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高电压技术辅导资料八
主 题：课件第四章 电气设备绝缘试验（第二节（1）） 学习时间：2014年5月19日－5月25日 内 容：
我们这周主要学习第四章第二.1节、第二.2节“工频交流耐压试验”、“直流高压试验”的相关内容。希望通过下面的内容能使同学们加深对绝缘高电压试验的理解。
第四章 电气设备绝缘试验 第二节 绝缘的高电压试验 1．工频交流耐压试验
工频交流耐压试验是用来检验绝缘在工频交流电压下的性能，在有些场合也用来等效地检验绝缘对操作过电压和雷电过电压的耐受能力。在220KV及以下可以用工频交流耐压试验等效测量，在220KV以上则必须用冲击耐压试验。工频交流耐压试验需要提供一个在工频50Hz下比工作电压高出很多的试验电压，通常由高压试验变压器提供。
（1）高压试验变压器的特点
1)变比大，绝缘裕度小。对于10KV系统里的电气设备做工频交流耐压试验电压要加到42KV，对于220KV系统可以施加两类，一类是395KV，一类是460KV。试验电压都比工作电压高很多，所以变比都很大。而由于高压试验变压器是作试验用的，不是实际工作，不用承受过电压的作用，所以绝缘裕度不用大。
2）容量不大。高压试验变压器用来提供高压，流过试品都是容性电流。容性电流不大，变压器的容量也不用很大。下面是电流、容量的计算公式。
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I?2?fCU?10?3(A)P?2?fCU?10(kVA)3）油箱本体不高，套管又长又大。
4）运行时间不长，不需要复杂的冷却系统。
5）漏抗大，短路电流小。这样对绕组的机械强度要求不会很高。 （2）试验变压器串级装置
2?3
试验变压器的接线与结构示意图
（a）单套管 （b）双套管
（1—低压绕组 2—高压绕组 3—铁心 4—油箱 5—套管 6—屏蔽极 7—绝缘支柱）
按照高压套管的数量，可将试验受压器分为两种类型，一种是单套管式，其高压绕组的一端接地，另一端输出额定全电压U，如图(a)所示，这时它的高压绕组和套管对铁心、油箱的绝缘均应按耐受全电压U的要求来设计；另一种是双套管式，其高压绕组的中点与铁心、油箱相连，两端各经一只套管引出。也是一端接地，另一端输出全电压U。但应该注意的是，这时由于铁心和油箱均带上U/2的电压、所以油箱不能放在地上，而必须按一半全电压对地绝缘起来，如图(b)所示，后一种做法的好处是用两只额定电压只有于的套管来代替一只额定电压为U的套管，用油箱外部的绝缘支往来减轻变压器内绝缘的设计要求（绝缘
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水平亦降至于U/2）。
单套管试验变压器的额定电压一般不超过250-300kV，而双套管试验变压器的最高额定电压已达750kV。当所需的工频试验电压很高(例如超过750kv)时，再采用单台试验变压器来产生就不恰当了，因为变压器的体积和重量近似地与其额定电压的三次方成比例，而共绝缘难度和制造价格甚至增加得更多。所以在U≥1000kv时，几乎没有例外地一定采用若干台试验变压器组成串级装置来满足要求，这在技术上和经济上都更加合理。数台试验变压器串级联接的办法就是将它们的高压绕组串联起来、使它们的高压侧电压叠加后得到很高的输出电压，而每台变压器的绝缘要求和结构可大大简化，减轻绝缘难度，降低总价格。
串级装置的容量利用率为最后施加在试品上的容量与电源提供的总容量之比。
T3的容量为：
P3?U4I4?U2I2
T2的容量为：
P2?U3I3?U2I2?U4I4?2U2I2?2P3
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T1的容量为：
P1?U1I1?U2I2?U3I3?U2I2?2U2I2?3P3
容量利用率：
??W出W总?3P33P?3?50%
P1?P2?P36P3n级串联装置的容量利用率：
η=2/（n+1）
串级级数越多，容量利用率越低，所以一般不采用超过3级的方案。 （3）工频高压试验的基本接线
AV-调压器 PV1-低压侧电压表 T-工频高压装置 R1-变压器保护电阻 TO-被试品 R2-测量球隙保护电阻 PV2-高压静电电压表 F-测量球隙 Lf-Cf-谐波滤波器
1）调压方式
自耦调压器：输出波形好、体积小、价格便宜，适于小容量工频试验变压器的调压。
移圈式调压器： 容量大、波形有一定畸变，适于应用在对波形要求不严格，且工频试验变压器容量较大的场合。
电动机－发电机组调压： 能得到很好的正弦波形并能均匀调压，设备昂贵、保养维修费用高，用于对试验要求很严格的大型试验基地。
2）“容升”现象
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工频交流耐压试验，试验变压器的负荷为容性。因此在进行工频交流耐压试验时，应直接测量被试品两端电压。
（4）解决试验设备容量不足的办法
对电缆、电容器等电容量较大的试品，为避免试验回路显著的“容升现象”或谐振以及试验波形严重畸变，需要补偿试品需要的超前无功功率。
对大容量试品进行交流耐压试验，当试验设备容量不足时，也可采用补偿超前无功功率来满足试验条件。我们可以通过并联电感补偿超前无功和串连谐振法工频试验来进行试验。
并联电感补偿超前无功 串连谐振： 当 ?L?串连谐振法工频试验 1，电路发生串连谐振。此时电源输出无功功率为零，只需提供有?CU2功功率P?。
R设品质因数为 Q?1R?C??LR，
U21??PQ。 则被试品上电压为 UC?UQ，被试品功率为 QC?RR?C第5页 共10页
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