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绪论高电压技术是一门重要的专业技术基础课；随着电力行业的发展，高压输电问题越来越得到人们的重视；高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象；高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。
气体的绝缘特性与介质的电气强度研究气体放电的目的：了解气体在高电压（强电场）作用下逐步由电介质演变成导体的物理过程掌握气体介质的电气强度及其提高方法高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。
气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点。
正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体；在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能。
自由行程长度单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的平均自由行程长度。
()λ-=xexP令x=λ，可见粒子实际自由行程长度大于或等于平均自由行程长度的概率是36.8%。
带电粒子的迁移率k=v/E它表示该带电粒子单位场强（1V/m）下沿电场方向的漂移速度。
电子的质量比离子小得多，电子的平均自由行程长度比离子大得多热运动中，粒子从浓度较大的区域运动到浓度较小的区域，从而使分布均匀化，这种过程称为扩散。
电子的热运动速度大、自由行程长度大，所以其扩散速度比离子快得多。
产生带电粒子的物理过程称为电离，是气体放电的首要前提。
光电离i W h ≥νc λν=气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。
碰撞电离附着：当电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，而且也可能会发生电子与中性分子相结合形成负离子的情况。
电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。
电负性：一个无量纲的数，其值越大表明原子在分子中吸引电子的能力越大带电粒子的消失1到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流2带电粒子因扩散而逸出气体放电空间3带电粒子的复合复合可能发生在电子和正离子之间，称为电子复合，其结果是产生一个中性分子；复合也可能发生在正离子和负离子之间，称为离子复合，其结果是产生两个中性分子。
绝缘性能试验包括冲击电压试验；介质强度试验；绝缘电阻测量。
绝缘性能试验的条件大气条件不应超过下列范围：——环境温度：+15℃～+35℃；——相对湿度：45%～75%；——大气压力：86kPa～106kPa。
试验的产品应处于干燥和无自热状态。
所有试验应在完整的装置上进行。
在试验过程中，产品不应施加输入激励量或辅助激励量。
绝缘性能试验顺序试验应按下列顺序进行：冲击电压试验→介质强度试验→绝缘电阻测量冲击电压试验方法试验应依据GB/T 17627.1-1998 采用标准雷电脉冲。
发生器波形和特性图中：T1——波前时间：冲击峰值的30%和峰值的90%（图1中A、B两点）时刻之间的时间间隔T的1.67倍。
O1——视在原点超前相当与A点时间0.3T1的瞬间。
它为通过A、B点所画直线与时间轴的交点。
T2——半峰值时间：冲击的视在原点O1和电压减小到峰值一半的瞬间之间的时间间隔。
发生器的参数为：——波前时间：1.2μs±30%；——半峰值时间：50μs±20%；——输出阻抗：500Ω±10%；——输出能量：0.5J±10%。
每条试验导线的长度不应超过2m。
冲击试验电压的选定试验电压的选定一般按以下原则选取：——1.0kV（额定绝缘电压≤63V时）；——5.0kV（额定绝缘电压＞63V时）。
由电压互感器和电流互感器直接供电的电路，或直接连接于站内直流电源的继电器电路，冲击电压试验应采用5kV。
试验方法冲击电压应施加在继电器外部可接近的合适的点上，外露的导电部分应连接在一起并接地（外壳）。
试验时每个极性应施加五个脉冲，脉冲间隔至少为1s。
试验电压电平应是发生器连接到继电器之前的开路电压。
