高电压实验的研究

高电压实验的研究摘要：高电压试验是电力系统过电压防护的重要组成部分，不同的试验可以发现电力系统绝缘的不同缺陷，对高电压试验进行分析对比，具有十分重要的意义。

而高电压试验可以分为很多种，需要各种设备，具有各种目的，也存在一定的不足，有很好的发展趋势！关键字：设备绝缘、绝缘电阻、吸收比、局部放电、耐压试验电气设备的绝缘试验（如上图概述）方法可以分成非破坏性试验和破坏性试验（也称耐压试验）两大类。

非破坏性试验主要是检测绝缘除电气强度以外的其他电气性能，它一般采用较低的试验电压（U<=Un）或者采用其他不会损伤绝缘的方法对设备绝缘进行测量，因此不会对设备绝缘造成破坏或损害。

非破坏性试验主要包括绝缘电阻和吸收比的测量、泄漏电流的测量、电压发布的测量、局部放电的测量、绝缘油的气相色谱分析等。

这种试验方法简便，对绝缘优劣的检查是行之有效的，但因试验电压低，有些缺陷不能充分暴露。

目前研究和发展带电监测，即在正常运行电压下直接进行测量，比传统的试验方法施加电压高，更符合实际，而且可以实现连续带电测量，并实现微机控制和数据处理。

破坏性试验就是检测绝缘的电气强度，也就是通常所说的耐压试验。

它通过对绝缘施加很高的试验电压，以考验绝缘耐受各种过电压的能力，是保证电气设备安全运行的最直接可靠的检验手段，它可以发现一些非破坏性试验所难以发现的较隐蔽的绝缘缺陷。

耐压试验主要包括交流高压试验、直流高压试验、冲击高压试验等。

利用红外线技术来判断设备温度是否过高已广泛应用，尤其是对人不方便操作的设备更显其优势。

耐压试验的优点是对绝缘的考验比较直接和严格，但缺点是试验时可能会给绝缘造成一定的损伤，从而有可能对那些原本有缺陷但还可以修复的绝缘造成不可逆转的局部损伤或整体损坏。

因此，对设备绝缘进行试验时，应先进行非破坏性试验，（其合格后）然后再进行破坏性试验。

一、绝缘电阻及吸收比的测量1.绝缘电阻的测量规定以加压1min时测定的电阻值作为被试品的绝缘电阻，绝缘电阻一般采用兆欧表（也称摇表）进行测量。

测量电力电缆绝缘电阻的试验接线，L的高压导体，E—接被试品外壳或地，G—接被试品的屏蔽环或屏蔽电极—接被试品。

2.吸收比的测量组合绝缘和层式绝缘结构的电气设备，在直流电压下均有明显的吸收现象，即电路中的电流随时间而衰减。

特点：测量吸收比与测量绝缘电阻相似，但它所加的直流电压高的多，可以发现兆欧表测量绝缘电阻不能发现的某些缺陷。

吸收比K=R60/R15=I15/I60 (K>=1.3绝缘正常，K<1.3绝缘可能受潮)影响测量绝缘电阻的因素1）温度的影响2）湿度及表面脏污的影响3）残余电荷的影响4）感应电压的影响二、局部放电的测量1.局部放电的物理过程当外施电压升高到一定程度时，高压设备绝缘内部缺陷部位的场强超过了该处物质的电离场强，该处物质就产生电离放电，称之为局部放电。

检测意义：绝缘内部存在局部性缺陷，将加速绝缘物的老化和破坏，慢慢的损坏绝缘，日积月累，可能最终导致整个绝缘被击穿。

因此，测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和发展趋势，就能判断绝缘内是否存在局部缺陷以及介质老化的速度和目前的状态。

2. 局部放电的检测量：1）视在放电量（视在电荷量）Q= C1*Qr/（C1+C0）2）放电重复率（脉冲重复率）（N）3）单次放电能量（W）W=0.5Q*Us还包含：平均放电电流、放电的均方率、放电功率、局部放电起始和熄灭电压。

