器沖擊電壓發(fā)生器一、雷電沖擊電壓的產(chǎn)生利用高壓電容器通過球隙對電阻電容回路放電來產(chǎn)生雷電沖擊電壓的。沖擊電壓發(fā)生器一、雷電沖擊電壓的產(chǎn)生(a)低效率回路

(b)高效率回路沖擊電壓發(fā)生器二、操作沖擊電壓的產(chǎn)生操作沖擊電壓的波前和半峰值時間比雷電沖擊電壓的長得多，要求發(fā)生器的放電時間常數(shù)比產(chǎn)生雷電沖擊電壓時長得多操作沖擊電壓還可以利用沖擊電壓發(fā)生器和變壓器聯(lián)合產(chǎn)生，即用一個小型的沖擊電壓發(fā)生器向變壓器低壓繞組放電，在變壓器高壓繞組感應出幅值很高的操作沖擊電壓波。沖擊電壓發(fā)生器二、操作沖擊電壓的產(chǎn)生

IEC推薦的一種操作波發(fā)生器02沖擊高壓的測量沖擊高壓的測量一、用球隙測量（1）由于在沖擊電壓作用下球隙的放電具有分散性，球隙測量時所確定的電壓應為球隙的50％放電電壓（2）球隙放電電壓表中的沖擊放電電壓值是標準雷電沖擊全波或長波尾沖擊電壓下球隙的50％放電電壓沖擊高壓的測量一、用球隙測量（3）在小間隙中為加速有效電子的出現(xiàn)，使放電電壓穩(wěn)定，凡所用球徑小于12.5cm，不論測量何種電壓，或使用任何球徑來測量峰值小于50kV的任何電壓時，都必須用短波光源照射球隙。（4）測量沖擊電壓時，與球隙串聯(lián)的保護電阻的作用是減小球隙擊穿時加在被試品上的截波電壓陡度，同時減小阻尼回路內(nèi)可能發(fā)生的振蕩。一般要求不超過500Ω。沖擊高壓的測量二、用分壓器測量系統(tǒng)測量1、測量系統(tǒng)的方波響應

沖擊測量系統(tǒng)的方波響應

(a)指數(shù)型;(b)衰減振蕩型

沖擊高壓的測量二、用分壓器測量系統(tǒng)測量2、沖擊分壓器a電阻分壓器b電容分壓器c串聯(lián)阻容分壓器d并聯(lián)阻容分壓器沖擊高壓的測量二、用分壓器測量系統(tǒng)測量3、測量沖擊電壓用的示波器和峰值電壓表沖擊電壓是變化速度很快的脈沖電壓，要把這樣的信號在示波管的熒光屏上清楚地顯示出來，用普通的示波器是做不到的，因為其電子射線的能量不夠。高壓示波器的加速電壓可達20～40kV（熱陰極管）及20～100kV（冷陰極管），適合于記錄這種快速變化的一次過程。