高電壓試驗技術內容
一、名詞解釋
兆歐表 ：手搖直流發電機，用于測量絕緣電阻與吸收比，俗稱搖表 分壓比 :每一個分壓器均由高壓臂(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） 常用的調壓設備有（自耦調壓器）、（ 電動發動機組 ） 、（移圈式調壓器）。 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） 沖擊電壓發生器的技術特性指標有（視在波前時間 ）、（ 視在半峰時間）、（ 6） 標準雷電波的波前/半峰值時間是（ 1.2/50 us ），標準操作沖擊波的波前/半峰值時
間是（ 250/2500us
7） 沖擊電壓發生器的基本回路中，充電電阻在充電時起電路的（連接 ）作用，在放電時又起（隔離）作用。 三、 簡答題 1.
兆歐表的結構及工作原理； 原理圖見課本114頁
結構（1）電源部分：兆歐表內裝有直流電源，一般為手搖發電機。要求手搖速度為60轉/分,內部再把交變電壓整流為直流電壓輸出;（2）測量機構：由兩個互相垂直、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。
三個接線端子：線路端子（L）、接地端子（E）和保護端子(G)；R1串聯在電壓線圈的電阻R2在電流線圈的電阻
測量原理：當電流I1流過電壓線圈1時，有力矩M1作用在線圈1上。同樣，I2流過電流線圈2時有力矩M2作用在線圈2上。M1、M2分別為
其中 F1(α)、 F2(α)隨指針轉動角度而變與氣隙中磁通密度分布有關。平衡時 故
或 由
得： （Rx為試品絕緣電阻）即指針讀數反映Rx的大小
指針偏角與絕緣電阻關系：
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xV
x
AAVRfRRRfIIf?????111()MIF??222()
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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已經接近于穩態絕緣電阻值R∞，K恒大于1。如絕緣良好，吸
收現象顯著，則K 值較大；如果絕緣受潮或內部有集中性的導電通道，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；大容量的設備絕緣存在局部缺陷時，應盡可能將設備解體后分解測量進行分析 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備的tan?和電容值 但現場試驗中：有許多一端接地的試品，如敷設在地下的電纜及擺在地面的重大電氣設備，要改成對地絕緣是不可能的，只能改變電橋回路的接地點。這樣就產生了一種反接法的西林電橋 5.
介質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；將檢流計極性開關置于不同位置時調節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定方法。 并聯法、串聯法、平衡法測量回路 局部放電量標定 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.
電氣設備的絕緣缺陷分類，電氣設備的絕緣試驗方法分類；
（1） 集中性缺陷(如絕緣開裂、局部磨損、局部受潮、介質中內含氣泡、雜質等)
0
00/HqK?0
00CUq?
（2） 分布式缺陷(絕緣**受潮、老化、變質等)
非破壞性試驗:(檢查性試驗或特性試驗) 測絕緣電阻（吸收比）、泄漏電流、介質損耗、局部放電等。 破壞性試驗(耐壓試驗)檢查絕緣的電氣強度：工頻耐壓、感應耐壓、直流耐壓、雷電和操作沖擊特性 9.
