13 高电压技术综合试验指导书.doc

第1页：高电压综合实验指导书封面

高电压综合实验指导书封面

• 资料名称：高电压综合实验指导书
• 用途：配合高电压技术课程实验环节使用

第2页：实验指导书前言

实验指导书前言

本指导书根据我校教学的实际情况，并结合多年来的教学实践编写而成的，同时本指导书的编写及新增实验的开发得到校教育改革基金的资助，是教改项目“高压实验室综合性、研究型（开放性）实验体系的建设”的一个重要子项目。本指导书主要作为高电压综合实验的指导用书，并作为农业电气化与自动化专业的电气设备高压试验教学环节的指导书，其中高电压综合实验做全部的实验内容，电气设备高压试验做前四个实验内容。

通过这些实验内容的开设力求让学生对常见的各种高电压试验方法、试验设备及试验内容有更深刻的认识和了解，达到书本上的理论知识和实践有效结合，提高学生探索性创造性思维的目的。此次指导书的修订是由华北电力大学高压实验室王永强、张重远同志共同完成。

由于水平和时间有限，书中若有不对之处，敬请使用者多提宝贵意见。

第3页：高压试验的基本要求

高压试验的基本要求技术理论的重要环节，目的在于培养学生熟悉和掌握基本的高压试验方法和操作技能，巩固和验证所学理论知识，培养学生理论联系实际、分析试验现象和解决问题的能力。高压试验的基本要求：学生应根据试验目的拟定试验线路，选择所需仪表，确定试验步骤，测取所需数据，进行分析研究，得出必要结论，提出试验报告。

在试验过程中，要求学生严肃认真，遵守高压试验室各项规章制度，树立安全第一的观点，以严谨踏实的工作作风作好每一个试验，培养实事求是的科学作风。具体的试验要求如下：一、试验前的准备试验前应认真复习高电压技术课程相关章节，阅读试验指导书，了解试验目的、原理、内容、方法与步骤，明确各个实验的注意事项，画出试验接线图，有些可到实验室对照实物预习，按实验项目准备好记录表格等。

试验时，经指导教师检查认为作好了试验的准备，方允许进行试验。实验前必须记牢高电压实验的安全操作规程，坚决杜绝人身事故。

二、试验的进行1、建立小组，每组3人以上，合理分工。2、试验时应先熟悉所用设备，选择必要的测量仪表，记录所用的设备和仪表的规格型号和试验时的大气条件。

第4页：高压试验室安全制度

高压试验室安全制度措施对试验人员的人身安全是非常重要的。为确保人身安全，高压试验室应具备一些基本安全措施，试验人员应严格遵守安全操作规程。

下列各点应引起足够重视。1、遮拦设置金属网遮拦，防止无关人员进入危险区或工作人员误入。

安全遮拦与高压设备的最小距离如下：1MV以上的交流或直流电压1MV以上的冲击电压最小距离（不论何种电压及幅值大小）50cm/100kV20cm/100kV50cm安全遮拦应互相可靠联接并接地，且应悬挂警告牌（注意！高压危险！

）试验正在进行时，禁止携带金属物品从遮拦附近通过。2、安全闭锁高压试验装置的每一道门都应装设安全开关，仅当试验装置所有的电源都切断时，才能将门打开。

第5页：第一章绝缘电阻

第一章绝缘电阻、吸收比和极性的测定一、试验目的1、学习并掌握变压器绝缘电阻、吸收比测量的测量方法。2、掌握变压器绕组极性的测定方法。

二、试验内容1、了解测定绝缘电阻和极性的重要性。2、用兆欧表测量绝缘电阻。

3、测定单相变压器绕组的极性。4、测定三相变压器的绕组极性。

5、计算吸收比。三、试验设备三台230V/10kVA一只2500V1.变压器D9型2.兆欧表（摇表）3.数字式万用表一只4.单相调压器TDGC—2型一台5.电池1号1.5V6.开关一只7.导线若干四、试验原理一只1、按照〈电力变压器试验导则〉要求，绝缘电阻试验是必做试验。

第6页：当测量高低压绕组之间的绝缘电阻

当测量高低压绕组之间的绝缘电阻时，可采用外壳屏蔽法。如图1。

2所示。这种接线方式的优点是可消除表面泄漏电流的影响，测得高低压绕组真实的绝缘电阻。

不足的是不能用来测量绕组对地的绝缘电阻。3）套管屏蔽法。

若被试绕组为高压绕组，则屏蔽应放在高压绕组的套管上，根据低压绕组接地与否，又可以分为两种接线方式，如图1、3所示。五、试验步骤1、绝缘电阻1)接线图见前图1、1所示。