除非另有规定，冲击电压试验应在下列部位进行：——各带电的导电电路对地之间；——电气上无联系的各带电的导电电路之间，每个独立电路的端子连接在一起。
试验中未涉及的电路应连接在一起并接地（外壳）。
除非很明显，应由制造厂规定哪些电路为独立电路。
冲击试验操作流程
全波实验：
(1)试品接线和设备调整：
①试品高压单相或试品高压短接连电容分压器高压输出
②试品接线和设备调整完成之后把接地棒放在指定位置
(2)波形分析软件的设置：
①双击软件图标
②单击@选项
键入密码：111111
③冲击参数设置：
改变各个通道所对应的变比
电压波形显示参数里选择：
T1(30%-90%) T2(50%波尾）UpMax(波形最大值）
UpMin(波形最小值）
选择好之后点确定
设置电压的量程
设置示波器采集极性和控制软件对应
选择使用的通道
选择10us
点击设置示波器
点击开始测试
(3)冲击控制系统操作：
双击冲击控制器图标进入软件
①点击本体设置
②在弹出的对话框里的输入所需要的级电压和
充电时间
③点击确定
④将截球手动增大至最大
⑤点击
⑥待电压充到设定电压之后自动触发
⑦待触发完成后点击高压分断
半电压调波形半电压波形调完之后做全电压试验
波头时间1.2us±30％=0.84us—1.56us标准波尾时间50us±20％=40us-60us 标准波头时间长减小电阻波头时间短增大电阻波尾时间长减小电阻波尾时间短增大电阻。
冲击电压试验
电力系统中的高压电气设备，除了承受长时间的工作电压作用外，在运行过程中，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。
冲击高压试验用来检验高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作
用下的绝缘性能或保护性能。
由于冲击高压试验本身的复杂性等原因，电气设备的交接及预防性试验中，一般不要求进行冲击高压试验。
本节仅将产生全波的冲击电压发生器作一简单的介绍。
电力系统中的高压电气设备，除了承受长时间的工作电压作用外，在运行过程中，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。
冲击高压试验用来检验高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作
用下的绝缘性能或保护性能。
由于冲击高压试验本身的复杂性等原因，电气设备的交接及预防性试验中，一般不要求进行冲击高压试验。
雷电冲击电压试验采用全波冲击电压或截波冲击电压，这种冲击电压持续时间较短，约数微秒至数十微秒，它可以由冲击电压发生器产生；操作冲击电压试验采用操作冲击电压，其持续时间较长，约数百至数千微秒，它可利用冲击电压发生器产生，也可利用压器产生。
许多高电压试验室的冲击电压发生器既可以产生雷电冲击电压波，也可以产生操作冲击电压波。
高电压实验（二）———冲击电压实验学院 : 电气信息学院专业 : 电气工程及其自动化班级 :学号 :姓名 :老师：实验五冲击电压试验一．实验目的：了解冲击电压发生器的功能要求及技术要求，了解其工作原理、系统组成、具体结构、以及相关操作，明确冲击电压试验的有关注意事项，掌握完整的操作流程和操作技能，初步具备开展相关试验任务的能力。
二．预习要点：冲击电压在系统中的存在形式和表现，冲击电压的特点；标准雷电冲击电压波；冲击电压截波；冲击电压陡波；冲击电压操作波；有关概念、波形及其参数。
冲击电压发生器；冲击电压的测量；冲击电压试验方法；GB311《高电压试验技术》等。
三．实验项目：1.现场认识和了解冲击电压试验系统现场认识和了解冲击电压试验的系统和结构,了解其工作原理，明确操作要点和注意事项，掌握操作方法和步骤，学会正确操作试验系统。
2.雷电冲击标准电压波实现对冲击电压实验系统进行重构，满足产生雷电冲击标准电压波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压截波的产生和测量。
3.冲击电压截波实现对冲击电压实验系统进行重构，满足产生冲击电压截波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压截波的产生和测量。
4.冲击电压陡波实现对冲击电压实验系统进行重构，满足产生电压陡波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压陡波的产生和测量。
5.冲击电压操作波实现对冲击电压实验系统进行重构，满足产生冲击电压操作波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压操作波的产生和测量。
