南昌大學高壓實驗指導書資料

1、高電壓技術實驗指導書（部分習題集）南昌大學信息工程學院電力系統(tǒng)及自動化教研室目錄高壓實驗學生守則 (1)實驗一 空氣絕緣強度上的極性作用和極間障影響的研究( 2)實驗二沿面放電及絕緣油擊穿 (8)實驗三介質(zhì)損耗的測量 (12)實驗四電纜中的波過程 (16)附錄二接地電阻的測量 (22)附錄三 (24)附錄四 (26)附錄五 (28)高壓技術習題與思考題 (30)高壓實驗學生守則學生進行高壓實驗以前，必須認真地學習下列守則，并嚴格遵守，以確保實驗安全，避 免造成嚴重的人身或設備事故。1未開始實驗前，未經(jīng)指導教師同意，不得進入安全遮攔以內(nèi)，任何時候不要隨意玩 弄試驗室中任何設備。2試驗時應嚴肅認真

2、，思想集中，不要作出妨礙他人工作的舉動。 3實驗過程中每次進入安全遮攔以內(nèi)，必須先切斷高壓設備的電源。作接地棒在高壓 器及有關的高壓電極處接地，將電容器放電并接地。4實驗過程中若需要合上高壓電源，必須先除去高壓變壓器及有關高壓極上的接地棒， 閉上遮攔門，并檢查調(diào)壓變壓器是否在零位。合上電源后電壓應逐漸升高。試驗過程中如有 異常現(xiàn)象，應及時切斷電源。5任何時候在接觸任何高壓設備的高壓部分以前，應先檢查；（ 1）可能帶電的導體是否已經(jīng)接地；（ 2）任何不帶電的金屬部分是否已經(jīng)用導線牢固接地；（ 3）高壓電容器是否已經(jīng)放電并接地；（ 4）供給高壓設備的電源開關是否已經(jīng)斷開（只把調(diào)壓變壓器退到零位不能

3、算電源已 經(jīng)斷開）。6接線需經(jīng)指導教師檢查無誤后才準開始實驗。7每組學生需推定一人負責合閘、拉閘、調(diào)整電壓等操作。另推一人監(jiān)護安全操作。電源合閘時，操作者應聲明“注意！合閘” 。以及其他組同學8情緒不正常和精確萎靡者不得進行高壓實驗。9現(xiàn)場人員不少于二人者不得進行高壓實驗。10 實驗前學生應該認真學習實驗指導書和教材中與實驗內(nèi)容有關的部分， 實驗時應備 好計算器（或計算尺） 。以便隨時核算試驗數(shù)據(jù)。11學生要認真回答指導教師有關本次實驗的提問，多次不能回答問題者，可停止其本 次實驗。12 實驗報告應書寫在規(guī)定的實驗報告上， 實驗報告中應包括本次實驗的目的和實驗內(nèi) 容等有關項目。對本次實驗數(shù)據(jù)和

4、有關實驗現(xiàn)象要認真整理、分析和討論。實驗曲線必須畫 在坐標紙上、實驗報告中的字體應端正清楚，不符合要求的實驗報告應退回重做。13實驗結(jié)束后，學生應整理實驗現(xiàn)場按手續(xù)歸還借用儀器設備，經(jīng)指導教師同意后學 生才能結(jié)束實驗。14實驗報告應在實驗后一周內(nèi)交給教師評閱、考核。 15實驗指導書和發(fā)還的實驗報告至少應保存到本門課程學習結(jié)束為止。實驗一 空氣絕緣強度上的極性作用和極間障影響的研究一、實驗目的1學會高壓實驗的安全技術；2學習工頻試驗變壓器的應用及其運行辦法；3學習交、直流高電壓的測量方法； 4從實驗中闡明極不均勻電場下電極性和極間障對空氣間隙擊穿電壓的影響。二、理論簡悟 空氣間隙抗電抗強度和其擊

5、穿的發(fā)展過程的研究在高壓技術中具有實際意義。 當間隙一 定時，擊穿電壓和電場分布（均勻和不均勻?qū)ΨQ或不對稱）大氣條件，電壓作用時間，以及 電場強度較大的電極極性等一系列因素有關。極不均勻電場的特征是電極間距離遠大于電極本身曲率半徑， 電暈電壓實際上和擊穿電 壓相吻合。極不均勻電場的另一特點是電極形狀的改變，幾乎不影響擊穿電壓， 只是當電場分布不 對稱時（極不對稱電場）擊穿電壓才出現(xiàn)有較大的差別，因此在實際應用中，對于極不均勻 電場中擊穿電壓的估計常利用所謂典型電極（棒 - 棒、棒- 極）的擊穿電壓對間隙距離曲線 （兩電極幾何尺寸相差不多時，可利用棒- 極曲線例如變壓器相間空氣距離，兩電極幾何尺

