高电压技术实验参考资料剖析

实验一、绝缘电阻、泄漏电流的测量一、实验目的1．掌握测量绝缘电阻及吸收比的原理和操作方法；2．掌握测量泄漏电流的原理及操作方法；3．根据所作试验结果分析设备绝缘状况。

二、实验内容及要求1．用兆欧表（摇表）测量两种绝缘子试品（良好瓷质悬式绝缘子与零值绝缘子）的绝缘电阻，比较其差异。

2．用兆欧表（摇表）测量电动机、电力电缆试品的吸收现象，掌握吸收比的测量方法；3．测量高压直流下电力电缆试品的泄漏电流，掌握采用屏蔽环屏蔽表面电流的测量方法；三、实验方法（一）用兆欧表测量绝缘子、电动机、变压器的绝缘电阻实验步骤：1．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。

先将兆欧表开路，摇动兆欧表的摇把，摇至额定转速，检察指针是否指在“ ”处。

然后，将兆欧表的“线”“地”两个接线端短路，轻轻摇动摇把，检察指针是否指在“0”处，合格后方可使用。

2．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30秒，记下30秒时的读数。

（二）用兆欧表测量三芯电缆的绝缘电阻及吸收比。

实验步骤：1．实验接线图1．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。

2． 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。

（三）测量测量高压直流下的三芯电缆的泄漏电流。

实验步骤：1. 把被试品的高压线解开，缓慢升压至 2kV ，打开微安表旁路开关K ，观察有无杂散电流流过微安表,如有电流应记取此数值。

2. 接上试品，缓慢压至0.5kV ，等候一分钟后打开微安表旁路开关K ，读取微安表指示值，再合上旁路开关K 。

高电压技术复习资料
高电压技术是电力工程中的一个重要组成部分，具有广泛应用领域。

因此，对于高电压技术的学习和掌握是非常重要的。

本文将从几个方面对高电压技术的相关知识进行复习。

一、高电压的定义
高电压是指大于常见电压的电压等级，一般情况下指高于1000伏的电压。

高电压技术是指针对高电压的控制和运用所采用的一系列技术和方法。

二、高电压的产生和测量
高电压的产生可以采用变压器和电容器等方式，其中变压器的应用最为广泛。

在高电压测量中，主要采用的是电压表、电位差计和介质损耗测试仪等设备。

三、高电压的应用
高电压技术在电力工程中有许多应用，例如高压输电、变电站的建设以及工业生产中的电源、除尘器等方面。

此外，高电压在科学研究中也有很多用途，如核聚变实验、高温等离子体研究等领域。

四、高电压的危害和防护
高电压如不加控制和保护，可能会带来很大的危害。

高电压会导致电击和火灾等危险，需要采取相应的防护措施。

防护方法包括使用绝缘材料和可靠的接地装置等。

五、高电压技术的发展趋势
随着科技的不断发展和电力工程的不断改进，高电压技术也在不断发展。

未来，高电压技术将更加注重环保和节能，同时也会注重智能化和自动化的应用。

综上所述，高电压技术是电力工程中不可或缺的一部分，具有广泛的应用前景。

通过对高电压技术的复习，可以更好地理解和掌握该项技术，并在实际应用中起到更好的作用。

高电压技术总结专题一：高电压下气体、液体、固体放电原理1、绝缘的概念：将不同电位的导体分开，使之在电气上不相连接。

具有绝缘作用的材料称为电介质或绝缘材料。

2、电介质的分类：按状态分为气体、液体和固体三类。

3、极化的概念：在外电场作用下，电介质的表面出现束缚电荷的现象叫做电介质极化。

4、极化的形式：电子式极化、离子式极化、偶极子式极化；夹层式极化。

(前三种极化均是在单一电介质中发生的。

但在高压设备中，常应用多种介质绝缘，如电缆、变压器、电机等)5、电子式极化：由于电子发生相对位移而发生的极化。

特点：时间短，弹性极化，无能量损耗。

[注]：存在于一切材料中。

6、离子式极化：离子式极化发生于离子结构的电介质中。

固体无机化合物(如云母、陶瓷、玻璃等)多属于离子结构。

特点：时间短，弹性极化，无能量损耗。

[注]：存在于离子结构物质中。

7、偶极子极化：有些电介质具有固有的电矩，这种分子称为极性分子，这种电介质称为极性电介质(如胶木、橡胶、纤维素、蓖麻油、氯化联苯等)。

特点：时间较长，非弹性极化，有能量损耗。

[注]：存在于极性材料中。

8、夹层式极化特点：时间很长，非弹性极化，有能量损耗。

[注]：存在于多种材料的交界面；当绝缘受潮时，由于电导增大，极化完成时间将大大下降；对使用过的大电容设备，应将两电极短接并彻底放电，以免有吸收电荷释放出来危及人身安全。