第7页：泄漏电流的温度换算

泄漏电流的温度换算的温度换算

当K≥1.3时，认为绝缘干燥，而以60s时的电阻为该设备的绝缘电阻。2、单相变压器的极性测量通常采用直流感应法和交流电压加减法1直流感应法如图2.3所示，将电池接在高压端，直流电压表接在低压端，其极性互相对应.当闭合开关的瞬间，电压表的指针因感应电势作用而向某一方向偏转，如果向正方向偏转，即为减极性，向负方向偏转，即为加极性.2交流电压加减法如图2.4所示，将高压绕组端子A与低压绕组端子a短接，在高压绕组AX两端子上施加100V交流电压，然后测量高压绕组X端子与低压绕组的x端子之间的电压.如果测得电压低于高压侧外加电压，近似高低压绕组之间的电压差，即为减极性.相反，如测得电压高于外加电压，近似于高低压绕组之间的电压和，即为加极性.与直流感应法一样.六、注意事项vii.viii.i.调压器的输出电压为零时合、分开关。

ii.每次测量后要放电，不少于2min。iii.注意操作及测量时的安全，勿接触带电部分；每次接、拆线一定要拉闸，不要带电操作。

iv.测量电压不要超过电压表的量程。v.要均匀地摇动兆欧表，待指针稳定后再读数。

第8页：电压比测量和组别鉴定

电压比测量和组别鉴定的1.学会用双电压表法测量电压比。2.掌握鉴定三相变压器联结组别的方法。

二、试验内容3.电压比的测定。4.联结组别的测量。

三、试验设备1.变压器D9型三台2.三相调压器TSGC—6型230V/10KVA一台6KVA3.单相调压器TDGC—2型一台4.电压表一只5.数字式万用表一只一只若干6.开关7.导线四、试验步骤1、电压比1）接线图如图2。1所示。

2）步骤当额定电压比不大时（KN<5）,可以从低压侧励磁，直接用电压表同时测量低压和高压电压。当高压感应电压比较高（KN>5）不能用电压表直接测量时，采用从高压侧励磁，用互感器配合电压表测量高压，而低压直接用电压表测量感应电压。

第9页：②分别用电压表测量各要求

②分别用电压表测量各要求值，记录数据。③应用公式计算下列各数值：UBb=UCc=UAB-UabUAB/Uab=KNUAB=KNUabUBb=UCc=Uab（KN–1）=M22UBc=UCb=√（UAB+ Uab-2 UABUabcos60。

）=√（U2-U*U+U2）=U√（1-K+K2）=NABABabababNN2NN2）R=U‘√（1+ √3K+KL=U‘√（1+K+K2）2NNQ=U‘√（1-√3K+K2）2NNN=U‘√（1-K+K2）2NN2N2）P=U‘√（1+KM=U‘（K–1）2NT=U‘（1+ K）2N式中，U‘——试验中低压侧的线电压（V）2KN——被试变压器的额定变压比④查附录1，可知符合那种组别，并验证。五、注意事项1、调压器的输入端与输出端不要接错。

2、在测定三相变压器的相间极性时，请用内阻尽可能高的电压表来测量，否则会引起测量结果的较大的误差。3、测定联接组别时，变压器的原边A，B，C三相绕组应加上正序的三相电压。

