高电压实验指导书

高电压实验指导书华南理工大学电力实验中心高电压实验室实验规程为了保障人身及设备的安全，凡进入高电压实验室进行试验的人员，必须仔细学习本规程，在实验过程中严格遵守操作规程，以确保设备及人身安全。1、在做实验前必须先预习并掌握实验指导书中的内容，熟悉设备及线路连接及实验方法和操作步骤，未熟悉本规则及各项设备操作程序者不得进行实验。2、实验前先检查实验设备的连接线以及接地系统是否良好，电气开关的性能是否正常。实验时要认真做好安全防护工作，要求学生必须穿绝缘良好的胶鞋。3、做实验必须有两人以上，要严格执行监护制度，任何人在无监护人时不得进行高压试验工作，监护人发现有不熟悉或违反操作顺序时，有权停止其试验工作。4、在合电源以前，应先仔细检查线路是否正确，接地是否可靠，各不同电位部分之间的安全距离是否足够，然后再请指导教师检查。在未经指导老师许可以前，不能私自接通电源。5、接线经指导教师检查无误后，撤除高压部件（变压器、电容器、电缆等）上的接地线，人员撤出安全围栏关门后，方可接通电源。6、实验设备接通电源后（警示红灯亮时），严禁一切人员进入围栏内的高电压试验区域，不得向遮栏内探头或伸手，以保证人身的安全。7、试验完毕后，必须将全部高压设备用接地棒放电并接电，尤其是做电容器和电缆的试验后，务必仔细放电才能拆除接线。8、在实验中如发生事故或异常现象时，应立即切断电源，检查线路和设备，当发生不幸的人身事故时，应立即采取措施进行急救。9、华南理工大学电力实验中心2012-9-28实验一、电缆绝缘电阻和吸收比的测量一、实验目的1．了解测试绝缘电阻和吸收比的意义。2．掌握测试绝缘电阻和吸收比的设备使用和测试方法。3．根据试验结果分析电缆绝缘的质量状况。二、实验内容及和基本原理绝缘电阻和吸收比的测量是一项最常用、最简便的试验。测量绝缘电阻和吸收比通常使用兆欧表（即摇表）进行，1000伏以上的电气设备应用2500伏摇表。一般为了检查高压试验中暴露的绝缘缺陷，在耐压试验前后，都需测量绝缘电阻，测量时为了避免被试品的电容较大，在摇测时应注意电容电流对摇表的反充电，故摇表摇的转速应均匀。电气设备的绝缘电阻，一般规定以加压60秒钟后的数值作为被试验设备的绝缘电阻值。当被试绝缘中存在着贯穿的集中性缺陷时，反映电导电流的绝缘电阻往往明显下降，于是用兆欧表测量绝缘电阻时，便可以很好的发现，而对于容量较大的被试品，如电机、变压器等到，一般利用测量加压后60秒的绝缘电阻值R60″和加压后15秒的绝缘电阻R15″，并且利用测量R60″/R15″（称为吸收比）来了解电气设备的绝缘情况，由于吸收比K值与电气设备绝缘的尺寸没有关系，更有利于反映绝缘的状况。当被试绝缘受潮或内部有集中的导电通道时，其电导电流的增长很快、吸收电流迅速衰减，使加压60秒时的电流基本上等于15秒时的电流，故吸收比K约等于1，因此，可利用测绝缘的吸收比K值的变化，有助于判断绝缘的状况。电气设备的绝缘电阻值，一般不作具体规定，而是将测试的数据和以前的试验数据相比较，和同类型的设备相比较，以及相与相之间比较，根据比较的结果来判断绝缘状况。三、实验设备手摇式兆欧表（2500kV）四、实验方法1．实验接线图如右图：2.使用兆欧表时先作一次开路和短路试验，检查兆欧表是否正常。接好被试品，摇动兆欧表均匀加速，到达规定转速（通常为120转/分）时，保持转速恒定，分别记下第15秒和60秒时的读数。3.测量的试品为三芯电缆，应每一相对另外两相分别进行测量，再交替进行测量。