9、为便于比较，将上述各种极化列为下表：10、介电常数：[注]：用作电容器的绝缘介质时，希望大些好。

用作其它设备的绝缘介质时，希望小些好。

11、电介质电导：电介质内部带点质点在电场作用下形成电流。

金属导体：温度升高，电阻增大，电导减小。

绝缘介质：温度升高，电阻减小，电导增大。

12、绝缘电阻：在直流电压作用下，经过一定时间，当极化过程结束后，流过介质的电流为稳定电流称为泄漏电流，与其对应的电阻称为绝缘电阻。

(1)介质绝缘电阻的大小决定了介质中泄漏电流的大小。

(2)泄漏电流大，将引起介质发热，加快介质的老化。

华北电力大学高电压技术实验指导书电力工程系高电压与绝缘技术教研室2005年12月编写人：张重远、王永强、汪佛池前言自1995年高压教研室成立以来，高压实验室几经搬迁，同时实验设备也不断得到完善，高电压专业所需开设的实验基本上已能全部开出。

鉴于2003版教学大纲与原教学大纲差别较大，高电压技术课程已作为全系学生的一门必修课，课程实验内容较原来有较大的增加，为更好的指导学生进行实验，重新编定了本实验教程。

本指导书是在原高电压技术实验指导书的基础上，并参考清华大学、武汉大学等高校高电压专业实验指导书，同时结合多年来的教学实践，根据高压实验室现有的条件编写而成的。

本指导书的编写及新增实验的开发得到校教育改革基金的资助，是教改项目“高压实验室综合性、研究型（开放性）实验体系的建设”的一个重要子项目。

本指导书主要作为高电压技术课程实验用，结合近几年实验过程中存在的问题，重新完善了原有的“介质损耗角正切的测量”和“避雷器泄露电流的测量”两个实验中的部分内容，同时在现有实验设备的基础上，新增了“工频高压试验”、“直流高压试验”和“冲击高压试验”等实验内容，同时新增了部分开放性试验如：“冲击电流试验”、“极性效应和50%冲击放电电压试验”等实验内容。

通过这些实验内容的开设力求让学生对常见的各种高电压设备试验方法、试验设备及试验内容有更深刻的认识和了解，达到书本上的理论知识和实践有效结合，提高学生探索性创造性思维的目的。

此次指导书的修订是由华北电力大学高压试验室张重远、王永强和汪佛池同志共同完成。

由于水平和时间有限，书中若有不对之处，敬请使用者多提宝贵意见。

编者2005．12目录目录 (1)绪论 (1)实验一高压实验室参观及入室教育 (6)实验二绝缘电阻、泄漏电流的测量 (7)实验三介质损耗角正切的测量 (13)实验四工频高压演示实验 (19)实验五直流高压演示实验 (24)实验六冲击高压演示实验 (27)附录一冲击电流的产生与测量 (30)附录二棒-板间隙的极性效应及其50%冲击放电电压的确定 (33)绪论随着高电压大电网的建设和高电压电气设备的研制，高电压技术得到了迅速的发展，同时随着高电压新技术的发展，高电压技术在其他的技术物理等部门（如高电脉冲医疗、高压静电除尘等）也得到了广泛的应用。

高电压技术辅导资料一主题：绪论和第一章（第1-3节）学习时间：2013年9月30日－10月6日内容：我们这周主要学习绪论和第一章第一、二、三节“气体中带电粒子的产生与消失”、“气体中的放电现象和电子崩的形成”、“自持放电条件”的相关内容。