3.局部放电的测量方法1)非电量检测法:超声波探测法,利用超声波探测器，检测局部放电产生的超声波,光检测法,光电倍增技术,绝缘油的气相色谱分析法,油样内所含的气体组成的含量.2)电气测量法:无线电干扰测量法、介损测量法、脉冲电流测量法.4.局部放电测量中的抗干扰措施1) 建屏蔽室，在屏蔽室内作局部放电试验。

2) 选用没有内部放电的试验变压器和耦合电容器，外露电极应有合适的屏蔽罩。

3) 选取抗干扰性能优越的测量回路4) 地线连接5) 试验电源采用独立电源，可避免来自电网的干扰。

6) 提高试验回路中各元件的起晕电压7) 合理选择放大器的频带和调谐放大电路的谐振频率三、交流耐压试验又可分为工频耐压试验、感应耐压试验、冲击电压试验。

1.工频高压的产生试验变压器具有容量不很大、额定电压较高、允许持续工作时间短、多工作在电容性负荷下、经常要放电、通常高压绕组一端接地、不需要附加散热装置、体积较小等特点。

调压器：自耦变压器、感应调压器、移圈式变压器、电动发电机组。

2.工频高压试验原理工频高压试验的基本接线图A V —调压器；PV1—低压侧电压表；T —工频高压装置；R1—变压器保护电阻；Zx —被试品；R2—测量球隙保护电阻；PV2—高压静电电压表；F —测量球隙；Lf 、Cf —谐波滤波器3. 工频高压的测量1）低压侧测量2）高压侧测量: 用静电电压表测量、用球隙测量、用电容分压器测量。

四、直流耐压试验直流高压试验是考验电气设备抗电强度的，它能反映设备受潮、劣化和局部缺陷等多方面的问题 ；对容量较大的电力设备，用直流耐压试验代替交流耐压试验。

1. 直流高压的产生直流高压发生器：额定输出的直流电压平均值 Uav 、额定输出的直流电流平均值 Iav 、电压脉动系数 s 。

2.直流高电压的测量1）用高值电阻串联微安表或高值电阻分压器直流电压的测量方法(a)高值电阻串联微安表 (b)高值电阻分压器2）用静电电压表测量：直流电压的平均值3）球隙测量：直流高压的峰值3.直流高压试验的特点及适用范围1) 直流耐压试验中只有微安级泄漏电流2) 试验时可同时测量泄漏电流，测量电压高。

更容易发现缺陷3) 直流高压试验比起交流耐压试验，绝缘没有极化损失，局部放电轻的多，避免了被试品的绝缘损坏。

4) 易于发现某些设备的局部缺陷。

五、各种预防性试验方法的特点11121222U IR R R U U kU R =+==序号试验项目能发现的缺陷1 测量绝缘电阻及泄漏电流贯穿性的受潮、脏污和导电通道2 测量吸收比大面积受潮、贯穿性的集中缺陷3 测量tgδ绝缘普遍受潮和劣化4 测量局部放电有气体放电的局部缺陷5 油的气相色谱分析持续性的局部过热和局部放电6 交流或直流耐压试验使抗电强度下降到一定程度的主绝缘局部缺陷7 操作波或倍频[u1] 感应耐压试验（只限于变压器类设备）使抗电强度下降到一定程度的主绝缘或纵绝缘的局部缺陷六、高电压试验发展趋势60年代后期以来，高电压技术在电工以外的领域得到广泛应用；同时，也不断采用新技术以发展自身。

前者主要指高电压技术在粒子加速器、大功率脉冲发生器、受控热核反应研究、航空与航天领域的雷电和静电控制与防护、磁流体发电、激光技术、等离子体切割、电水锤进行海底探油、冲击加工成型、人体内结石的破碎，以及静电除尘、静电除菌、静电喷涂、静电复印等方面的应用。

高电压领域中采用的新技术则包括利用电子计算机计算电力系统的暂态过程和变电所的波过程；采用激光技术进行高电压下大电流的测量；采用光纤技术进行高电压的传递和测量；采用信息技术进行数据处理等。