四．冲击高压试验设备元件清单1．T：实验变压器；2．主电容；3．高压硅堆；4．r f：波头电阻；5．r t：波尾电阻；6．g1~g6：放电球隙；7．r：保护电阻；8．R：充电电阻；9．G：测量球隙；10．C X：被试品；11．C1、C2、C3：分压器电容；12．CRO：示波器。
五、实验原理1.冲击电压在系统中的存在形式和表现因雷电影响会在电力系统中产生大气过电压，有2种基本形式，即直击雷过电压和感应雷过电压，它们都表现为一段作用很短的过电压脉冲。
《高电压技术》实验指导书适用专业:电气工程与自动化（电力方向）课程代码:总学时: 4 总学分: 2.5编写单位:电气信息学院***:***审核人:审批人:批准时间:年月日《高电压技术》实验指导书- 1 - 目录实验一冲击高电压的产生 (2)实验二避雷针保护范围的计算机辅助分析 (6)参考文献 (12)实验一冲击高电压的产生一、实验目的和任务1、了解冲击高电压发生器的结构。
2、掌握冲击高电压的产生原理。
3、了解产生冲击高电压的操作方法。
4、观察气体间隙击穿、放电现象二、实验内容此实验为演示试验,先向学生介绍冲击高电压的产生原理、冲击高电压发生器的结构以及详细的操作方法，最后指导老师演示操作过程，产生冲击高电压。
三、实验仪器、设备及材料多功能高电压教学系统，主要有控制台、试验变压器、整流硅堆、保护电阻、波头电阻、波尾电阻、主电容、电容分压器、球隙等组成四、实验原理1、基本原理（1) 多级冲击电压发生器原理接线图(2) 基本原理:并联充电，串联放电a) 充电过程充电过程中,火花间隙都不都击穿，所在支路呈开路状态，电路简化为上图。
各级电容器经数目不等的充电电阻并联地由整流电源充电，前面的电容比后面的电容充电速度快，时间足够长时，全部电容器的偶数点都达到-Uc,奇数点为零电位,所得电压为负极性b)放电过程- 2 -《高电压技术》实验指导书- 3 -●当F1在Uc作用下击穿时,立即将点2、3连接起来,3点电位近似变成-Uc,4的电位近似变为-2Uc,F2上的电位差将达2Uc而迅速击穿，F3、F4将在3Uc和4Uc 的电压下依次击穿；●由于各级电阻R有足够大的阻值可近似地看成开路，各台电容器被串联起来对波尾电阻R2和波前电容放电(3)起动方式使各级电容器充电到一个略低于F1击穿电压的水平上，处于准备动作的状态，然后利用点火装置产生一点火脉冲，送到点火球隙F1中的一个辅助间隙上使之击穿并引起F1的主间隙击穿,起动整套装置。
绪论高电压技术是一门重要的专业技术基础课；随着电力行业的发展，高压输电问题越来越得到人们的重视；高电压、高场强下存在着一些特殊的物理现象；高电压试验在高电压工程中起着重要的作用。
气体的绝缘特性与介质的电气强度研究气体放电的目的：了解气体在高电压（强电场）作用下逐步由电介质演变成导体的物理过程掌握气体介质的电气强度及其提高方法高压电气设备中的绝缘介质有气体、液体、固体以及其它复合介质。
气体放电是对气体中流通电流的各种形式统称。
由于空气中存在来自空间的辐射，气体会发生微弱的电离而产生少量的带电质点。
正常状态下气体的电导很小，空气还是性能优良的绝缘体；在出现大量带电质点的情况下，气体才会丧失绝缘性能。
自由行程长度单位行程中的碰撞次数Z的倒数λ即为该粒子的平均自由行程长度。
()λ-=xexP令x=λ，可见粒子实际自由行程长度大于或等于平均自由行程长度的概率是36.8%。
带电粒子的迁移率k=v/E它表示该带电粒子单位场强（1V/m）下沿电场方向的漂移速度。
电子的质量比离子小得多，电子的平均自由行程长度比离子大得多热运动中，粒子从浓度较大的区域运动到浓度较小的区域，从而使分布均匀化，这种过程称为扩散。
电子的热运动速度大、自由行程长度大，所以其扩散速度比离子快得多。
产生带电粒子的物理过程称为电离，是气体放电的首要前提。
光电离i W h ≥νc λν=气体中发生电离的分子数与总分子数的比值m 称为该气体的电离度。
碰撞电离附着：当电子与气体分子碰撞时，不但有可能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子，而且也可能会发生电子与中性分子相结合形成负离子的情况。
电子亲合能：使基态的气体原子获得一个电子形成负离子时所放出的能量，其值越大则越易形成负离子。
电负性：一个无量纲的数，其值越大表明原子在分子中吸引电子的能力越大带电粒子的消失1到达电极时，消失于电极上而形成外电路中的电流2带电粒子因扩散而逸出气体放电空间3带电粒子的复合复合可能发生在电子和正离子之间，称为电子复合，其结果是产生一个中性分子；复合也可能发生在正离子和负离子之间，称为离子复合，其结果是产生两个中性分子。
