高电压技术实验指导书讲解.doc

高电压技术实验指导书高压实验室编写目录高压实验室实验规程 …………………………………………………3实验设备简介 …………………………………………………………5实验一 直流电场中空气间隙的放电特性 …………………………7实验二 沿面放电和液体、固体介质的绝缘强度试验 ……………………………………………………11实验三 绝缘电阻的测量和直流泄漏试验 …………………………21实验四 介质损耗角正切的测量 ……………………………………26实验五 电缆中的波过程 ……………………………………………32实验六 接地电阻的测量 …………………………………………34实验七 交流耐压实验 ……………………………………………38高压实验室实验规程为了保障人身及设备的安全,凡进入高压实验室进行试验或工作以前,必须仔细学习本规程并在实验或工作中严格遵守,以确保设备及人身安全1、 在做实验前，同学必须先预习并掌握实验指导书中的内容，实验前由指导教师提问，无准备者不得做实验2、 实验前每组必先选一位同学为组长，负责指挥全组同学的实验，如负责研究确定实验方案、人员的分工和实验进行过程中的安全等事宜。

3、 未经许可，不得动用实验室的设备、仪表、未熟悉本规则及各项设备操作程序者不得进行实验4、 实验前，应先熟悉设备及线路，检查设备及仪表有无损坏，实验前或实验中如发现损坏，立即报告指导教师5、 严格执行监护制度，任何人在无监护人时不得进行高压试验工作，监护人发现有不熟悉或违反操作顺序时，有权停止其试验工作6、 在合电源以前，应先仔细检查线路是否正确，接地是否可靠，各不同电位部分之间的安全距离是否足够，然后再请指导教师检查在未经指导老师许可以前，不能私自接通电源7、 接线经指导教师检查无误后，撤除高压部件（变压器、电容器、电缆等）上的接地线，人员撤出安全围栏关门后，方可接通电源，在合电源时，必须招呼全组同学“注意！合电源！”在合电源后加高压前再招呼“高压有电！”务必使全组同学都能听到，方可以合高压电源，然后按操作顺序进行操作8、 在实验中操作电源者，应该随时注意电表读数，不得离开岗位，亦不得与旁人闲谈如发现异常现象，应立即拉开电源，有问题需要讨论时，也应首先切断电源开关9、 在实验中不得接近高压电源和带电设备，保持必要的安全距离、以免发生危险为此，在高压设备周围设有安全遮栏，试验人员应站在遮栏之外，但不允许将头或手伸入安全遮栏内。

10、 改动接线或更改试验设备前，应先拉开电源，同时将接地棒挂于具有电容的变压器、球隙、电容器等设备上全部进行放电，并加以接地在未亲眼见到接地前，不得接近或触及高压设备11、 在实验中如发生事故或异常现象时，应立即切断电源，检查线路和设备，当发生不幸的人身事故时，应立即采取措施进行急救12、 试验完毕后，必须将全部高压设备用接地棒放电并接电，尤其是做电容器和电缆的试验后，务必仔细放电，然后拆除接线，并将试验场所恢复整齐，并将设备仪器及被测物品整理好，经指导教师检查后，方可离开实验室13、 使用调压设备时，每次加高压前必须检查调压器是否在零位，防止在未退至零位时就投入高压电源而产生冲击，损伤试验设备的绝缘和得到不正确的试验结果，每次切除高压时，必须将调压器退至零位，避免产生冲击损坏设备和防止下次通电时突然加上高压14、 做高压实验时，必须严肃认真，每个人必须注意自己的动作，同时也得照顾旁人的动作，以免发生危险15、 每次实验时，应有记录人，记录要整齐清洁，实验完毕后要请指导教师签字，签字完毕才能拆线，如有问题需要重做16、 凡进入高压实验室进行实验的同学，必须遵守纪律，遵守实验室规则和一切操作程序，保持实验室整洁，服从指导教师指导，违反者暂时停止其实验，使其认识和改正错误后再恢复实验。