大型高電壓試驗設備有哪些？ 高電壓試驗變壓器
10. 工頻高壓試驗接線，各元件的作用；
課本136頁 球隙進行保護。保護電阻R的作用：（1）防止試品放電時所產生的電壓截波對試驗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）抑制試品閃絡時的恢復過電壓
11. 串級試驗變壓器的工作原理、各變壓器的容量計算；
工作原理：使幾臺變壓器繞組的電壓相疊加，產生更高電壓
每級變壓器的容量：T3容量：U2I2 T2容量：2U2I2=U2I2(負荷)+U2I2(T3勵磁)T1容量：3U2I2=U2I2(負荷)+2U2I2(T2勵磁)輸出電壓：3U2，電流I2，功率：3U2I2
12. 工頻試驗變壓器特點；
試驗變壓器的特點（試驗變壓器在原理上與電力變壓器并無區別，只是）
電壓高。目前我國和世界上發達國家都具有2250kV的試驗變壓器 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，因此試驗變壓器的漏抗大。
絕緣裕度小
試驗變壓器本身應有很好的絕緣，但絕緣裕度小，試驗過程中要嚴格限制過電壓 ；
體積小
與電力變壓器相比，其運行條件不同
連續運行時間短
高壓試驗變壓器連續運行時間不長，發熱較輕，因而在結構上不需要復雜的冷卻系統 ；
容量小
試驗變壓器大多數情況下是工作在電容性負荷下；而電力變壓器一般工作在電感性負荷下。試驗變壓器高壓側電流I和額定容量P主要取決于試品的電容(試驗變壓器大多數工作在容性負荷下)，
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. 工頻試驗中為什么會出現過電壓？如何限制？
如果在試驗變壓器初級繞組上突然從零開始升壓，由于勵磁涌流在被試品上產生過高的電壓； 或者試驗中突然切斷電源，由于切除空載變壓器也將引起過電壓。因此，必須通過調壓器升壓和降壓。常用的調壓設備：自耦調壓器；移圈式調壓器；電動發電機組 15. 直流高電壓試驗的種類；
16. 直流高電壓試驗的產生方式，串級直流各元件電位分布，硅堆反向電壓計算方法； 產生方式：(1)將工頻高電壓經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生器)能產生出更高的直流試驗電壓。 17． 直流高電壓的測量方法有哪些。
測量球隙 靜電電壓表 高電阻串聯微安表、電阻分壓器 ，直流高壓發生器
17. 沖擊高壓發生器基本回路的工作原理及各元器件作用；
18. 多級沖擊高壓發生器的工作原理與分析；
電容器并聯充電：主電容C通過整流源并聯充電到電壓U值（忽略雜散電容），若作用電壓稍高于U，則各球隙便會擊穿。而后電容器串聯放電：產生沖擊電壓的原理和單級沖擊電壓發生器相同。
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. 畫出試驗變壓器相對地試驗的工作接線圖，并說明保護電阻R的作用。 課本136頁
2.
簡述減小直流高壓串級發生器輸出電壓紋波因數的方法。
3. 簡述試驗變壓器與電力變壓器的不同點。
試驗變壓器的特點（試驗變壓器在原理上與電力變壓器并無區別，只是）
電壓高。目前我國和世界上發達國家都具有2250kV的試驗變壓器
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，因此試驗變壓器的漏抗大。
絕緣裕度小
試驗變壓器本身應有很好的絕緣，但絕緣裕度小，試驗過程中要嚴格限制過電壓 ；
體積小
與電力變壓器相比，其運行條件不同
連續運行時間短
試驗變壓器連續運行時間不長，發熱較輕，因而在結構上不需要復雜的冷卻系統 ；
容量小
試驗變壓器大多數情況下是工作在電容性負荷下；而電力變壓器一般工作在電感性負荷下。試驗變壓器高壓側電流I和額定容量P主要取決于試品的電容(試驗變壓器大多數工作在容性負荷下)
4.
簡述調壓主要方式種類及其特點。
自耦調壓器：特點：這種調壓器實際上是分級調壓，而不是均勻調壓，只不過每**分得很細。這種小容量的調壓器漏抗小、波形較好，但容量有限。
移圈式調壓器：特點：這種調壓器容量可以作得較大。但調壓器的體積較大，波形稍有畸變。優點：不存在滑動出頭及直接端接線匝問題，容量可做得很大；調壓均勻。缺點：體積大，價格昂貴、短路阻抗非線性，易發生串聯諧振、輸出波形有畸變。
電動發電機組：優點：可得到很好的正弦波、調壓均勻，不受電網電壓的影響，調壓質量*；容量可以很大。缺點：投資及運行費用較大，運行和管理的技術水平要求較高 5.直流高電壓的三個主要基本參數并解釋。
五、計算題
1、 一臺500kV/500kVA的高壓試驗變壓器，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求節點1、2的輸出電壓；②求硅
堆D3、D4的*大反向工作電壓；③畫出節點1、2、3、4波形。
D1
C1
Rx
C2
C1D2D4D3
C2'
C1'0