高電壓試驗(yàn)技術(shù)內(nèi)容
一、名詞解釋 
兆歐表 ：手搖直流發(fā)電機(jī)，用于測量絕緣電阻與吸收比，俗稱搖表 分壓比 :每一個(gè)分壓器均由高壓臂(Z1)和低壓臂(Z2)組成，在低壓臂上得到的就是分給測量儀器的低電壓u2，總電壓u1與u2之比稱為分壓比（K）  
二、填空題（1分/每小題，共30分） 
1） 常用的調(diào)壓設(shè)備有（自耦調(diào)壓器）、（ 電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)組 ） 、（移圈式調(diào)壓器）。 2） 靜電電壓表可分為（**式靜電電壓表）和（非**式靜電電壓表 ）。 3） 5級自耦式串級變壓器裝置的利用效率為（  1/(n+1)          ）。 4） 靜電電壓表測量的是電壓的（  有效）值。 
5） 沖擊電壓發(fā)生器的技術(shù)特性指標(biāo)有（視在波前時(shí)間          ）、（ 視在半峰時(shí)間）、（          6） 標(biāo)準(zhǔn)雷電波的波前/半峰值時(shí)間是（  1.2/50  us      ），標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊波的波前/半峰值時(shí)
間是（  250/2500us    
7） 沖擊電壓發(fā)生器的基本回路中，充電電阻在充電時(shí)起電路的（連接 ）作用，在放電時(shí)又起（隔離）作用。 三、 簡答題 1. 
兆歐表的結(jié)構(gòu)及工作原理； 原理圖見課本114頁 
結(jié)構(gòu)（1）電源部分：兆歐表內(nèi)裝有直流電源，一般為手搖發(fā)電機(jī)。要求手搖速度為60轉(zhuǎn)/分,內(nèi)部再把交變電壓整流為直流電壓輸出;（2）測量機(jī)構(gòu)：由兩個(gè)互相垂直、繞向相反的線圈—電壓線圈(1)和電流線圈(2)和指針組成。它們處于同一長久磁場N-S中。 
三個(gè)接線端子：線路端子（L）、接地端子（E）和保護(hù)端子(G)；R1串聯(lián)在電壓線圈的電阻R2在電流線圈的電阻 
測量原理：當(dāng)電流I1流過電壓線圈1時(shí)，有力矩M1作用在線圈1上。同樣，I2流過電流線圈2時(shí)有力矩M2作用在線圈2上。M1、M2分別為   
其中 F1(α)、 F2(α)隨指針轉(zhuǎn)動(dòng)角度而變與氣隙中磁通密度分布有關(guān)。平衡時(shí)  故              
或 由  
得： （Rx為試品絕緣電阻）即指針讀數(shù)反映Rx的大小 
指針偏角與絕緣電阻關(guān)系： 
)()()(
xV
x
AAVRfRRRfIIf?????111()MIF??222()
MIF??12MM
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()IFFIF?????12()IfI??11
UIR?2
2x
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fffRIR?????2
2
121ZZZuuK???

2. 吸收比測量方法，如何通過吸收比判斷絕緣故障； 試品容量小，吸收比：
"
"1560RRK?
 R60已經(jīng)接近于穩(wěn)態(tài)絕緣電阻值R∞，K恒大于1。如絕緣良好，吸
收現(xiàn)象顯著，則K 值較大；如果絕緣受潮或內(nèi)部有集中性的導(dǎo)電通道，由于Ig大大增加，而Ia迅速衰減， K 值接近于1 3. 
介質(zhì)損耗角能反映的絕緣故障類型； 
tgδ能反映絕緣的整體性缺陷(**老化)和小容量試品中的嚴(yán)重局部性缺陷；tgδ隨電壓變化的曲線可以判斷絕緣是否受潮，含有氣泡及老化的程度；大容量的設(shè)備絕緣存在局部缺陷時(shí)，應(yīng)盡可能將設(shè)備解體后分解測量進(jìn)行分析 4. 
QS1型電橋的正接線、反接線的差異及適用范圍 
正接法：                  反接法：  
 