6、寸相差很大時，可利用棒 - 極曲線例如變壓器接線端對油枕的空氣距離） 。在極不對稱電場中，擊穿過程的發(fā)展總開始于電場強度大的電極近旁，所以這個電極的 極性不同，擊穿電壓也就有極顯著區(qū)別。在圖一中可以很明顯的看到具有極不對稱電場的棒 - 極間隙在正棒時擊穿電壓，遠低于負棒是的擊穿電壓，而從電暈電壓來看棒極為正時則反 較負棒時較高些，要說明這些現(xiàn)象不得不比較詳細的復習一下放電發(fā)展過程。不管棒極為正或者為負間隙擊穿以前， 在棒極附近總首先出現(xiàn)電暈電壓隨間隙距離的變化（Uc：擊穿電壓，Ud：電暈電壓）電暈放電，也即是說在整個間隙中這一區(qū)域內(nèi)空氣介質(zhì) 首先被破壞這里發(fā)生這里發(fā)生游離所形成的空間電荷對間隙

7、擊穿過程是起助長或抑制的作 用，就決定了棒極性不同，在同樣距離下?lián)舸╇妷阂簿陀泻艽蟛顒e的結(jié)果。當棒極為正時，棒極附近的正游子。使間隙原來電場較弱部分的電場強度加強了，這樣 就有利于游離區(qū)域更向負極擴張，容易使游離發(fā)展而形成全擊穿過程。當棒極為負時，緊靠近棒極向負極遲緩移動的正游子，使原來已經(jīng)較弱的電場區(qū)域更加削弱，亦即是對于跑向正極的電子來說，這些正游子，起掣動作用。使游離區(qū)域難于向正極 發(fā)展，不容易形成流注結(jié)果在同一間隙距離下。負棒擊穿電壓要比正棒高的多。正電暈和負電暈不論從其外部現(xiàn)象的視察或分析其放電機構都是有本質(zhì)上的不同。形成自持的電暈放電所必需的二次電子來源，對于負棒主要是從負電極上釋

8、放出來，（藉正游子撞擊陰極作用，特別是陰極表面的光游離，也可能是陰表面的冷放射）。而對于正棒只有Vb1050孔Q750BOO4503001505。l'OO 150 200 250 cm放電距離圖1 在不同極性下棒一板間隙擊穿電壓依靠光電子所進行的空間光游離作用才能形成自持的電暈放電。如果外施電壓為 50周交流電壓，那么間隙的擊穿總在棒極為正的時候擊穿電壓應接近 于直流電壓正棒極的情形，但是空間電荷的形成與積累是需要一定時間的，亦即助長擊穿過程因素的形成不及正棒電壓時有利，所以正頻的擊穿電壓和負棒擊穿電壓差別就減少了一些可以想象到如果沖擊電壓作用下，其差別減少的更多。如果在空氣間隙中放置

9、一層薄層固體介質(zhì)（極間隙），則離子的運動在此外受到阻礙，附著于極間隙的帶電質(zhì)點使電場分布發(fā)生變化，如果從改變電場分布的觀點來看間隙的作 用，那么極間隙的絕緣強度如何是無關緊要的。事實上只在電壓接近于擊穿電壓時，極間隙 的絕緣強度才起重要作用。若兩電極的距離a不變，改變極間隙對棒極間距離a1，擊穿電壓和a1 /a比值的關系如圖二所示。當間隙中具有極間隙時，在極間隙向著棒極的一面，散步著和棒極同以符號的離子，此時極間隙至板極間的一段間隙中電場或多或少的接近于均勻電場。較大部分電壓也承受在這一部分間隙中，這個現(xiàn)象從圖二實驗曲線中的下列事實充分的得到證實。在極間隙時，極性的影響在很大范圍內(nèi)是很了，而且

10、他們擊穿電壓的數(shù)據(jù)也接近與極間隙至極板的均勻電場下的擊穿電壓。在圖中還可以看到，當極間隙過分靠近電極時，極間隙的存在無顯著影響，當正棒時極間隙使擊穿電壓大大提高，而負棒時，在a較大的情況下,很大的范圍內(nèi)極間隙反而降低了擊穿電壓。為了充分發(fā)揮提高擊穿電壓的作用通常極間隙的形狀,常使它接近于電場等位面，以減1-3公分少極間障面電場表面分量。其位置希望靠近棒極，一般不小于140圖2棒一極隙中極間障位置對擊穿電壓的影響（極間障為電纜紙）三、實驗設備和方法實驗室共有二套設備可以做本試驗，二套設備的路線如下圖所示圖3a中若按圖中實線的接法，直流輸出電壓的極性為負的。若按虛線的接法，直流輸出電壓的極性為正。