高压实验设备简介一、 高压实验控制箱1概述高压试验控制箱，是一种适合现场进行交流耐压试验调节试验电压的设备，加压时具有零位保护；试验过程中具有过电流保护：当试品击穿时，具有瞬间切断电源的保护功能，有效防止击穿点的过份炭化，同时我们可以根据被试品在试验电压作用下电容电流的大小，选择合适的过流保护整定本控制箱专门用来进行多种电压等级的直流耐压试验、直流泄漏电流试验，金属氧化物避雷器试验，绝缘油击穿试验等，本产品具有体积小、重量轻、搬运方便、性能可靠等特点供企业和大中型工矿企业高压试验室（班）必不可少的试验设备之一2、技术数据（1）使用条件：环境温度 0~40摄氏度相对湿度 90%（2）供电电源：220V 10%，50HZ（3）调压器：5KVA，220/0—250V（4）测量精度：1.5%+0.53、 一般操作步骤a) 正确完成全部接线，控制箱必须可靠接地，如果不接地，本控制箱不能工作b) 对试验接线进线认真检查，调压器应在零位，因为内设调压器零位开关，如果不在零位，控制器不能工作c) 过电流保护设定开关，根据需要拨换至合适档位，时间继电器整定至所需时间接通220V电源，使电源进线有电，合上电源刀闸，绿灯亮，表示电源有电。

d) 按下“开”按钮，交流接触器动作，调压器进线侧有电e) 均匀缓慢调节调压器操作手柄，使输出电压表指示值达到预定值，在升降过程中并监视输出电流表，使其不超过控制值f) 如需计时，当试验电压达到预定值后，立即接通时间继电器开关，时间继电器开始计时时，也可用码表等其他计时方式g) 按下“关”按钮，接触器失电，调压器手柄返回，拉开电源刀闸h) 切断进线电源i) 在试验过程中，如发现击穿信号灯亮，说明被试器已击穿，在升压过程中发现击穿现象或不需要计时的试验击穿（如油击穿试验，FS型避雷器等）击穿信号灯不会亮FU1,FU2 熔断器 K 交流接触器及其触点TY 调压器 HY 电流互感器A 电流表 GL 电流继电器及其接点HD 红灯 LD 绿灯FM 蜂鸣器 SJ 时间继电器J1 中间继电器1 零位按钮 2 合闸按钮3 分闸按钮 4 复位按钮实验一 直流电场中空气间隙的放电性一、 实验目的1、 了解产生直流高压的基本设备及其所组成的试验接线方式和操作方法；2、 研究电场的均匀程度对气体间隙击穿电压的影响；3、 研究在极不均匀电场下，电极极性对空气间隙击穿电压的影响；4、 了解极间障对极不均匀电场击穿电压的影响。

二、 实验的基本原理在实际工程应用中，许多电气设备都利用空气作为绝缘介质，因此，对空气间隙的抗电强度和击穿特性的研究在高压技术中具有一定的实际意义，一定距离下空气间隙的击穿电压和空气间隙的电场分布（均匀或不均匀、对称或不对称）、电压作用时间、电压极性、大气条件等一系列因素有关，这些影响因素十分复杂，很难用明确的数学解析式表示，所以在工程上常常是以实验的方法来确定空气间隙的抗电特性，一般采用针——板间隙来模拟不均匀电场的空气间隙，用对称球——球间隙来模拟均匀电场的空气间隙通过测定这两种间隙在不同电压作用下的击穿特性，以决定空气间隙在实际工程中各种击穿电压和电气设备的安全距离1、 电场均匀程度对击穿电压的影响和极性效应图1不同电极下空气间隙的放电电压u与间隙距离d的关系曲线曲线1为球隙的关系曲线；曲线2为负针正板的关系曲线；曲线3为针针的关系曲线；曲线4为正针负板的关系曲线；在均匀或稍不均匀电场的空气间隙中，电场分布比较均匀，不会发生局部放电现象，其电晕起始电压与击穿电压相等，其击穿场强较高，约为30KV幅值/CM左右；在对称的极不均匀电场（针——针间隙）中，电极端部的电场很强，其电晕起始电压比击穿电压要低得多，由于受空间正电荷的影响，在负针处首先出现电晕放电，由于这种间隙电极对称，故电极极性对击穿电压没有影响，其击穿场强，比均匀或稍不均匀电场要低得多。