希望通过下面的内容能使同学们加深对高电压技术的概念和气体放电相关知识的理解。

绪论高电压技术主要内容1.高电压技术，即电力系统中涉及的绝缘、过电压、电气设备试验等问题的技术。

如：雷击变电所、发电厂的过电压及防护；绝缘材料的研制；合闸、分闸、空载运行以及短路引起的过电压；电气设备的耐压试验高压输电的必要性：大容量输电的需求；远距离输电的需求2.研究内容（1）提高绝缘能力电介质理论研究——介质特性放电过程研究——放电机理高电压试验技术——高压产生、测量（2）降低过电压雷击或操作→暂态过程→产生高电压→绝缘破坏→故障→防护破坏→恢复研究过电压的形成及防止措施过电压种类：大气过电压、内部过电压（3）绝缘配合——使相互作用的数值、保护电器的特性和绝缘的电气特性之间相互协调以保证电气设备的可靠经济运行。

第一章电介质在强电场下的特性电介质在强电场下的特性及相关术语：电介质(dielectric)：指通常条件下导电性能极差的物质，在电力系统用作绝缘材料电介质中正负电荷束缚得很紧，内部可自由移动的电荷极少，因此导电性能差。

（电介质—从贮存电能的角度看；绝缘材料—从隔离电流的角度看）。

电介质一般分为气体电介质、液体电介质、固体电介质。

常用高压工程术语：击穿(breakdown)：在电场的作用下，由电介质组成的绝缘间隙丧失绝缘性能，形成导电通道放电(discharge)：气体绝缘的击穿过程闪络(flashover)：沿固体介质表面发展的气体放电（沿面放电）电晕(corona discharge)：由于电场不均匀，在电极附近发生的局部放电。

U，单位KV）：使绝缘击穿的最低临界电压击穿电压（又称放电电压）（b击穿场强（又称抗电强度，绝缘强度）(b E，单位KV/cm）：发生击穿时在U／Ｓ（Ｓ：极间距离）绝缘中的最小平均电场强度。

电力系统及其自动化实验报告-高电压[全文5篇]第一篇：电力系统及其自动化实验报告-高电压电力系统及其自动化实验电力系统及其自动化实验报告3一、实验目的1.介质损耗角正切的测量。

通过本试验了解现场设备预试的基本过程，并巩固所学知识。

具体内容如下：学习使用预防性试验规程；掌握Q S-l电桥正、反接线测量方法；掌握用摇表测绝缘的方法；了解高压试验时基本的安全技术、注意事项；2.工频高压演示实验。

掌握工频高压的几种测量方法：用测量球隙进行测量、用高压静电电压表进行测量和用工频分压器(电容式分压器)配合低压仪表进行测量。

二、实验内容1.介质损耗角正切的测量 1.1西林电桥基本原理图1西林电桥原理接线图西林电桥原理接线图如图1所示。

图中Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3、R4表示电阻比例臂，Cn为平衡试样电容Cx的标准，C4为平衡损耗角正切的可变电容。

根据电容平衡原理，当：ZxZ4=ZnZ3式中Zx、Zn、Z3、Z4分别是电桥的试样阻抗，标准电容器阻抗以及桥臂Z3和Z4的阻抗。

11111=+jωCxZn==+jωC4Z=RZRjωCZR3，4xn，34其中：x。

解所得方程式，得：电力系统及其自动化实验R41 Cn⨯2R31+tanδxCx=tanδx=ωC4R4电桥的平衡是通过R3和C4来改变桥臂电压的大小和相位来实现的。

在实际操作中，由于R3和C4相互之间也有影响，故需反复调节R3和C4，才能达到电桥的平衡。

由于绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换言之，被试品的一极往往是固定接地的。

这时就不能用上述正接线来测量它们的tanδ，而应改用图2所示的反接线法进行测量。

图2西林电桥反接线原理图1.2tanδ测量的影响因素 1)外界电磁场的干扰影响在现场进行测量时，试品和桥体往往处在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥本体及连接线都如前所述采取了屏蔽，但对试品通常无法做到全部屏蔽。