正接法可以在高電壓下測量材料和電氣設(shè)備的tan?和電容值 但現(xiàn)場試驗(yàn)中：有許多一端接地的試品，如敷設(shè)在地下的電纜及擺在地面的重大電氣設(shè)備，要改成對地絕緣是不可能的，只能改變電橋回路的接地點(diǎn)。這樣就產(chǎn)生了一種反接法的西林電橋 5. 
介質(zhì)損耗測試儀正切測量中干擾的因素和消除方法。 
電橋測量的影響因素：雜散電容電流；雜散電導(dǎo)電流；試品表面泄漏；周圍其它試品的影響；外界電源對電橋的干擾；解決方法：加設(shè)屏蔽；采用移相電源；采用倒相法 
消除磁場干擾方法：將電橋移到磁場干擾范圍以外；將檢流計(jì)極性開關(guān)置于不同位置時(shí)調(diào)節(jié)電橋平衡測得試品介損和電容值再求平均值 6. 
無局放試驗(yàn)變壓器，局部放電的等效模型、參量及測量原理； 
等效模型見課本121絕緣的三電容模型，主要參量：視在放電量(q)放電起始電壓(Ui)放電熄滅電壓(Ur)放電重復(fù)率(N)放電能量(△W)平均放電電流；放電的均方率；放電功率 7. 
局部放電的測量回路電阻測試儀及局部放電量標(biāo)定方法。 并聯(lián)法、串聯(lián)法、平衡法測量回路 局部放電量標(biāo)定 其中 H0為局部放電檢測儀的顯示器上可測得的脈沖高度 
 8. 
電氣設(shè)備的絕緣缺陷分類，電氣設(shè)備的絕緣試驗(yàn)方法分類； 
（1） 集中性缺陷(如絕緣開裂、局部磨損、局部受潮、介質(zhì)中內(nèi)含氣泡、雜質(zhì)等) 
0
00/HqK?0
00CUq?

（2） 分布式缺陷(絕緣**受潮、老化、變質(zhì)等) 
非破壞性試驗(yàn):(檢查性試驗(yàn)或特性試驗(yàn)) 測絕緣電阻（吸收比）、泄漏電流、介質(zhì)損耗、局部放電等。  破壞性試驗(yàn)(耐壓試驗(yàn))檢查絕緣的電氣強(qiáng)度：工頻耐壓、感應(yīng)耐壓、直流耐壓、雷電和操作沖擊特性 9. 
大型高電壓試驗(yàn)設(shè)備有哪些？ 高電壓試驗(yàn)變壓器 
10. 工頻高壓試驗(yàn)接線，各元件的作用； 
課本136頁 球隙進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)電阻R的作用：（1）防止試品放電時(shí)所產(chǎn)生的電壓截波對試驗(yàn)變壓器繞組絕緣的損傷；（2）限制試品放電的過電流；（3）阻尼CT和C0間的振蕩；（4）抑制試品閃絡(luò)時(shí)的恢復(fù)過電壓 
11. 串級試驗(yàn)變壓器的工作原理、各變壓器的容量計(jì)算； 
工作原理：使幾臺變壓器繞組的電壓相疊加，產(chǎn)生更高電壓 
每級變壓器的容量：T3容量：U2I2  T2容量：2U2I2=U2I2(負(fù)荷)+U2I2(T3勵(lì)磁)T1容量：3U2I2=U2I2(負(fù)荷)+2U2I2(T2勵(lì)磁)輸出電壓：3U2，電流I2，功率：3U2I2  
12. 工頻試驗(yàn)變壓器特點(diǎn)； 
試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)（試驗(yàn)變壓器在原理上與電力變壓器并無區(qū)別，只是）  
 電壓高。目前我國和世界上發(fā)達(dá)國家都具有2250kV的試驗(yàn)變壓器  變比大 
 漏抗較大(短路電流較小) 
   由于電壓高，所以要采用較厚的絕緣及較寬的間隙距離，因此試驗(yàn)變壓器的漏抗大。 
 絕緣裕度小 
  試驗(yàn)變壓器本身應(yīng)有很好的絕緣，但絕緣裕度小，試驗(yàn)過程中要嚴(yán)格限制過電壓 ；  
 體積小  
與電力變壓器相比，其運(yùn)行條件不同 
 連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短 
   高壓試驗(yàn)變壓器連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不長，發(fā)熱較輕，因而在結(jié)構(gòu)上不需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng) ； 
 容量小 
  試驗(yàn)變壓器大多數(shù)情況下是工作在電容性負(fù)荷下；而電力變壓器一般工作在電感性負(fù)荷下。試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)電流I和額定容量P主要取決于試品的電容(試驗(yàn)變壓器大多數(shù)工作在容性負(fù)荷下)，  
13. 工頻高壓的測量方法； 
測量球隙、 靜電電壓表、峰值電壓表、電容分壓器、 14. 工頻試驗(yàn)中為什么會(huì)出現(xiàn)過電壓？如何限制？ 
如果在試驗(yàn)變壓器初級繞組上突然從零開始升壓，由于勵(lì)磁涌流在被試品上產(chǎn)生過高的電壓； 或者試驗(yàn)中突然切斷電源，由于切除空載變壓器也將引起過電壓。因此，必須通過調(diào)壓器升壓和降壓。常用的調(diào)壓設(shè)備：自耦調(diào)壓器；移圈式調(diào)壓器；電動(dòng)發(fā)電機(jī)組 15. 直流高電壓試驗(yàn)的種類； 