4、研究三相变压器的谐波实验时，变压器一定要施加额定电压。七、思考题1、为什么要进行联接组别的测定？

第10页：西林电桥与静电电压表

西林电桥与静电电压表

1所示，正接线如图3。2所示。

2）试验步骤1.选择电桥分流器。按附录2，或实测10kV以下试品的电容电流，然后根据附录3选择。

按接线图接好线路，检查无误。2.将检流计灵敏度旋钮、调压把手、tgδ%、R3都置于零位。

第11页：电桥平衡的调节步骤

电桥平衡的调节步骤

记下R3、ρ、tgδ%、分流器读数和温度。8.将灵敏度降到零，±tgδ开关转到“接通2”放大检流计灵敏度至最大，如光带不扩展，证明无磁场干扰。

退回调压器断开电源。（如有磁场干扰则须调平衡再次记录R3、C4、tgδ取两次平均值）。

9.接通并升高干扰电压，在电场干扰下调电压平衡，然后倒相再调平衡，、记下读数，据两次数据计算测量结果。按下式计算tgδ。

第12页：泄漏电流测量及直流耐压

泄漏电流测量及直流耐压的1、掌握获得直流高压的方法。2、掌握泄漏电流的高、低压测量方法及屏蔽的使用。

3、学会应用泄漏电流求绝缘电阻。4、掌握通过泄漏电流、吸收比分析绝缘状态的方法。

5、掌握直流高压发生器的基本原理、接线、元件及整体结构。6、了解直流耐压试验的试验方法二、试验内容1、测量泄漏电流。

2、比较屏蔽的作用。3、用高压直流试验装置做以上试验。

第13页：按高压测量接线进行试验，测量步骤

按高压测量接线进行试验，测量步骤同上。表120oC值测量温度有屏蔽无屏蔽相别项目A上高压测量泄漏电流μAA下A上低压测量A下2、用直流高压装置测量如图4。

2所示，可以用直流高压发生器，直接产生直流高压来测量以上数据，熟悉其的使用，并比较结果。五、注意事项1、吸收比是同一设备两个电阻的比值，故排除了绝缘结构的几何尺寸的影响。

2、经指导教师检查后通电，施加直流电压3、试验中如有击穿、闪络、微安表指针大幅度摆动或电流突变等异常现象，应马上降压、切断电源，查明原因经处理后再做。4、每次改换实验接线时，都必须断开电源，用接地棒对电容器充分放电。

5、直流电路的接地端应自成闭合回路，再与实验室的地相连。六、思考题1、加在试品上的电压是什么极性？

第14页：第五章变压器的空载试验一、试验目

第五章变压器的空载试验一、试验目的1、熟悉和掌握变压器的试验方法2、通过空载试验，确定变压器的参数及运行特性3、了解参数对变压器性能的影响二、试验内容1、单相变压器的空载试验。2、三相变压器得空载试验。

3、绘出空载特性，总结参数对变压器性能的影响。三、试验设备0-300-600V一块2.5-5A一块0-300-600V2A低功率因数COSΦ=0.2两块1.交流电压表2.交流电流表3.单功率表4.三相调压器5.交流电源输出0-433V，0-8A一台380V一个四、试验步骤1.单相空载1接线图，如图5。

1所示。2试验步骤①调压器手柄置于输出电压为零的位置时合电源。

②逐渐调节电压使U10=U1e，记下I10，P0值，填入表1。表1试验结果单位名称伏U10安I10瓦P0③作空载曲线。

第15页：试验步骤①检查接线

2试验步骤①检查接线无误，调压器置于输出电压为零的位置时合电源②转动手柄调压至1.1~1.3倍额定值，然后从上而下测量，记下空载电压、空载电流及功率值，测5~6个点.在额定电压附近点应取得密一些.记录在表2中③将调压器退回零位，断电，拆线。表2P0（W）I0（A）U0（V）测量内容P02P01IcIbIaUcUbUa仪表编号测量值五、试验原理1、单相变压器的空载试验是在变压器的一侧加上额定频率的交流电压，另一侧开路，测取加压侧的电流、电压和损耗。

通过空载试验所测得数据，可以测绘出空载电流I0、空载损耗p0及空载U0的关系曲线。2、三相变压器的空载试验是在一侧开路，另一侧施加额定频率的交流电压，通过空载试验可以求出一相等值电路的励磁参数。

六、注意事项1.通常空载试验在低压边，加电源2.注意线路中电流表和电压表的布置应按高阻抗接法，电流表应该接在靠近变压器端3.注意低功率因数功率表的正确使用和读数七、思考题1、能否用一个瓦特表测量三相变压器的空载功率？第六章变压器的短路试验一、试验目的1.学习测量变压器短路参数的方法2.通过短路试验，确定变压器的参数及运行特性。

3.了解参数对变压器性能的影响。二、试验内容1、单相变压器的短路试验。

第16页：短路电压Ud、短路电流

短路电压Ud、短路电流Id及短路功率pd。四、试验设备0-300-600V一块2.5-5A一块0-300-600V2A低功率因数COSΦ=0.2两块输出0-433V，0-8A一台380V一个1、交流电压表2、交流电流表3、单功率表4、三相调压器5、交流电源五、试验步骤1、单相短路1）接线图，如图6。