这时等值干扰电源电压就会通过对试品高压电极的杂散电容产生干扰电流，影响测量。

, , （ ）（ 。

1. 气体中带点质点的产生，激发与游离。

2. 游离的方式有：碰撞游离、光游离、热游离和表 面游离。

3. 由碰撞银翼的游离称为碰撞游离。

气体在热状态 下引起的游离过程称为热游离。

电子从金属电极表 面逸出来的过程称为表面游离。

4. 导致带点质点从游离区域消失或者削弱的过程称 为去游离。

去游离的方式：带点质点的扩散，带点 质点的复合以及电子的附着效应。

5. 汤逊放电理论认为放电起始于有效电子通过碰撞 形成电子崩，通过正离子撞击阴极，不断从阴极金 属表面溢出自由电子来弥补引起电子碰撞游离所需 的有效电子。

适用于低气压、短间隙均匀电场中的 气体放电过程和现象。

6. 气体间隙的击穿电压UF 是气体压力P 和间隙距离 S 乘积的函数,这一规律称为巴申定律7. 流注理论认为放电起始于有效电子通过碰撞形成 电子崩，形成电子崩后，由于正负空间电荷对电场 的畸变作用导致正负空间电荷的复合，复合过程中 所释放的光能又引起光游离，光游离结果所得到的 自由电子又引起新的碰撞游离，形成新的电子崩且 汇合到最初电子崩中构成流注通道。

适用于大气压 下，非短间隙均匀电场中的气体放电过程和现象 8. 电子崩一个电子在电场作用下由阴极向阳极运动 时，将与气体原子（或分子）碰撞，如果电场很强、 电子的能量足够大时 会发生碰撞电离，使原子分解 为正离子和电子,此时空间出现两个电子。

这两个电 子又分别与两个原子发生碰撞电离，出现4 个自由 电子。

如此进行下去 空间中的自由电子将迅速增加， 类似于电子雪崩，故名电子崩。

9. 非自持放电：当外加电压较低时，只有由外界电 离因素所造成的带电粒子在电场中运动而形成气体 放电电流，一旦外界电离作用停止，气体放电现象 即随之中断，这种放电称为非自持放电10. U50%就是在该冲击电压作用下，放电的概率为 50%。

其可用来反应绝缘耐受冲击电压的能力。

11. 同一波形。

不同幅值的冲击电压作用下，间隙 上出现的电压最大值和放电时间的关系曲线称为间 隙的伏秒特性曲线。

1.1带电粒子的产生与消失电离：产生带电粒子的物理过程。

电力能：电力过程所需要的能量。

原子的激发（激励）：在外界因素作用下，气体原子获得外加能量时，一个或若干个电子有可能转移到离核较远的轨道上去的现象。

带电粒子的产生：碰撞电离（有碰撞引起的电离）光电离（由光辐射引起的气体原子或分子电离的现象）热电离（气体在热状态下引起的电离过程）表面电离（气体中的电子也可以由电场作用下的金属表面发射出来）。

这三种形式同时存在、相互作用，只是各种电离形式表现出的强弱不同。

空间电离：气体在间隙空间里带电粒子的产生过程。

逸出功：从金属电极表面发射电子需要的一定的能量。

去电离过程：当气体中发生放电时，与不断产生带电粒子的电力过程相反的过程。

气体去电离的基本形式：漂移（带电粒子在外电场的作用下做定向移动，消逝于电极面形成的回路电流，从而减少了气体中的带电粒子的现象）、扩散、复合、（吸附）。

1.2均匀电场中的气体放电均匀电场：在电场中，电场强度处处相等。

汤逊放电理论实验条件：均匀电场、低气压、短间隙。

自持放电：仅由电场的作用就能自行维持的放电。

非自持放电：需要外界电离因素才能维持的放电。

起始放电电压：放电由非自持转为自持的临界电压。

起始放电场强：起始放电电压对应的场强。

汤逊自持放电条件：电子碰撞电离形成电子崩是气体放电的主要过程，而放电是否由非自持转为自持，则取决于阴极表面是否释放出了二代电子。

光电离。

书图1.2巴申曲线：放电电压与放电距离d和气压p的乘积的曲线，呈U型。

巴申定律：高气压或真空都可提高击穿电压，工程上已广泛使用。

正流注：当外加电压较低时，电子崩需要整个间隙才能形成流注，这种流注是由阳极向阴极发展的。

负流注：外加电压高于击穿电压，流注由阴极向阳极发展。

流注放电理论：解释高气压长间隙以及不均匀电场中的气体放电现象。

1.3不均匀电场中的气体放电气体放电特征：稍不均匀电场的间隙击穿前看不到放电迹象，一旦出现自持放电，便立即导致整个间隙的击穿；极不均匀电场当外加电压达到某一临界时间时，首先出现电晕放电现象，当外加电压进一步增大时，电晕区也随之扩大，但气隙依然保持其绝缘状态没有被击穿。