11、試驗時直流擊穿電壓的讀數(shù)都是根據(jù)高壓試驗變壓器TP1的初級電壓值換算的。換算需利用電壓校正曲線進行。電極的支架采用 Q-15求隙器配用針、板電極，如圖4所示。實驗前必須熟悉試驗設備（型號、規(guī)格、外形）。然后完成實驗接線。安裝好電極后關好安全門才能進行加電壓操作，安裝電極時應測量好極間的距離。（可利用設備本身的標尺，也可以利用量具進行）。0負直流高壓圖3a T1高壓試驗變壓器T2調(diào)壓器 R保護電阻Sr硅堆整流器C高壓電容器 V1 TP1測量電壓表V2靜電電壓表平板電極棒電核手輪加壓前將將接地棒拆除，合電源開關，緩緩升壓，讀出開始放電時的電壓值。每一距離 做三次。取平均值，每次均應把電壓（調(diào)壓器）

12、退到零位，過一段時間，再升電壓到放電。四、實驗內(nèi)容A. 測量交流（或直流）電壓的校正曲線。B. 測量不同電極形狀下間隙擊穿電壓。并確定它和間隙距離的關系曲線。記錄如下表所示：%電、極形狀）壓-1- Y直流1頻正極、負極、1頻直流、1頻5123平 均0電J形狀 wmm 、)壓 <直流1頻正極、負極、1頻直流、1頻10123平 均20123平 均30123平 均40123平 均50123平 均C. 極間障對間隙擊穿電壓影響。針一板極，固定a=50毫米。正棒一 負板間加入極間障（紙屏），繪制u =f （ ai/a）曲線。間隙位置ai （ mm）40302520151052間隙位置 ai/a*1

13、00%擊穿電壓（直流）擊穿電壓（工頻 ef） 擊穿電壓（工頻MAX）D.所有上述實驗結(jié)果，繪制在同一坐標紙上，以便比較。五、實驗注意事項1. 合閘前應先查調(diào)壓器是否在零位。2任何調(diào)節(jié)間隙距離或改變接線時必須先行接地。3. 檢查接地棒（線）的接地是否可靠，注意電容器短時間接地后仍可能有殘余電荷。4. 任何事故下，首先切斷電源。接地后方可接觸設備以處理事故。六、思考題1. 如何繪制交直流高壓測量校正曲線？2. 用金屬板代替極間障其后果如何？有何實際意義？3. 極間障的厚度對放電電壓有何影響？4. 實驗時是否要記錄大氣條件（氣壓、溫度、濕度）？為什么?實驗二沿面放電及絕緣油擊穿、實驗目的1、通過實驗

14、了解在絕緣截至表面的放電現(xiàn)象，觀察三種典型絕緣結(jié)構放電過程中的電 暈，滑閃放電介質(zhì)表面完全放電現(xiàn)象。2、用均勻升壓法，求放電電壓誤差的分布曲線。3、學會用標準油杯對變壓器進行電氣擊穿強度試驗方法。、理論簡述電力系統(tǒng)中所有的高壓電器，如絕緣子、套管等是處在空氣中絕緣的破壞往往首先是 沿固體介質(zhì)表面的空氣擊穿。因此對該類設備的沿面放電電壓（或稱閃絡電壓）應提出一定 的要求，使在正常工作時不應因受過電壓作用而發(fā)生閃絡而導致電網(wǎng)的短路或設備的燒傷。在均勻的電場中若置入一塊介質(zhì)，雖然介質(zhì)的表面是沿電力線放置，但發(fā)現(xiàn)間隙的擊 穿電壓會因介質(zhì)的置入大為降低，這與下列的因素有關：1. 由于介質(zhì)與電極接觸不緊，

15、易導致整個間隙的擊穿（圖a）2. 介質(zhì)表面不平和邊緣效應引起電場不均勻。（圖b）3. 介質(zhì)表面有水份雜質(zhì)引起表面電場的畸變，因而實質(zhì)上二極間已是一不均勻電場。因而放電電壓降低。工程實際中最常見的是圖 b情況下的沿面放電。這是一種不均勻的電場，其特點為沿介質(zhì)的表面。即有切線方向也有法線方向的電場力作用。沿圖放電有兩個階段：當外加電壓值由零值逐漸上升時，在電極附近即產(chǎn)生電暈，隨著作用電壓數(shù)值的上升，電暈變得更激烈，光帶變的更亮。這一階段的特點是電暈放電中火花的電壓降較大（火花通道的電阻值較大）。因此放電不易迅速向前發(fā)展推移。當電壓繼續(xù)上升電暈放電繼續(xù)發(fā)展，即轉(zhuǎn)入沿面放電的第二階段，此時有新的熱游離

