11讲绝缘的破坏性试验(二).ppt

高电压技术 高电压工程系 戴玲 dailing@mail.hust.edu.cn 5 绝缘的耐压试验—破坏性试验 交流（工频）耐压 直流耐压 雷电冲击耐压 操作冲击耐压 5.1.1 工频电压的获得一 高压实验变压器二 串级试验变压器 5.1.3 工频谐振耐压试验 工频谐振耐压试验的优点 减少电源容量（包括变压器、调压器等） 试品击穿时的故障电流减小 电源中的谐波成分大大减少 工频试验变压器 U＝500kV I＝1A 5.2 直流高压实验 特点： 试验设备轻便，容量小 可同时测量泄漏电流。 局放小，对绝缘的损伤小。 不如交流耐压实验更接近真实工况。 5.2.1 直流高压的获得 一 半波整流和全波整流 一 半波整流和全波整流 二 倍压整流回路 (a) 两倍电压 （b)两倍电压 倍压整流回路 三 串级直流高压装置 空载时，各点电压为： 串级直流高压装置 串级直流高压装置的参数计算 平均电压： 减少串级直流高压装置的脉动的方法 1 合理选择级数n 串级直流高压发生装置 5极 U＝1000kV I为mA量级 5.2.2 直流耐压试验的基本接线 5.3 冲击高压试验 5.3.1 冲击电压波形的定义 5.3.1 冲击电压波形的定义 由双指数波叠加而成： 5.3.2 单级冲击电压发生器 一、 单级冲击电压发生器的原理（1） 在波头时间范围内， 可将电压波形表示为： 一、 单级冲击电压发生器的原理（2） 在波尾时间范围内， 可将电压波形表示为： 单级冲击电压发生器的原理电路（1） 首先C1充电， 然后合上开关， C1经R1向C2充电，形成波头 同时C1和C2经过电阻R2放电， 形成波尾。 单级冲击电压发生器的原理电路（2） 实际的单级冲击电压发生器回路 调整调压器的输出可以改变电容C1的充电电压， 调整电阻R1和R2可以改变输出波形， 放电球隙G的放电电压根据C1的充电电压和输出电压的要 求进行调整。 由于受到高压硅堆和电容器额定电压的限制，同时也考虑 放电球隙的直径不宜过大，一般单级冲击电压发生器的最 高输出幅值不超过200～300kV 放电回路的计算 利用试品的等效电 容做波头电容C2 放电回路的计算 将(2)带入(1)计算，得 5.3.3 多级冲击电压发生器 一 多级冲击电压发生器的原理 并联充电、串联放电 * *  效率降低 2/(n+1),不超过3级 谐振时 品质因素 解决容量不够的问题 谐振时，Q1 并联谐振： 当输出电压满足要求，而试验变压器的容量不够时，还可以考虑并联谐振的方法 高压硅堆承受两倍的电源电压 电压脉动系数 （c） 三倍电压 带上负载后，三种倍压装置的输出电压会降低，并出现脉动 两级直流高压装置 脉动电压： 平均电压降落： 可见，脉动与电压降落与电源频率、级数、电容量、负载电流有关 脉动系数： 5% (1) (2) (3) 令 得 2 取C’＝2C Cn’的电压为其余电容器的一半，因而其高度可减小到一半。在相同的结构形式下，Cn’的电容量可为其他电容器的两倍，此时电压降落为： 对于超高压直流装置，采用高电压、大电容量的电容器和高频整流是有利的 与（2）式比较，减小 3 从上到下逐级增加电容，即Ck＝Ck’=kC 实际很少采用 T1：波头时间（波前时间） T2：波尾时间（波长时间、半峰值时间） 标准雷电冲击波：1.2?s±30％/50 ?s ±20％, 幅值误差： ±3％ 操作冲击波：一般推荐为非振荡形，250 ±30％ /2500 ±60％ ?s,幅值误差： ±3％ －波尾时间常数。 －波头时间常数， 通常 用直流电源向电容器充电的波形模拟， 时间常数为：T≈ 3.24R1C2 一般情况下，C1C2，所以波尾主要由C1放电的快慢决定 C2和R1－－波头电容和波头电阻， C1和R2－－波尾电容和波尾电阻。 高效回路 定义放电回路的电压利用系数η为： 对于(b) 低效回路 对于(a) 效率介于(a)和(c)之间 解以上方程，可得 K－－回路系数 ?1、 ? 2－－波尾时间常数和波头时间常数 （1） 令 可得理论波头时间 （2） 同理，可得波尾时间T2满足 则 *