工频高电压试验

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1、5.1工频高电压试验5.1.1工频高电压的产生5.1.2工频高电压的测量5.1.3绝缘的工频耐压试验返回高压试验变压器是高压试验室最基本的、不可缺少的主要设备之一，它被当作电源，并且是交流、直流和冲击电压试验设备的组成部分。高压试验室中的工频高电压通常采用高压试验变压器或其串级装置来产生，但对电容量较大的被试样，可采用串联谐振回路来获得工频高电压。5.1.1工频高电压的产生1.高压试验变压器高压试验变压器大多数为油浸式，有金属壳及绝缘壳两类。金属壳变玉器又可分为单套管和双套管两种。单套管变压器的高压绕组一端接地，另一端（高压端）经高压套管引出。双套管变压器高压绕组的中点通

2、常与外壳相连，这样每个套管所承受的只是额定电压Un的一半，因而可以减小套管的尺寸和重最。当高压绕组一端接地时，外壳应当按0.5Un对地绝缘起来。试验变压器一般作成单相的。高压绕组大多数作成多层绕组，层间绝缘由电缆纸和绝缘材料制成的圆筒组成。试验变压器与电力变压器相比主要特点：变比较大容量较小工作时间短试验变压器的容量由被测试样在最不利的试验条件下需要的电流来确定。在特殊情况下，例如对于长电缆的试验，变压器必需的容量：Ps=U2ωC式中U―试验电压，kV；C―试样电容，F；Ps―变压器容量，VA。变压器绕组方式：（1）圆盘形绕组如图5-1所示，输出电压在几十千伏以下时，绕组

3、由几个线圈串联组成。图5-1圆盘形绕组（2）圆筒形绕组结构如图5-2所示，低压绕组内侧与铁心相连，高压绕组同轴地套在低压绕组的外侧，内侧接地，外侧为高压输出。高压绕组的电压由内侧至外侧逐层升高，各层间采用与线圈同轴的绝缘筒进行绝缘，每层线圈的匝数也随电压的升高而减少，并且远离铁心部分。图5-2圆筒形绕组2.试验变压器串级装置由于受到体积和重量的限制，单个试验变压器的额定电压不可能做得太高。当所需工频电压很高往往采用串级线路把几台试验变压器串接起来。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

4、结构可大大简化，减轻绝缘难度，降低总价格。图5-3由单高压套管变压器元件组成的串级变压器示意图图5-3所示的串级方式称为自耦式串级变压器，这是目前最常用的串级方式。这里高一级的变压器的励磁电流由前面一级的变压器来供给。图中绕组1为低压绕组，2为高压绕组，3为供给下一级激磁用的串级激磁绕组。虽然这时三台变压器的初级电压相同(U1=U3)，次级电压也相同（均为U2），但它们的容量和高压绕组结构都不同，因此不能互换位置。设该装置T3容量为：P3=U2I2=U1I1；T2的容量：P2=U1I1=U2I2+U3I3=2U2I2；T1的容量为：P1=3U2I2所以当串联级数为3，则整

5、套串级装置的制作容量为:P=P1+P2+P3=6U2I2(5-1)串级装置的输出额定容量为Pn=3U2I2(5-2)因而装置的容量利用率为=Pn/P=1/2(5-3)同理推出n级串联装置的容量利用率为(5-4)显然，串接台数越多，装置利用系数越低，且随着串接数的增加，整套串接试验变压器的总漏抗值急剧增加，因此串级试验变压器的串接数一般不超过3，这是串级装置的固有缺点。式中：n—串级装置的级数。3.试验变压器的调压试验变压器的电压必须从零调节到指定值，这是其运行方式的特点,要靠连到变压器初级绕组电路中的调压器来进行。调压器应该满足以下基本要求：(1)电压应该平滑地调节，在有

6、滑动触头的调压器中，不应该发生火花。(2)调压器应在试验变压器的输入端提供从零到额定值的电压，电压具有正弦波形且没有畸变。(3)调压器的容量应不小于试验变压器的容量。调节电压最好的设备是电动发电机组，它由安装在一个轴上的三相同步发电机和直流或交流电动机组成，电压的调节用改变发电机的励磁来实现。更简单和便宜的调压设备是感应调压器，它们有的做成带移动式绕组的变压器或自耦变压器形式，有的做成制动的带转子绕组的异步电动机形式（电位调整器）。感应调压器的特点是调压平稳，并且没有滑动触头。采用了各种消除高次谐波的方法，例如在制动电机的定子和转子上安置“斜”槽，以保证被调节的电压具有接

7、近正弦的波形。目前，已生产出了多种不同容量的感应调压器；但一般广泛采用试验室类型自耦调压器来进行小容量试验设备的调压。4.串联谐振电路交流高压可以通过由马达带动的发电机或电池供电的振荡器产生，但是最常用的试验装置是由110V或240V、50/60Hz的电源供电。固定的电源电压供给一台可调节的调压器，调压器再把调节了的电压供给单级升压变压器的原边。由于原边电源电压和变压器励磁电流中的谐波可能激发不同频率的固有振荡，从而导致变压器付边电压波形的严重畸变和增高。但是，若有意而又有效地利用谐振效应来产生交流试验高压，此高压不含有不需要