16、因素占甚大的作用。新生離子數(shù)目劇增，固體介質(zhì)表面的火花光線很亮，放電火花呈樹枝狀，隨著電壓的 繼續(xù)上升，火花將甚易地向前迅速推移，放電聲音也與第一階段不同，帶有爆裂聲甚響。這種現(xiàn)象標志滑閃放電形成。熱游離過程的發(fā)展程度與火花通道中的電流有很大關系，通道中的電流數(shù)值愈大，熱游 離發(fā)展必然愈劇烈，滑閃放電發(fā)展也愈快，二電極間的沿面放電電壓也將愈低。從圖b中也可以看出，流過介質(zhì)表面單位長度的表面電阻R的電流愈靠近電極就愈大。其中極附近的壓降也最大。也易產(chǎn)生熱游離正是由于表面電容C的分流作用使得沿表面的電流分布不均勻，而表面電阻R是均勻分布的，因而沿介質(zhì)表面的電電壓分布不均勻，C愈大，壓降愈大，則表面

17、電流愈大，電壓分布愈不均勻，沿面放電電壓也就愈低。絕緣子沿面放電電壓（干閃電壓）受到很多偶然因素（隨機因素：如氣壓、氣溫、濕度、 表面狀況）的影響，呈現(xiàn)出明顯的統(tǒng)計性質(zhì)，因此確定絕緣子的干閃電壓，需用統(tǒng)計的方法 來處理實驗數(shù)據(jù)，用均勻升壓法求誤差的分布曲線，將一絕緣子加上交流高壓使其表面閃絡，若做50次N次，然后把實驗數(shù)據(jù)由小到大排列分成若干組，每組間隔的：u相等，若6 -U2 -.也 間隔中有 n即其概率為 比，若u1 -u3 - u2 ,間隙中有2次，即其概率：則N可得到光滑概率密度分布曲線D其上面數(shù)據(jù)取算術平均值。1 Nu平均二求出標準偏差絕緣子閃絡電壓u閃=u平均 3tg：上升,變壓器

18、油在運行中受到電場、溫度、濕度、氧氣、水分、雜質(zhì)等作用。其性能會逐漸變 劣。主要表現(xiàn)為顏色變深（由微黃變?yōu)楹肿厣?、透明度也顯著降低），粘度變大，并有黑色 油泥產(chǎn)生，這稱為變壓器油的老化。水份和雜質(zhì)等東西的存在將油的電阻降低, 耐電強度下降。因此，運行中的變壓器油必須定期試驗，以保證電氣設備的安全運行。三、裝置說明1. 在平一板電極（薄銅板）上放一塊玻璃板，在玻璃板中放一可移的圓柱形電極，再 使電極經(jīng)水電阻接到高壓電源上（如圖E）進行測量沿面放電。圖E圖F圖G2. 在瓷管上安裝好絕緣子形電極（圖F）和套管形電極進行測量沿面放電。3. 用標準油杯測量變壓器油擊穿電壓。四、實驗內(nèi)容及方法1. 如圖E

19、觀察在圓柱形電極周圍發(fā)生電暈的開始電壓（有聲紫色光圈）和滑閃放到介質(zhì)表面完全放電的過程。2. 如圖R、F、G接線，改變電極間的距離，求兩極之間沿距離和擊穿電壓關系曲線 u=f（ L+d），每點做三次取平均值。3. 按圖E接線，把圓柱電極，玻璃板換成絕緣瓷瓶，然后作瓶的干閃電壓，10次、20次、30次，記錄其擊穿電壓數(shù)據(jù)，出電壓分布曲線。4. 在擦洗干凈的標準油杯 （電極距離為2.5mm）內(nèi)注入變壓器油至離杯口 20mm為止。 靜放10分鐘，以消除油中存在的汽加壓試驗，共擊穿 5次。每次間隔13分鐘， 每次用干靜棒除游離碳。5. 實驗結(jié)果記錄在下表： 實驗數(shù)據(jù)處理和分析1. 幾種形式的沿面放電的

20、路徑、特點各有什么不同?2. 繪制u=f（ L+d ）曲線和概率分布曲線。3. 計算絕緣子內(nèi)干閃電壓4. 變壓器油擊穿現(xiàn)象和沿面放電有何不同？思考題1. 空氣擊穿電壓為什么較沿面放電電壓高2. 提高提高沿面放電電壓的措施有哪些？T試驗變壓器G交流檢流器R3 電阻箱C4電容箱E屏蔽電橋平衡條件：RP2 放電器實驗三介質(zhì)損耗的測量一、實驗目的1. 了解QSI電橋的結(jié)構和使用時的注意事項1. 掌握QSI電橋正、反接的測量方法。測量絕緣子和變壓的損正切角tg.和電容量。2. 了解電場干擾對tg：測量的影響以及用倒相法消除電場干影響的原理。原理接線圖CX 試品CN 標準電容器（50pf）Z4 Zx =Z

