高电压技术电气设备绝缘试验讲解学习

（a）决定波前时间； （b）决定半峰值时间
二、冲击电压发生器的基本原理
如需更高的冲击电压，可采用多级的冲击电压发生器。
多级冲击电压发生器工作原理：其工作原理概括起来 说就是利用多级电容器并联充电，然后通过球隙串联 放电，从而产生高幅值的冲击电压。
发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先 由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于1923年 获得专利，被称为马克思回路
第六章 电气设备绝缘试验（二）
工频高压试验 直流高压试验 雷电冲击高压试验 操作冲击高压试验
§6-1 工频高压试验
工频耐压试验是在电气设备上施加规定的工 频试验电压并保持一定的时间，以考验绝缘 能否耐受该试验电压的作用。
工频高压试验能有效发现绝缘中危险的集中 性缺陷，是检验电气设备绝缘强度最有效和 最直接的方法。
冲击电压的一般表达式：
u2= U1[exp（-t/τ1）- exp（-t/τ2）]
时间常数：τ1和τ2 1.2/50μs的雷电波：τ1＞＞τ2
u2由两个指数分量相加构成 波前时间Tf由较小的时间常数τ2决定； 半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数τ1决定
冲击电压的产生
冲击电压发生器的基本回路 (a)低效率回路 (b)高效率回路
T3的容量为S T2的容量为2S T1 的容量为3S
n级串级装置的容量利用率
可见，随着试验变压器串接台数的增加，利用 率降低，实际中，串接的试验变压器台数一般 不超过三台。
§6-2 直流高压试验
➢ 在被试品的电容量很大的场合，用工频交流高
电压进行绝缘试验时会出现很大的电容电流，这 就要求工频高压试验装置具有很大的容量，这时 常用直流高电压试验来代替工频高电压试验。 ➢ 工频高电压-整流器-直流高压，倍压整流-直流 高压串级装置-更高直流电压。

高电压设备的绝缘检测与维护
01
02
பைடு நூலகம்
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定期检测
按照规定的周期对高电压 设备进行绝缘检测，及时 发现并处理存在的隐患。
预防性维护
采取一系列预防措施，如 保持设备清洁、定期更换 绝缘材料等，以降低设备 发生故障的风险。
应急处理
在设备出现故障时，采取 紧急措施，如切断电源、 释放残余电荷等，以保障 人员和设备安全。
通过直接对设备施加高电压来检测设备的耐压水平，是常用的试 验方法。需要使用高压电源、变压器、调压器等设备。
冲击试验
模拟雷电过电压等瞬态冲击过程，对设备进行耐压检测。需要使用 冲击电压发生器、脉冲电流发生器等设备。
介质损耗角正切值试验
通过测量绝缘材料的介质损耗角正切值，评估其绝缘性能。需要使 用高压电桥、介质损耗角测量仪等设备。
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电力系统中的高电压与绝 缘问题
电力系统中的过电压现象及其防护
过电压现象
过电压是指电力系统在特定条件下所 出现的超过正常工作电压的异常电压 升高现象。
过电压的分类
过电压防护措施
为防止过电压对电力系统的危害，应 采取一系列防护措施，包括安装避雷 器、限制操作过电压和改善设备绝缘 等。
根据产生原因，过电压可分为雷电过 电压、操作过电压和暂时过电压等。
对策
为减少对环境的负面影响，应采取一系列环保措施，如使用环保型绝缘材料、回收废弃物、减少能源消耗等。同 时，应加强设备的维护和保养，防止油渍泄漏等污染物排放。
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绝缘检测的基本原理与技术
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电场法 利用电场测量技术，通过测量绝缘材料的电场分 布，评估其绝缘性能。需要使用电场测量仪等设 备。