这一切构成了高电压技术近年来发展的一个重要方面。

另一方面，高电压技术对于进一步发展超高压、特高压输电继续起着重要的推动作用。

一些国家正在沿着传统的“外沿发展模式”，继续开展更高一级电压，例如1500～1800千伏特高压输电的科研工作。

而美国和苏联的一些学者，则另辟蹊径，利用电力电子技术的新成就，对现有的超高压电网研究技术改造、扩大传输容量的技术。

例如，苏联一些学者，研究利用静止补偿装置，对500千伏输电系统进行全补偿。

这种输电系统，只存在回路电阻而无感抗，因而已不存在系统稳定问题，传输容量只决定于电阻值和导线载流能力，因而改造后的500千伏输电系统，其输电能力可达到百万伏级特高压输电系统的水平。

这种“内涵发展模式”正在引起科学界的广泛重视。

与此相似，美国也正在研究利用静止补偿装置，对存在严重电磁兼容性问题的超高压输电线段施行局部的分段补偿，以解决过去要对全系统进行改造的问题。

参考文献:1.高电压技术/马永翔, 北京-北京大学出版社2009.012.高电压技术/周浩、余虹云、陈剑萍编著，浙江大学出版社20073.高电压技术/赵智大, 中国电力出版社2006.084.高电压试验技术/ 张仁豫，陈昌渔，王昌长编著，清华大学出版社2010.06绝缘配合在特超高压电网发展中的意义摘要：我国电力需求迅猛增，特超高压输电势在必行；大力开展特高压输电技术的研究，其核心问题就是特超高电压的绝缘配合。

关键字：电力需求、特超高压、绝缘配合、绝缘水平一、我国电力需求迅猛增随着国民经济的快速发展，我国电力市场进入了新一轮景气循环，城市化和重工业化的高速发展带动了电力需求的强劲增长。

工业用电是推动全社会用电量高速增长的主要力量。

2004年我国工业用电量增长16.4％，金属矿采选业、金属冶炼压延加工业和交通运输及设备制造业等重工业行业的用电量增长率维持在20％以上。

城市化速度的加快对电力的增长起了推波助澜的作用。

目前中国人口只有37％居住在城市地区，低于世界50％的平均水平，而发达国家高达70％，因此随着城市化进程加快将有更高比例的人口涌向城市。

随着人口趋向城市，用电量必然加剧，因为在中国,城乡用电量有很大的差别，农村居民用电量不到城市居民用电量的40％。

我国能源消耗量继美国和俄罗斯之后,列世界第三位，发电量和装机容量也居世界前列。

在2001～2025年之间中国电力的增长速度将是世界平均水平的两倍。

2004年全年装机容量达到44070万kW，比2003年增长12.6％，电力投资增长45.5％，达4800亿元；2005年电力需求的增长预计在10％～12％之间，新增装机容量在6500～7000万kW。

2005~2007年，我国将新增电力1.80亿kW，到2010年我国电力装机容量将达6亿kW, 2020年将达到10亿kW。

从2004年到2020年，我国电力将翻一番。

二、特超高压输电势在必行我国能源资源和生产力发展呈逆向分布，能源丰富地区远离经济发达地区。

我国2／3以上的经济可开发水能资源分布在四川、西藏和云南，2／3以上探明煤炭资源分布在山西、陕西和内蒙古。

东部地区经济发达，能源消费量大，能源资源却十分匮乏。

西部能源基地与东部负荷中心距离在500～2000km左右。

特高压具有跨区域、大容量、远距离、低损耗输电优势。

以百万伏级交流为例，1回1000kV输电线路可替代4～5回500kV交流线路，线路回数的减少，可节省线路走廊，可使输送单位容量的价格降低，而且可使电网更加坚强，有利于解决短路电流过大而超过开关容量极限的问题。

中国的资源中心在西部，能源负荷中心在东部，采用特高压输电技术可实现更大范围的资源优化配置，特超高压输电势在必行！三、高电压和绝缘配合绝缘配合的根本任务，就是正确处理过电压和绝缘这一对矛盾，以达到优质、安全、经济供电的目的。