21、n z計算可得tg ：二2- fR4C4R4100000兀=3184（門）C4 單位為微法時呻11 tg2、當t <0.1時Cx旦4R3、實驗裝置I. QSi電橋圖2為QSi電橋線路圖，電橋元件 Rs R4、P、N、C組成一整體置于金屬盒內(nèi)。因為 在反接時這些元件均處于高電位。故對接地外殼和旋鈕有絕緣支柱支持。電阻N為分流電阻，其值為 100 Q,當試品電流小于 0.01安時，將分流器旋鈕開關放 在“ 0.01安”位置處，如試品的電容較大，可預先測量其電流而將分流器旋鈕調(diào)到適合的位 置，此時R3 + P便接了一分流電阻，電橋平衡后，由電橋的R3和C4的指示值按下式計算CC R4 100R

22、3Cx nn R3P圖2 QS1電橋接線圖P放電器Rp滑線電阻式中n的數(shù)值可由下表查得，表中還給出了分流器各個位置所允許的被試品電容器分流器旋鈕的位置(A)0.010.0250.060.151.25分流電阻n的數(shù)值(Q)100+P6025104被試品的電容值(試驗電壓為10KV時)3000pf3000pf19400 pf48000 pf0.08 K40000 pf0.4 K2標準電容器：QS1電橋所附的標準電容為空氣電容器，電容量為50 ±1微法，tgS vv 0.1%,工作電壓為 10KV.3. 實驗接線圖QSi電橋?qū)嶋H接線如圖3所示。圖3 QSi型電橋正接線法接線圖圖3 QSi型

23、電橋反接線法接線圖1 分流器開關S仁2 gS (%)調(diào)節(jié)旋鈕；3極性轉(zhuǎn)換開關 Si；4 檢流計頻率調(diào)節(jié)； 5滑線電阻p； 6 R;調(diào)節(jié)旋鈕； 7 檢流計靈敏度調(diào)節(jié)旋 鈕；8 電源開關;9 檢流計； 10 低壓法測量接線柱；11 電源插頭及接地端鈕四、實驗步驟1. 按正接線法或反接線法測量接好線路。2. 檢查接線無誤后， 將被試品表面擦干凈， 避免表面泄露影響再將檢流計開關( ±tgS )放在“接通！ ”的位置上，靈敏度放在零位。然后合上電源開關。升壓至1 0K ，逐漸增大靈敏度，調(diào)節(jié) R3,使光帶減少，注意必須由最高電阻檔開始調(diào)起。當繼續(xù)調(diào)節(jié)R3,光帶不變時，再調(diào)節(jié) C4(tgS )

24、旋鈕 ,使光帶寬度減小 ,同樣應由最大檔開始 ,如果光帶寬度不大 ,其變 化反應不明顯時 ,可逐漸增加靈敏度 ,使光帶寬度增大 ,但不要超過標尺刻度的 1/2,如調(diào)節(jié) C4(tg S )時光帶變化,再調(diào)節(jié)R3,如此反復，直到靈敏度為10和光帶寬度接近未接試品時的寬度 (約 1-3mm)為止，再將檢流器(±g S )開光放在“接通 2”位置，如光帶不擴展，證明無磁場 干擾，將靈敏度退回零位，切除電源，計下測量結(jié)果，然后將R3和C4各旋鈕退到0位，準備下次試驗 .3. 接通并高干擾電壓 ，在有電場干擾的請況下調(diào)節(jié)電橋平衡記下讀數(shù)，然后用倒相開關將電源電壓倒相 ，再調(diào)節(jié)電橋平衡 ，記下讀數(shù)

25、 ，根據(jù)兩次測量數(shù)據(jù) ，計算測量結(jié)果。4實驗完畢，切除總電源，拆除接線，使電橋恢復原狀，清理并歸還儀表。五實驗數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析1.無干擾電源實測法計算法備注C4R3tg sCx正接法反接法2 .有干擾電源實測值計算值實際值C4R3tg sCx倒相前tg s =Cx倒相后干擾電壓KV3.結(jié)果分析實驗四 電纜中的波過程一、實驗目的1.。研究行波在電纜結(jié)點上的折反射和多次反射。 2學習測量電纜波阻抗和波速方法，并描繪結(jié)點波形。二、實驗內(nèi)容1測量電纜的波阻抗。 2給定波速度，測量電纜長度，或者給定電纜長茺測定波度。 3觀察和描繪不同參數(shù)配合時，多次反射后結(jié)點電壓的波形。三、實驗線路及設備1實驗設備：