 
16. 直流高電壓試驗(yàn)的產(chǎn)生方式，串級直流各元件電位分布，硅堆反向電壓計(jì)算方法； 產(chǎn)生方式：(1)將工頻高電壓經(jīng)高壓整流器而變換成直流高電壓。（2）利用倍壓整流原理制成的直流高壓串級裝置(或稱串級直流高壓發(fā)生器)能產(chǎn)生出更高的直流試驗(yàn)電壓。 17． 直流高電壓的測量方法有哪些。 
測量球隙 靜電電壓表 高電阻串聯(lián)微安表、電阻分壓器  ，直流高壓發(fā)生器
17. 沖擊高壓發(fā)生器基本回路的工作原理及各元器件作用； 
    
 
 
 
 
 
18. 多級沖擊高壓發(fā)生器的工作原理與分析； 
 電容器并聯(lián)充電：主電容C通過整流源并聯(lián)充電到電壓U值（忽略雜散電容），若作用電壓稍高于U，則各球隙便會(huì)擊穿。而后電容器串聯(lián)放電：產(chǎn)生沖擊電壓的原理和單級沖擊電壓發(fā)生器相同。 
見課本172頁 
20.沖擊電壓的測量方法。 球隙測量沖擊電壓*大值 
球隙U50%確定方法：a、簡單方法（10次測量法）b、多級法c、升降法  
四、論述題  1. 畫出試驗(yàn)變壓器相對地試驗(yàn)的工作接線圖，并說明保護(hù)電阻R的作用。 課本136頁 
2. 
簡述減小直流高壓串級發(fā)生器輸出電壓紋波因數(shù)的方法。      
3. 簡述試驗(yàn)變壓器與電力變壓器的不同點(diǎn)。 
試驗(yàn)變壓器的特點(diǎn)（試驗(yàn)變壓器在原理上與電力變壓器并無區(qū)別，只是）  
 電壓高。目前我國和世界上發(fā)達(dá)國家都具有2250kV的試驗(yàn)變壓器 

 變比大 
 漏抗較大(短路電流較小) 
   由于電壓高，所以要采用較厚的絕緣及較寬的間隙距離，因此試驗(yàn)變壓器的漏抗大。 
 絕緣裕度小 
  試驗(yàn)變壓器本身應(yīng)有很好的絕緣，但絕緣裕度小，試驗(yàn)過程中要嚴(yán)格限制過電壓 ；  
 體積小  
與電力變壓器相比，其運(yùn)行條件不同 
 連續(xù)運(yùn)行時(shí)間短 
   試驗(yàn)變壓器連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不長，發(fā)熱較輕，因而在結(jié)構(gòu)上不需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng) ； 
 容量小 
  試驗(yàn)變壓器大多數(shù)情況下是工作在電容性負(fù)荷下；而電力變壓器一般工作在電感性負(fù)荷下。試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)電流I和額定容量P主要取決于試品的電容(試驗(yàn)變壓器大多數(shù)工作在容性負(fù)荷下) 
4. 
簡述調(diào)壓主要方式種類及其特點(diǎn)。 
自耦調(diào)壓器：特點(diǎn)：這種調(diào)壓器實(shí)際上是分級調(diào)壓，而不是均勻調(diào)壓，只不過每**分得很細(xì)。這種小容量的調(diào)壓器漏抗小、波形較好，但容量有限。 
移圈式調(diào)壓器：特點(diǎn)：這種調(diào)壓器容量可以作得較大。但調(diào)壓器的體積較大，波形稍有畸變。優(yōu)點(diǎn)：不存在滑動(dòng)出頭及直接端接線匝問題，容量可做得很大；調(diào)壓均勻。缺點(diǎn)：體積大，價(jià)格昂貴、短路阻抗非線性，易發(fā)生串聯(lián)諧振、輸出波形有畸變。 
電動(dòng)發(fā)電機(jī)組：優(yōu)點(diǎn)：可得到很好的正弦波、調(diào)壓均勻，不受電網(wǎng)電壓的影響，調(diào)壓質(zhì)量*；容量可以很大。缺點(diǎn)：投資及運(yùn)行費(fèi)用較大，運(yùn)行和管理的技術(shù)水平要求較高 5.直流高電壓的三個(gè)主要基本參數(shù)并解釋。 
     
五、計(jì)算題 
1、 一臺500kV/500kVA的高壓試驗(yàn)變壓器，求 額定電壓下能接多大電容量試品？ 
2、 如圖示，變壓器輸出50kV（峰值）工頻電壓，Rx無窮大。①求節(jié)點(diǎn)1、2的輸出電壓；②求硅
堆D3、D4的*大反向工作電壓；③畫出節(jié)點(diǎn)1、2、3、4波形。 
D1
C1
Rx
C2
C1D2D4D3
C2'
C1'0