操作冲击耐受电压试验产生机理
操作冲击耐受电压试验是一种用于测试电子设备在电压冲击下
的耐受能力的方法。
在这种测试中，电子设备将被暴露在瞬时高压
脉冲下，以模拟设备在现实世界中可能遇到的电压冲击情况。
这种
测试的目的是确保设备在遭受电压冲击时能够正常工作，而不会受
到损坏或故障。
操作冲击耐受电压试验产生机理涉及到电压脉冲的产生和传输
过程。
在测试中，通常会使用特殊的发生器来产生高压脉冲，然后
将这些脉冲传输到待测试的设备上。
这些脉冲可以是单次脉冲，也
可以是重复性的脉冲，以模拟不同的电压冲击情况。
在传输过程中，脉冲会通过传导线或者其他导体传输到设备上，然后在设备内部产生电场和电流。
这些电场和电流会对设备内部的
电子元件和电路产生影响，可能导致设备的故障或损坏。
为了理解操作冲击耐受电压试验的产生机理，需要对电子设备
内部的电路和元件进行深入的分析和研究。
这包括了电压脉冲对设
备内部元件的作用机理，以及设备的设计和结构对电压冲击的耐受
能力等方面。
只有深入理解了这些机理，才能够有效地进行操作冲
击耐受电压试验，并确保设备在遭受电压冲击时能够正常工作。
总之，操作冲击耐受电压试验的产生机理涉及到电压脉冲的产生、传输和对设备内部的影响。
通过深入研究和理解这些机理，可以有效地进行测试，并确保设备在电压冲击下的稳定性和可靠性。
电气试验技术高电压技术冲击高压试验设备及其测量冲击高压试验设备及电气试验技术高电压技术冲击高压试验设备及其测量冲击高压试验设备及其测量冲击高压试验设备：主要指冲击电压发生器，一种产生脉冲波的高电压发生装置，能模拟产生电气设备在运行中遭受的雷电冲击电压波和操作冲击电压波。
冲击电压是一种非周期性快速或较快速变化的脉冲电压，要求测量仪器和测量系统具有良好瞬态响应特性；冲击电压的测量包括峰值测量和波形记录两个方面。
冲击电压发生器雷电冲击电压的产生利用高压电容器通过球隙对电阻电容回路放电来产生雷电冲击电压的。
操作冲击电压的产生操作冲击电压的波前和半峰值时间比雷电冲击电压的长得多，要求发生器的放电时间常数比产生雷电冲击电压时长得多；操作冲击电压还可以利用冲击电压发生器和变压器联合产生，即用一个小型的冲击电压发生器向变压器低压绕组放电，在变压器高压绕组感应出幅值很高的操作冲击电压波。
冲击高压的测量-用球隙测量1）由于在冲击电压作用下球隙的放电具有分散性，球隙测量时所确定的电压应为球隙的50％放电电压；2）球隙放电电压表中的冲击放电电压值是标准雷电冲击全波或长波尾冲击电压下球隙的50％放电电压；3）在小间隙中为加速有效电子的出现，使放电电压稳定，凡所用球径小于12.5cm，不论测量何种电压，或使用任何球径来测量峰值小于50kV的任何电压时，都必须用短波光源照射球隙。
4）测量冲击电压时，与球隙串联的保护电阻的作用是减小球隙击穿时加在被试品上的截波电压陡度，同时减小阻尼回路内可能发生的振荡。
一般要求不超过500Ω。
冲击高压的测量-用分压器测量系统测量测量系统的方波响应冲击测量系统的方波响应( a ）指数型；( b ）衰减振荡型用分压器测量系统测量冲击分压器a、电阻分压器；b、电容分压器；c、串联阻容分压器；d、并联阻容分压器；测量冲击电压用的示波器和峰值电压表冲击电压是变化速度很快的脉冲电压，要把这样的信号在示波管的荧光屏上清楚地显示出来，用普通的示波器是做不到的，因为其电子射线的能量不够。
冲击电压发生器的原理试验及设计1.充电：通过电源将电能储存在充电电容器中。
充电电路一般由电源、开关元件、电容器和电阻组成。
充电过程中，开关元件将充电电源与电容器连接，使电容器内储存电量逐渐增加。
根据欧姆定律，电流与电压成正比。
2.放电：控制开关元件断开，将存储在电容器中的电能快速释放。
放电过程中，电容器的极间产生高压冲击波形。
由于电容器的放电时间常常较短，因此放电电流可以非常大。
3.波形控制：通过选择特定的电容器和电阻值，可调节放电时间和波形。
可以通过改变电容器的容量来调节电压的幅值，通过改变电阻的阻值来调节电压的升降速度。
冲击电压试验及设计：冲击电压试验是对绝缘材料、设备或组件进行的安全性能测试。
试验方法包括直流耐压试验和交流耐压试验。
直流耐压试验用于检测样品在直流电压下的耐压能力，交流耐压试验用于检测样品在交流电压下的耐压能力。
在试验过程中，冲击电压发生器扮演重要的角色，能够提供所需的高电压冲击波形。
设计冲击电压发生器时，首先需要确定所需的输出电压幅值和升降时间。