26、瞬變現(xiàn)象分析儀（示波器結(jié)構形式），高頻電阻箱二個，單芯電纜。2實驗接線瞬變現(xiàn)象分析儀面板各旋鈕作用：1示波管；6亮度；710波頭電阻；2 、3水平偏轉(zhuǎn)旋鈕；4 、 5垂直偏轉(zhuǎn)；聚焦；8-矩形波幅值微調(diào)； 9 截斷波控制；14 選擇波段開關；15 波尾電容；16時標；17 掃描四、實驗步驟1. 熟悉瞬變現(xiàn)象分析面板上各旋鈕作用，并學會調(diào)節(jié)矩形波方法。2. 按實驗接線圖接好電路連線。3. 測量電纜的衰減系數(shù)和波度。使Ro = 0,R2 =加一定幅值的矩形波，觀察電纜首、末端( A點、B點)的波形和記錄其幅值，利用波發(fā)生器內(nèi)時標(1卩擋)確定波在電纜中行進時間T,計算衰減系數(shù) n1(UB= n a

27、LA)和波速 V 1 = 200 mT4測量電纜波阻抗按接線圖聯(lián)接，將 Rf = 0,觀察B點波形，改變 R2值直至B點波形與波發(fā)生器輸出波 形(A點)相似，表示波在 B點無反射，讀下 R2的數(shù)值，則Zo=R2。5從測量和計算的結(jié)果 Zo和V計算電纜分布參數(shù) L。、Co 。6按目錄一的幾種情況下多次放射后結(jié)點電壓波形進行觀測記錄。a) Z1< Zo> Z2結(jié)點電壓波形b) Z1> Zo< Z2結(jié)點電壓波形c) Z1> Zo> Z2結(jié)點電壓波形d) Z1<Zo< Z2結(jié)點電壓波形五、實驗結(jié)果討論分析六、思考題：1. 如何觀察和測量的反射波波形和幅值

28、？2. 如何利用正弦波形時標測定反射中各次間隔時間？3. 波由電纜向電阻 R1投波，在A點所發(fā)生的折射應如何考慮波發(fā)生器的影響，在什么條件下這種影響可以不計？附錄一：在何種情況下多次反射后結(jié)點電壓波形。實驗結(jié)線等效于U0的電壓波在三個串聯(lián)分布參數(shù)線路上的傳布，二邊為無限長線路，其波阻抗為Zi、Z2，中間是有限長線段，其波阻抗為Zo,在波Zo上傳播所需時為T其中：U（t）為侵入的矩形波，幅值為 Uoaio為波從Zi到Zo002為波從Zo到Z2時在節(jié)點B的折射系數(shù)。 知為波從Zo到Zi時在節(jié)點A的反射系數(shù)。 向2為波從Zo到Z2時在節(jié)點B的反射系數(shù)。 ai為波從Zo到Zi時在節(jié)點A的折射系數(shù)。 在

29、多次反射過程中： A 點到 B 點電壓Ua= aioU(t)+ao3)2(i+ 他i) U(t+2+ao 向2(i+ 亦)3oi3)2U(t+4T+Ub= aio ao2(t- T+ aio ao2 3oi 3)2U(t-3 T+ aio ao2孑oi孑o2Ut-5T)+面分四種不同參數(shù)分配情況,繪制直角波侵入時,在A 點與 B 點多次反射后的波形。(一) Zi< Zo> Z2見圖(一)取Zo=75 Q Zi=5 Q Z2=2o Q則 血=o.93)2= o.6001= ( i+ 血)=o.ia2= ( i+ 3)2) =o4ao=(1 03i) =1.9(二) Zi> Zo

30、< Z2見圖(二)取Zo=75QZi=Z2=6ooQ則3oi= o.783o2= o.78aoi= (i+3oi)=i.78ao2= (i+3o2)=i.78aio=(i3oi)=o.22圖1圖2三) Z1> Z0> Z2見圖（三）取Zo=75 QZ1=600 QZ2=20 Q則 亦=0.78 血=0.58ai=(1+ ®i) =178a2=(1+ 3)2) =0.42ai0=(1 向1)=0.22(四) Zi<Zo< Z2見圖(四)取Zo=75 QZi=900 QZ2=20 Q則 亦=0.583)2= 0.85ai=(1+ 3)i) =0420)2=(