高电压技术辅导资料三主题：第一章介子在强电场下的特性（第7-8节）学习时间：2013年10月14日－10月20日内容：我们这周主要学习第一章第七、八节“各种电压作用下气隙的特性”、“大气条件对空气间隙击穿电压的影响及提高气体介质强度的方法”的相关内容。

希望通过下面的内容能使同学们加深对气隙放电的理解以及了解大气环境下的击穿电压和提高气体介质强度的方法。

第七节各种电压作用下气隙的特性（1）概述气体间隙的击穿电压和电场分布、电压种类都有很大关系。

也就是说气隙的击穿特性取决于电场形式和外加电压类型。

通常，有如下划分：电场形式：均匀电场，稍不均匀电场，极不均匀电场。

在间隙距离相同的情况下，通常电场越均匀，击穿电压越高。

外加电压类型：直流电压稳态电压工频交流电压雷电过电压冲击电压操作过电压（2）均匀电场气隙的击穿在均匀电场中，不存在极性效应，起始场强等于击穿场强。

直流、工频、冲击电压作用下的击穿电压相同，击穿电压分散性很小。

空气间隙的击穿电压经验公式：Ub=24.55δd+6.4（δd）0.5 kVUb－击穿电压峰值，kVδ－空气的相对密度d－间隙距离，ｃｍ间隙距离比较小（d＝1 ～10cm）时，可以用这个经验公式估算，均匀电场中空气的电气强度大致为Eb=30kV/cm（3）稍不均匀电场与均匀电场相似，一旦出现局部放电，立即导致整个间隙的完全击穿。

稍不均匀电场中直到击穿为止不发生电晕；电场不对称时，极性效应不明显（但是存在）。

直流击穿电压、工频击穿电压（幅值）、50%冲击击穿电压基本上相等，击穿电压的分散性质也不大。

该电场中，电场越均匀，相同间隙距离下的击穿电压越高，其极限是均匀电场中的击穿电压。

该电场中，不能形成稳定的电晕放电，电晕起始电压就是其击穿电压，所以负极性下击穿电压略低于正极性下的数值（可参见上一周内容的极性效应相关内容）。

（4）极不均匀电场在极不均匀电场中，有持续的局部放电，空间电荷积累导致显著的极性效应。

1.气体放电的汤森德机理与流注机理的主要区别及各自的适用范围？答：汤森德机理认为电子的碰撞电离和正离子撞击引领科技早就成的表面的电离对自持放电起主要作用；流注机理认为电子的撞击电离和空间光电离是自持放电的主要因素。

汤森德理论只适用于均匀电场和鸭s＜0.26的情况，流注理论适用于鸭s＞0.26的情况。

2、帕邢定律：在均匀电场中，击穿电压Ub与气体相对密度、极间距离S并不具有单独的函数关系，而是仅与它们的积有关系，只要?S的乘积不变，Ub也就不变。

帕邢定律和汤森德理论相互支持。

3、汤森德理论的不足：汤森德放电理论是在气压较低，S值较小的条件下，进行放电试验的基础上建立起来的，只在一定的S范围内反映实际情况，在空气中，当S>0.26cm时，放电理论就不能用该理论来说明了。

原因是：①汤森德理论没有考虑电离出来的空间电荷会使电场畸变，从而对放电过程产生影响。

②汤森德理论没有考虑光子在放电过程中的作用。

4、气体中电晕放电的几种效应：①声，光，热等效应②在尖端或电极某些突出处形成电风③产生对无线电有干扰的高次谐波④产生某些化学反应⑤产生人可以听到的噪声⑥产生能量损耗5、滑闪放电现象：在分界面气隙场强法线分量较强的情况下，当电压升高到超过某临界值时，放电的性质发生变化，其中某些细线的长度迅速增长，并转变为较明亮的浅紫色的树枝状火花。

这种树枝状火花具有较强的不稳定性，不断地改变放电通道的路径，并有轻的爆裂声。

6、大气条件对气隙击穿电压的影响：气隙的击穿电压随着大气密度或大气中湿度的增加而升高，大气条件对外绝缘的沿面闪络电压也有类似的影响。

7、提高气隙击穿电压的方法及原理?答：①改善电场分布。

原理：气隙电场分布越均匀，气隙的击穿电压就越高，适当的改进电极形状，增大电极的曲率半径，改善电场分布，就能提高气隙的击穿电压和预放电电压。

②采用高度真空。

原理：采用高度真空，削弱气隙中撞击电离过程，提高气隙的击穿电压。

③增高气压。