实验1 空气间隙放电

实验一空气间隙放电

实验目的

高压试验的全过程，体会升压、闪络、跳闸、降压的全过程。

高压试验变压器的接线与操作。

直流高压发生器与试品的接线与操作。

了解交直流在不同间隙与电极结构情况下，均匀电场和极不均匀电场的击穿电压，以及交直流在强垂直分量电场下的滑闪放电电压。

实验原理

1稍不均匀电场的放电

均匀电场中，由于各点电场强度都是一样的，当施加稳态电压（直流、工频交流），电场强度达到空气的击穿强度时，间隙就击穿了。但日常很难见到均匀电场。

对于稍不均匀的电场，日常见得很多。如球-球间隙，球-板间隙等，以球-球间隙为例，当间隙距离小于1/4D时，其电场基本为均匀电场，当D/4 ≤S≤D/2 时，其电场为稍不均匀电场。

均匀电场的放电电压也可用公式计算，公式为（单位为kV）：

—空气相对密度—间隙距离cm

2不均匀电场的放电

不均匀电场的差别就在于空气间隙内，各点的电场强度不均匀，在电力线比较集中的电极附近，电场强度最大，而电力线疏的地方，电场强度很小，如棒-棒间隙，是一对称的不均匀电场，在电极的尖端处电力线最集中，电场强度也最大。当加上高压后，会在电极附近产生空气的局部放电——电晕放电，电压再加高时，电晕放电更加强烈，致使间隙内发生刷状放电，而后就击穿了（电弧放电）。如棒-板间隙，在尖电极附近电场强度最大，加上高压后，电极附近

先产生电晕放电，而板上的电力线很疏，不会产生电晕。当电压足够高时，棒极也将产生刷状、火花放电，最后导致电弧放电（击穿）。

3滑闪放电

具有强垂直分量的表面会出现明显的滑闪放电。

4极性效应

在直流电压作用下，极性对放电电压有很大影响。这是因为正流注发展所需的平均电场与负流注发展所需的平均电场不同，因此在正负直流电压作用下有明显的极性效应。

实验设备：调压器、试验变压器、放电球隙

电路图

交流放电实验步骤

准备

0．放电杆放电

1．试验变压器导杆接入、旋紧；

3. 使用球－球间隙，将间隙距离调成0.5 cm；

4．按照电路原理图接好电路；

5. 检查接线，关上笼门，先将调压器指针置于最小电压处,归0；

操作步骤

1. 数字高压表置AC、High;

2．接上墙上电源插头，电源指示灯亮；

3．呼叫“高压合闸”口令，按下控制台上的送电按钮（绿）---送电指示灯亮（红）、报警指示灯亮、报警鸣叫；

4. 缓慢升高调压器的值，零位指示灯熄灭；

升压速度规定为：在预期试验电压的75％以前不作规定，但不允许突加，且应保护静电电压表的读数准确，其后以每秒预期试验电压的3％速度均匀上升到闪络。升压速度为1 kV/s；

5. 监视控制台电压/电流表（黑字指示交流0-50KV，红字指示直流0-70KV）和数字高压表；

6．适当高压值球隙空气放电，记下闪络时的电压表的值。

7．调压器缓缓下降，归0；

8．按下停电按扭；

9．放电杆对试验变压器均压球放电。

连续测量5次。

注意：

①．试验时相邻两次闪络试验的时间间隔不少于1分钟。

②．所测连续五次的每个放电电压值与平均值误差不大于5％。

③．控制台上电流继电器调节小，则球隙立即保护，跳闸；控制台上电流继电器调节大，则放电球隙保护电流大，持续放电；

④. 结束5次测量后，打开笼门，用放电杆对高压端进行充分放电。

直流放电试验实验步骤

1．修改接线，接上直流倍压装置---旋出试验变压器导杆；

2．数字高压表置DC、High;

3．其余步骤与交流电压下的相同。

4．特别注意放电杆对试验变压器均压球放电

球－球间隙的距离调整为1.0 cm，重复上述操作；

球－球间隙的距离调整为1.5 cm，重复上述操作；

数据表格

1．大气条件

实验条件大气压力（k Pa）干球温度（℃）湿球温度（℃）2．交流放电电压（KV）

3.交流放电电压

思考题

1. 试验时线路与墙和控制台的净空绝缘距离应如何考虑？

实验报告要求

1. 对实验结果进行大气条件校正。

2. 将校正后所得的稍不均匀电场间隙击穿电压值与经验公式计算所得作比较，分析结果。

3. 分析直流电压下的极性效应。

安全注意事项

1 试验时对试品施加工频电压、直流电压时，升压速度规定为：在预期试验电

压的75％以前不作规定，但不允许突加，且应保护静电电压表的读数准确，其后以每秒预期试验电压的3％速度均匀上升到闪络。升压速度为 1kV/s。

2 试验时相邻两次闪络试验的时间间隔不少于1分钟。

3 以连续五次闪络电压的算术平均值计算，且要求所测连续五次的每个放电电

压值与平均值误差不大于5％。

4 每次试验后，要确保调压器回到零位。