第五章 电气设备绝缘试验
★电气设备绝缘试验的意义
√为了保证电气设备乃至整个电力系统的安全可靠运行，必须恰 当的选择各种电气设备的绝缘(包括绝缘材料和绝缘结构)，使之 具有一定的电气强度，并且使绝缘在运行过程中保持良好的状态。 √但是由于种种原因，绝缘仍然是电力系统中的薄弱环节，绝缘 故障通常是引发电力系统事故的首要原因。
★绝缘电阻：一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综 合性特性参数。 ★吸收比（K）：通常用时间为60s与15s时测得的绝缘电 阻之比表示。
K R R 60 15
√绝缘良好时，最后稳定的绝缘电阻值较高，而且要经过较 长的时间才能达到稳定值。 √绝缘受潮或存在某些穿透性的导电通道，不仅最后稳定的 绝缘电阻值很低，而且还会很快达到稳定值。 √吸收比可反映绝缘电阻随时间而变化的关系。如绝缘良好， 吸收比应大于某一定值。
备制造过程中产生潜存下来的，还有一些绝缘缺陷则是在设备 运行过程中在外界影响因素的作用下逐渐发展和形成的。
★绝缘缺陷 按绝缘缺陷存在的形态而言，绝缘缺陷可分为两大类： √集中性缺陷：如绝缘子瓷体内的裂缝，发电机定子绝缘因 挤压磨损而出现的局部破损，电缆绝缘层内存在的气泡等; √分散性缺陷：如电机变压器等设备的内绝缘受潮，老化， 变质。
f (RX )
★兆欧表的接线 √端子：线路端子（L）接被试 品的高压导体；接地端子（E） 接被试品外壳或地；屏蔽端子 （G）接被试品的屏蔽环或别的 屏蔽电极。 √屏蔽端子的作用：在被试品 表面圈一金属屏蔽环极，并将 此环极接到兆欧表的端子G，使 被试品表面的漏导电流直接由 端子G流回发电机负极，从而排 除表面漏导电流对被试品体积 绝缘电阻测量的影响。
√对于高压线路和高压电气设备，如电力变压器、高压电机 等，测量前各相都要对地放电。 √测量时必须确认被测物已切断电源，也不可能受其它电源 感应带电。禁止在雷电或邻近设备带有高压电的情况下测量。 √在测量电缆线路、电容器、电机和变压器等电气设备绝缘 电阻时，由于兆欧表要向它们所存在的电容充电，所以测量 结束后，应对被测物短路放电。 √为了安全起见，测量时两手不能同时接触兆欧表的两接线 柱或其测量导线的金属部位。 √测量中如指针已经指零，则应立即停止摇动手柄，以免烧 坏表头。

B
Ae T
=f(T) 或 R= f(T)
T
R
在测量电介质的电导或绝缘电阻时，必须
注意温度。
.
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§1.3 电介质的损耗
一. 电介质损耗的基本概念 1. 在电场的作用下，电介质由于电导引起的损耗和有 损极化（如偶极子极化、夹层极化等）引起的损耗， 总称为电介质的损耗。 2. 等值电路： (1) 细化等效电路（从物理概念出发） R lk ——泄漏电阻，代表电导损耗。 C g ——介质真空和无损耗极化所形成的电容，代表 介质的无损极化。 R p ——有损耗极化形成的等效电阻. 代表各种 C p ——有损耗极化形成的等效电容. 有损极化
.
37
§2.2 气隙的击穿特性
静态击穿电压U。——长时间作 用在间隙上能使间隙击穿的最低 电压。 击穿时间tb——从开始加压的瞬 时起到气隙完全击穿为止总的时 间称为击穿时间。
tbt0ts tf
.
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(1)升压时间t0——电压从零升到静态击穿电压U0所需的 时间。
(2)统计时延ts——从电压达到U0的瞬时起到气隙中形成 第一个有效电子为止的时间。
介质在电气设备中是作为绝缘材料使用的。
电介质的电气特性分别用以下几个参数来 表示：即
➢ 介电常数εr——电介质的极化
➢ 电导率γ（或电阻率ρ）——电导 ➢ 介质损耗角正切tgδ——损耗 ➢ 击穿场强E ——抗电性能
.
6
§1.1 电介质的极化
一．极化的定义与作用：
1．极化：电介质在电场作用下发生的束缚电荷的 弹性位移和极性分子的趋向位移的现象，叫极化。 2．作用：削弱外电场。
电子崩（α）过程
阴极表面二次发射 (γ过程）
正离子
图 2-1 低气压、短气隙情况下气体的放电过程