然后，选择适当的电容器和电阻值，以满足所设计的波形参数。
电容器的选取应考虑到其电压容量、物理尺寸以及绝缘材料的特性。
电阻的选取应考虑到其阻值、功率和耐压试验所需的电流。
在设计过程中还需要考虑保护和控制电路。
如采用过流保护电路，可以在电压超过设定阈值时，立即切断电路，以避免设备损坏。
此外，需要设计电源电路和触发电路，保证发生器的正常工作和触发放电过程。
总结起来，冲击电压发生器是一种用于产生高电压冲击波形的设备。
其原理包括充电、放电和波形控制。
在试验和设计中，需要根据具体要求选择适当的电容器和电阻值，并考虑保护和控制电路的设计。
这种设备在电气工程和材料测试中具有重要的应用。
冲击电压标准：电器设备与系统的安全卫士一、冲击电压标准的概念和意义冲击电压测试是评估电器设备及系统对瞬态高电压冲击承受能力的重要手段。
在电力、通信、航空、轨道交通等行业，冲击电压测试被广泛用于产品的研发、生产和维护过程中，以确保设备在遭受雷电、开关操作等引起的瞬时电压冲击时，仍能保持正常运行，避免发生电击、火灾等安全事故。
二、冲击电压标准的种类1.IECT标准：国际电工委员会（IEC）是制定全球电子电气领域技术标准的权威机构，其制定的IEC 61000-4-5标准是国际通用的冲击电压测试标准。
2.IEC标准：国际电工委员会还制定了针对特定设备或系统的冲击电压测试标准，如针对电力变压器、开关设备等。
3.SPA标准：在一些特定领域，如通信、航空等，行业协会或组织会制定特定的冲击电压测试标准，如美国通信工业协会（SPA）制定的冲击电压测试标准。
三、测试方法与仪器1.电晕放电测试：通过模拟设备正常运行时可能出现的电场强度，检验设备在电晕放电条件下的性能。
2.球间隙放电测试：以球间隙放电模拟雷电流冲击，检验设备在雷电冲击条件下的性能。
3.测试设备与仪器：包括冲击电压发生器、示波器、峰值电压表、记录仪等。
四、测试过程与注意事项1.按照被测设备的实际情况选择合适的测试方法和仪器。
2.按照测试标准设定电压等级和波形参数。
3.进行空载和负载测试，记录数据。
4.注意观察设备在冲击电压作用下的反应，如是否有电弧、火花等现象。
5.对于不合格的产品，进行调试和改进，直至符合标准。
五、结果评估与判断依据1.根据测试数据，分析设备在冲击电压作用下的性能表现。
2.判断设备是否符合相应的冲击电压标准。
3.对于不符合标准的产品，进行改进和优化，提高其抗冲击性能。
六、遵循与实施措施在实际工程应用中，为确保充分遵循这些试验规范，需要采取以下措施：1.加强技术培训：对从事冲击电压测试的人员进行专业培训，提高其对测试标准的理解和操作技能。
雷电冲击过电压的理论与试验齐广振20071626一、引言 写高电压技术的学习体会雷电冲击耐压是用截波作试验，耐压试验又称“工频耐压试验”，是用50HZ 正弦波作试验，两者试验波形不同。
雷电冲击耐压试验的截波前沿很陡，虽然有效值不一定非常高，但是波形的峰值很高，所以是一个由多次谐波组成的尖峰冲击波，它模仿了雷电波进入后对于绝缘的冲击；工频耐压试验就是比较高的正弦波，它仿效了操作时回路发生的过电压状态。
目前，真空断路器使用得最多的是10KV 和6KV ，个别也有66KV 和35KV 的，在这些电压等级的系统中，雷电冲击波对于电器设备的危害远远大于工频操作过电压，所以就有工频耐压通过了，但是雷电冲击过不了的。
当电压上升至500KV 及以上，操作过电压对于设备的危害将大于雷电冲击，到那时，是雷电冲击好过，而工频耐压不好过了。
二、雷电冲击过电压理论 波形组成及其传播理论用频率响应法和低电压短路阻抗法对高低压绕组测试表明，绕组不存在明显变形。
1.波形组成根据冲击电压雷电波定义，当t t t ,雷电波电压大小为最大幅值时的0.5倍。
雷电过电压波形时间1.2us±30%，半峰值时间50us±20%，频带范围几Hz至MHz为了确定变压器绕组绝缘是否损坏以及可能损坏的程度，进行了局部放电试验。
测试中对高低压绕组同时进行监测。
首先测试高压C相、低压c相，在低压bc加压。
试验时发现在L3倍额定电压下，高低压局部视在放电量都很大，高压约为5000pC，低压侧约为4000pC。
由于放电波形不稳定，很难比对高低压绕组放电量变化情况。
测试高压A相、低压a相，在低压ca加压，施加电压约80%额定电压时，高低压绕组放电量突然增大，放电量达数万pC。
于是降低施加电压，通过比对高低压绕组放电情况，认为很可能低压存在严重放电。
随着时间的延长，放电趋于稳定，但高数值放电仍然时常出现。
测试高压B相、低压b相时，高低压绕组均没有出现大的放电量，放电量为18OpC。