如：测A相时，A接“线路”端子，B相和C相一起接在“地”端子。测B相时，B接“线路”端子，A相和C相一起接在“地”端子。测C相时，C接“线路”端子，A相和B相一起接在“地”端子。五、注意事项：1.作绝缘电阻和吸收比试验时，兆欧表的两根引出线不能相互接触，线路端的引线不能放在地上，测量时兆欧表的转速必须保持额定转速。2.对电容较大的电缆试品，在试验快结束时候，应设法在摇表仍处于额定转速时断开L或者E引线，以免摇表停止转动时，试品向摇表放电而冲击指针，造成摇表指针的损坏。六、报告内容1.电力电缆吸收比测量数据电缆相别绝缘电阻A相B相C相R15″（MΩ）R60″（MΩ）K=R60″/R15″2.分析和讨论实验结果，判断电缆的绝缘状况。七、思考题：1．测量绝缘电阻能发现绝缘的哪些缺陷？2．影响绝缘电阻测量结果的因素有哪些？实验二、不均匀电场气体间隙的工频放电一、实验目的1．了解不均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系。2．观察不均匀电场气体间隙放电、击穿现象。3．分析在不均匀电场下，电极极性对空气间隙击穿电压的影响。4．掌握击穿电压的换算。二、实验内容与要求1．测量尖—板电极不同电极距离的工频击穿电压；2．作出标准条件下气体间隙击穿电压和电极距离的实验曲线。三、实验装置线图原理框图1.实验装置ACS-2010工频控制系统，电压范围：0-400kV2.原理框图K1、K2——交流接触器AT——调压器T——实验变压器(升压器)R——电阻V——静电电压表G——放电间隙四、实验步骤1．接好被试品和静电电压表；2．调节好被试品间隙距离；3．在电脑操作界面上设置电压参数(最高85KV)；4．合上开关柜的刀闸开关；5．用鼠标点击操作界面上的“前级合”，再点击“自动升压”，控制电压逐渐升高，直至间隙击穿，控制系统会自动跳闸并自动降压回零。6．记录击穿电压值和间隙距离值，每点做三次取平均值；7．断开开关柜的刀闸开关，挂接短路保护线；8．重新调节被试品间隙距离；RVATK1TK2G控制台电源9．重复2．4．6．7．项操作，测出不同间隙距离下的放电电压。五．实验注意事项1．间隙击穿后，如工频高压系统不能自动跳闸，应立即按“紧急跳闸”按钮，以免长时间电弧短路而烧坏设备。2．注意记录实验时的环境温度和压力，用来做换算用。六、实验报告要求1．记录不同电极距离的尖—板放电击穿电压实验值；2．把不同电极距离的尖—板放电击穿电压实验值实验换算成标准条件下的击穿电压值（换算时湿度修正指数取w＝0，空气密度校正指数取m＝n＝1），写出换算过程；3．将实验数据填入下表中；4．作出标准条件下尖—板间隙击穿电压和电极距离的实验曲线；5．思考题:根据课本理论知识，分析实验数据和曲线的正确性。表1尖—板电极工频击穿实验数据电极距离(cm)1214161820击穿电压实验值Ub(kv)123123123123123标准条件击穿电压值U0(kv)平均击穿场强Em(kv/cm)实验环境温度：大气压力：实验三、均匀电场气体间隙工频放电一、实验目的1．了解均匀电场气体间隙放电电压和电极距离的关系。2．观察均匀电场气体间隙放电、击穿现象。3．分析在均匀电场下，电极极性对空气间隙击穿电压的影响。4．掌握击穿电压的换算。二、实验内容与要求1．测量球—球电极不同电极距离的工频击穿电压；2．作出标准条件下气体间隙击穿电压和电极距离的实验曲线。三、实验原理及装置接线图1.实验装置ACS-2010工频控制系统，电压范围：0-400kV2.