31、 1+ 3)2) =1.85ai0=(1 3i) =1.58圖4以上幾種情況得到以下結(jié)論1當多次折反射后，Z0相當于被短路，這時 VA = VB，數(shù)值按Z1與Z2直接串聯(lián)考慮,2ZUA與UB的最終狀態(tài)穩(wěn)定電壓總是為 U。2 ，但Z1、Z。、Z2參數(shù)不同時，電壓變化規(guī)律乙+Z2不同。2. UA與UB的波形變化規(guī)律分二類（多次反射情況下）：（一）呈階梯類，單調(diào)遞增或遞減，這種情況下B01與B02符號相同，也即 Z1、ZO、Z2三個串聯(lián)波阻抗值大小規(guī)律是中間大，二頭小或二頭大，中間小。2Z（二）呈振蕩形，圍繞著最終穩(wěn)態(tài)電壓U02振蕩而達到穩(wěn)態(tài)值，在這種情況下，乙吃2B01與B02符號不同，也即 Zi

32、、Zo、Z2三個波阻抗的數(shù)值按順序逐個增大或減小。（三）當Z2 = Z0時，U02 = 0，貝y UA、UB的計算式子中除一項外，其余各項都為零，即在這種情況下不產(chǎn)生多次反射，UA與UB的波形與U0相似，只是幅值有變化，實驗中正是根據(jù)這個道理，調(diào)節(jié) R2的數(shù)值與Z0相等。附錄二接地電阻的測量、原理如圖33 一般測量接地裝置的電阻在接地裝置上通一個電流I，再測出此電流過接地裝置所形成的壓降 V，然后根據(jù)R=V即所求出接地裝置的電阻 R.I顯然為了使接地裝置上有電流通過，必須離被測接地網(wǎng)一定距離出設一電極作為電流的通路此電極稱為電流極。 而為了測當電流流過被測地網(wǎng)所形成的壓降。必須再在適當?shù)牡胤搅?/p>

33、電位區(qū)埋設一電極來進行測量，此電極稱為電壓極。3電流極1地網(wǎng)2電壓極圖1接地電阻測量原理圖、ZC 8型接地電阻測量儀使用及說明ZC 8型接地電阻測量儀適用于直接測量各種接地裝置的接地電阻值。其基本結(jié)構是由于手搖發(fā)電機。電流互感器，滑線電阻及檢流計等所組成。全部機構裝置鋁合金鑄造的攜帶式外殼內(nèi)，人、附件有接地探測針及聯(lián)接導線，裝于附件袋內(nèi)，其測量接地網(wǎng)電阻如下1. 如圖2接地，沿被測接地極 E1使點位探測針 P1和電流探測針 C1，依直線彼此相 距20米，且點位探測針 P1系插入接地極E1和電流探測針C1之間。2. 用導線將E1、P1、C1聯(lián)于儀表相應的端。3. 將儀表放置水平位置，檢查檢流計的

34、指針是否指于中心線上否則可用零位調(diào)正器將 其調(diào)正于中心線。4. 將“倍率標度”置于最大倍數(shù)，慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)電機的擺把。同時旋動測量標盤，使檢 流計的指針指于中心線。120轉(zhuǎn)以5. 當檢流計的指針接近平衡點時，加快發(fā)電機搖把的轉(zhuǎn)速，使其達到每分鐘 上，調(diào)正“測量標度盤”使指針指于中心線上。測 物E”cs圖2 ZC-8型測接地裝置接地電阻接線圖6. 如“測量標度盤”的讀書小于1時，應將倍率標度置于較小的倍數(shù)，再重新調(diào)正“測量標度盤”以得到正確的讀書7. 用“測量標度盤”的讀書乘以倍率標度的倍數(shù)即為所測的接地電阻值。附表二正常絕緣電器設備的工額試驗電壓額疋電壓KV有效取高工作電壓KV有效絕緣一分鐘試驗電

35、壓KV有效外部絕緣承受住的試驗電壓(均勻升壓)KV有效電 力 變 壓 器電 壓 互 感 器高電 壓流 電互 器感操 桿 作 和 測 量 桿和 絕 緣 子 單獨試驗的套管干燥狀體淋漓狀態(tài)負荷開關隔離 開關分閘位置 同極觸頭之間 熔斷觸頭之間 的間隔高壓電氣電力 變壓器和互感 器單獨試驗的 套管和絕緣 子戶外裝置的 變壓器冋壓 電氣。套管 和絕緣子。和器123456789101133.518242436252826272066.92532324832403436261011.53542426342534547341517.5455555825770606345(20)235565351006885