1所示。2步骤①如图6。

1接线，高压边通过调压器接于电源，低压边短路。②监视电流表，缓慢地增加电压，至电流达到变压器高压边的额定电流（Ik=I2e）时为止。

③读取Ik，Uk和Pk。④将电压降到零，从线路上取出仪表，拉开刀闸。

第17页：实验记录表格与思考题

实验记录表格与思考题

第七章工频耐压试验一．实验目的1.掌握工频试验变压器耐压的试验接线方法；2.掌握工频耐压试验的原理和作用。二．实验设备1.升压YDJ5/50型试验变压器一台（包括保护水电阻）；2.直径10mm保护球隙一台；3.Q3-V型7.5–15–30KV静电电压表一只；4.分压电阻测量系统（包括分压电阻并联的电压表）；5.试品变压器三台；6.KG-50TYPE控制柜调压器一台；7.导线若干。

三．实验接线图工频耐压试验的接线图见图7-1所示，三台单相变压器的接线图见图7-2所示图7-1工频高电压试验接线图

第18页：实验接线中的元件说明

实验接线中的元件说明

低压静电电压表；G-测量球隙（可作保护球隙）；Cx-试品图7-2三相变压器工频耐压试验接线四．实验原理变压器的工频耐压试验是鉴定变压器绝缘强度（主绝缘）最有效的方法，也是保证变压器安全运行,避免绝缘事故的重要试验项目。该项试验可以发现变压器的集中性绝缘弱点，如绕组主绝缘受潮或开裂.绕组松动.引线绝缘距离不够，绝缘上附着污物等缺陷。

此项试验属于破坏性试验，也是对变压器绝缘进行的最后检验项目。它必须在前述绝缘电阻.泄漏电流，介质损失角正切（tgφ）值等项试验合格之后进行，以免引起不必要的绝缘击穿和损坏事故，造成检修工作的困难。

变压器只有在1min工频耐压试验合格之后，才能投入运行，有关电力变压器工频耐压试验标准如表7-3所示。表7-3电力变压器工频耐压试验标准（t=1min）6044352015106320.5及以下额定电压(KV)140958555453525185出厂试验电压（KV）120817247383021154交接，大修试验电压（KV）1057164413426191382运行中，非标准产品的试验电压（KV）在操作中为了防止操作瞬变所引起的过电压，接通试验回路时，应尽量使输出电压接近从零开始，最高不得使接通试验回路时的电压高于试验电压的1/3。

第19页：源断开的情况下

源断开的情况下，同时挂好接地棒，方可靠近或接触这些设备。2.试验中如果发生异常情况（如在试验电压下，1min内发生试品击穿或者闪络等），应立即跳闸，切断高压电源，并将调压器降到零位，再切断电源，排除异常。

七．实验报告要求1.绘出总的接线图，标明各个元件，设备，仪器和仪表的型号，规格和主要参数。；2.分别记录3组分压电阻和静电电压表读出的变压器高压侧的电压数值U1,U2，记入表7-4；表7-4数据记录比较表U2U1组别1233．分析造成两个读数不同的原因。

八．思考题1.进行工频耐压试验时，对试验的波形有什么要求？2.进行工频耐压试验时，保护水阻的阻值及其外绝缘应如何考虑？

第20页：附录1~附录3 对照表与分流器选择表

本页为实验指导书附录，含“二电压表法测量变压器联结组别对照表”（附录1）与“选择分流器位置参考表”（附录2）等内容，原文件中表格数字与文字粘连，暂未还原为结构化表格。

说明：本页表格因源文件数字粘连无法安全切分，需对照原课件图片人工补全。

第21页：电领法测量套管绝缘

电领法测量套管绝缘

测tgδ时，如果电领加高压，导杆接地；称为冷电领试验。此方法可以提高电领附近套管绝缘的电场强度，有助于发现这些部分存在的局部缺陷。

现场中多采用热电领试验。分为a）单电领法和b）多电领法。

a）只在套管的某两个裙间缠绕电领，先将电领紧密地缠绕在顶部的第一个裙边下的瓷壁上，电领加试验电压，导杆和法兰均接地。然后按正常操作步骤进行测量，测出结果后下移一个裙边，依次测出各部分的tgδ值，以检查缺陷的部位。