原理框图K1、K2——交流接触器AT——调压器T——实验变压器(升压器)R——电阻V——静电电压表G——放电球体四、实验步骤1．接好被试品和静电电压表；2．调节好被试品间隙距离；3．在电脑操作界面上设置电压参数(最高50KV)；4．合上开关柜的刀闸开关；5．用鼠标点击操作界面上的“前级合”，再点击“自动升压”，控制电压逐渐升高，直至间隙击穿，控制系统会自动跳闸并自动降压回零；6．记录击穿电压值和间隙距离值，每点做三次取平均值；7．断开开关柜的刀闸开关；挂接短路保护线；8．重新调节被试品间隙距离；9．重复2．4．6．7．项操作，测出不同间隙距离下的放电电压。RVATK1TK2G控制台电源五．实验注意事项1．间隙击穿后，如工频高压系统不能自动跳闸，应立即按“紧急跳闸”按钮，以免长时间电弧短路而烧坏设备。2．注意记录实验时的环境温度和压力，用来做换算用。六、实验报告要求1．记录不同电极距离的球—球放电击穿电压实验值；2．把不同电极距离的球—球放电击穿电压实验值实验换算成标准条件下的击穿电压值（换算时湿度修正指数取w＝0，空气密度校正指数取m＝n＝1），写出换算过程；3．将实验数据填入下表中；4．作出标准条件下球—球间隙击穿电压和电极距离的实验曲线；5．思考题:根据课本理论知识，分析实验数据和曲线的正确性。表1球—球电极工频击穿实验电极距离(cm)22.533.54击穿电压实验值Ub(kv)123123123123123标准条件击穿电压值U0(kv)平均击穿场强Em(kv/cm)注：实验环境温度：大气压力：实验四、冲击电压放电实验一、实验目的1．了解冲击电压发生器的结构、产生冲击电压的原理和操作方法；2．了解标准冲击波形和参数调整。3．了解用分压器与示波器测量冲击电压的方法。二、实验内容及要求：1.测量冲击电压波形，了解用分压器与示波器测量冲击电压的方法。2.标准冲击波形和参数调整方法。三、实验装置及接线图：冲击电压发生器接线原理图如下图：冲击电压发生器原理接线图图中：T：高压试验变压器D：高压硅堆C：主电容Rb：充电回路保护电阻R：充电电阻g0：点火球隙g1~g3：中间球隙g4：隔离球隙Rg：阻尼电阻Rt：波尾电阻Rf：波头电阻Cf：包括负荷电容和电容分压器的电容T.O：试品四、实验步骤及方法：1.检查冲击电压发生器的接线。2.检查接地棒是否接地良好，调压器是否在零位。示波器测量回路接线是否正确。3.将球隙g0调节至适当位置（约2cm），g1－g3中间间隙适当加大。4.将接地棒从冲击电压发生器的电容器上取下，作升压准备。5.开启数字示波器电源，根据分压器分压后的电压幅值和被侧冲击电压波形的时长参数调节示波器相应的测量参数。6.旋转合闸开关钥匙接通总电源，用鼠标点击操作界面上的“接地打开”按钮，再点击“启动”按钮和“开设试验”按钮，装置开始缓慢均匀升压，到冲击电压发生器的每级电压接近预定的充电电压时，停止升压，这时每级电压会缓慢升到预定的充电电压值，此时启动点火装置，使冲击电压发生器动作，同时可在示波器上观察冲击电压波形。7.观察示波器上显示的冲击电压波形，记录波形。8.试验完毕，切断电源，用接地棒将冲击电压发生器的充电电容放电，并将接地棒挂在电容器高压端。五、数据处理与分析1、通过示波器测量冲击电压的幅值。2．对试验结果进行分析。六、注意事项：1．测量之前要进行2－3次的预放电。2．每次测试完毕切断电源，将接地棒挂在充电电容器的高压端。七、思考题：1．冲击高压是如何产生的？2．调整波头、波尾电阻的目的是什么？