在不对称的极不均匀电场（针——板间隙）中，其放电过程总是从电场强度最大的地方开始，与电极极性无关，但击穿电压则显著地受极性影响，呈现出很强的极性效应，如图1的试验曲线所示极不均匀电场针——板电极的击穿电压，当针尖为负极性时比正极性时要高得多这是因为针尖附近电晕圈中的正空间电荷对两种电场起着不同的作用在负针正板间隙中，引起碰撞游离的电子向正极运动，针尖附近的正空间电荷起制动作用，正离子迁移率小，滞留在间隙中的正空间电荷产生的附加电场在间隙深处与原电场方向相反，削弱原电场，电子运动速度减慢，而使游离不易发展，即不易形成流注而击穿，故击穿电压较高；但正空间电荷产生的附加电场在针附近与原电场方向一致，加强原电场，使针尖附近的游离更易发展而形成局部的自持放电，故电晕起始电压较低而在正针负板间隙中，空间的正电荷则起了减弱针尖端电场，加强间隙深处电场的作用，促使流注易发展而局部放电困难，故在这种电极情况下，电晕起始电压稍高而击穿电压较低而针——针间隙、两电极对称、击穿电压则介于两者之间2、 极不均匀电场中，极间隙对击穿电压的影响在针——板空气间隙中旋转一薄层固体介质作成极间障，则带电质点的运动在该处受到阻碍，附着在极间障上的带电质点和空间电荷将使极间障两侧间隙的电场发生变化，极间隙对极板间的电场将变得比较均匀，而极间障与针尖间的电场变化情况则与针极极性和极间障之间的位置有关。

在针极为正时，空气间隙的正离子在向负极运动时受到极间障的阻挡而停留在极间障上，由于某种原因同性电荷互相排斥，使正离子在极间障上的颁布大致均匀，使极间障与板极之间的电场变得比较均匀；而在针极与极间隙中的最佳位置（电晕圈边缘处）时，可提高击穿电压3倍左右当针尖为负极时，极间障处在不利位置时，由于针尖与极间障间的电场加强，此处的空气间隙首先击穿，从而导致整个间隙的击穿，甚至会使击穿电压降低三、 实验接线气体间隙放电试验接线图T—高压试验变压器；R—限流电阻；D—高压硅堆；C—滤波电容器;V—电压表；M—球队球电极；N—针对板电极四、 实验内容： 1、 确定球——球电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系曲线2、 确定针——板电极间隙的击穿电压和间隙距离之关系曲线1） 当针为正极性时（2） 当针为负极性时3、 观察上述各种情况下的电晕起始电压4、 在正针负板间隙中保持极间距离a为4厘米时，在针板电极间加入一薄层固体介质（称为极间障），如图所示，极间障离针端的距离a0约为1厘米时，测定其击穿电压，以分析极间障的作用5、 观察在各种电极情况下的放电现象6、 记录设备铭牌及环境条件五、 实验注意事项1、 合闸前应先检查调压器是否在零位。

2、 每次触及试验设备时，必须先挂好接地棒，在试验前必须先检查接地棒的引接线是否可靠接地，特别注意：电容器在短时放电后仍有残余电荷，故在试验完毕后必须先把接地棒挂在电极两端，才能更新电极距离，变更后要拆除接地棒后才可重新加电压3、 在实验中不得接近高压电源和带电设备之周围，保持必要的安全距离，以免发生危险六、 实验报告1、 实验数据p= mbar； t= ゜C； f= 。