高电压试验概述

高电压实验概述
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！
Abstract: High voltage power system over-voltage test is an important
component of protection, different tests can be found in the different insulation
defects in power systems, high voltage tests on the analysis and comparison,
has very important significance. And the high voltage test can be divided into
many forms, requires a variety of equipment, with a variety of purposes, there
are also some shortcomings, there is a good trend!

关键字：设备绝缘、绝缘电阻、吸收比、局部放电、耐压试验
Keywords: equipment insulation, insulation resistance, absorption ratio, partial
discharge, pressure test

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
AV—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

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

参考文献:
1. 高电压技术/马永翔, 北京-北京大学出版社2009.01
2. 高电压技术/周浩、余虹云、陈剑萍编著，浙江大学出版社 2007
3. 高电压技术/赵智大, 中国电力出版社 2006.08
4. 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

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12
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