36、7075553540.5859595150100130105110886069140140155235165215170180140110126200200250/200一265355280295215154177275205320/275一34060355375290220252400400470/400490675520550425注:(1)第811欄中試驗電壓值適用于標準大氣條件(氣壓 360mmHg汞柱，溫度20C絕對溫度119/m3)如果試驗時大氣條件和標準條件不符，應對 試驗電壓進行校正。(2)第5欄中斜線下的數(shù)值，適用于外部絕緣能分開試驗的油浸式，電氣設備的內(nèi)部絕緣。 附錄三 國

37、家標準編 GB31164高壓電器設備絕緣試驗電壓和試驗方法摘要 附錄一正常絕緣設備的沖擊記驗電壓額疋 電 壓最 高 工 作 電 壓內(nèi)部絕緣試驗電壓（KV ）外部絕緣試驗電壓（KV ）高壓電器和電流互感器， 試驗中帶激磁的電力變 壓器，電壓互感器和分電 電抗器試驗中不帶激磁的電力 變壓器，電壓互感器和分 電電抗器高壓電器電力變壓 器和互感器咼壓電器電力 變壓器和互感 器獨試驗的套管 和絕緣子負荷開關、隔離開關 分閘位置同極頭之 間和熔斷器取下熔 斷管觸頭之間間隔KV有效KV有效全波載波全波載波全波載波全波1234567891033.54243.550425044525066.9576070577

38、06073651011.5758090759080100901517.510010012010012010512511520231201301501201501251581403540.518020022513523019524022060693003303903204003354203751101264254805504605704806005701541775856607606807856608257902202528359451090900113095011901100注：第610行欄中試驗電壓值適用于標準大氣條件（氣壓 760mmHg汞柱，溫度20C絕對濕度11g/m2）如試驗時大氣條

39、件和標準大氣壓不符，應對試 驗電壓進行校正。距離 （公分）球徑（公分）256.251012.515250.052.4一0.14.40.156.30.28.23.00.311.5一0.414.814.314.20.518.0一一16.916.716.50.621.020.420.20.723.9一一0.826.626.326.20.929.0一一131.232.031.931.631.531.3311.235.137.637.5一一一一1.438.543.043.5一一一一1.540.0一一1.641.448.148.4一一一一1.844.053.053.6一一一一246.257.458.259

40、.159.259.2592.261.563.1一一一一2.465.367.4一一一一2.567.269.672.072.672.672距離 （公分）球徑（公分）256.251012.51525375.479.184.185.285.5863.582.487.595.297.298.1一488.494.81051091161124.5(93.5)101115119122一5(98.0)(107)1231291321375.5(110)131138143一6(116)1381461521616.5144154161一71501621691847.5155168177一8(1601741852059

41、(166177)195209243(204)219260(212)(220)275(233)289(245)302(253)314距離 （公分）球徑（公分）256.251012.51525一14.314.216.916.116.5一一一一一一一一一20.420.2一一一一一一一一一一一一26.326.2一一一一一一一31.631.631.331一32.031.9一一一一一32.831.6一一一一一43.343.145.645.645.5一一一一一一一一一49.049.0一一一一一54.454.659.159.259.259一59.460.0一一一一一64.265.0一

42、一一一一68.869.772.872.572.6一一71.072.385.685.785.686一81.183.497.498.698.7一一90.093.4100111111112一97.5103120123124一一(104)110130134136138一(109)(117)139144147一距離 公分球徑公分256.251012.51525（123）148154158162（128）156163168163172178187170180187176188196218186202212232195（214）226252（224）238252（232）（249）290（260）306（2

43、69）321（275）333348372（393）（410）（424）（430）高電壓技術習題與思考題1. 氣體中的自由電荷是怎樣產(chǎn)生的？2. 氣體放電電流與金屬導體中的電流是否相同？電子在電場中運動得到的能量是從哪里來的？為什么？題（3）題（4）3. 上圖（3）中，當從陰極發(fā)射出一個電子，在電場作用下電子崩發(fā)展過程中電流表A1、A2是否有讀數(shù)：什么情況下 A1、A2都有讀數(shù)，是否都是相等？4. 上圖（4）中，兩電極開聯(lián)密封在一容器中，S仁10cm, S2=40cm。問在多大氣壓下，氣隙S2先放電？（利用 卩0=f （ps）曲線）5. 如題（4）圖所示，當容器內(nèi)的氣壓 P=0.03mmHg ,

44、 S仁66cm , S2=33cm。間隙介質(zhì) 為空氣，試問當電源電壓逐漸上升時那個間隙才能擊穿？6. 對均勻電場和不均勻電場的氣隙放電電壓作一定性比較（擊穿電壓高低，放電電壓 的分散性及極性），用什么方法使氣隙的放電電壓的分散性減少？7. a屏障能不能提高棒一棒氣隙的擊穿電壓？b有鋼質(zhì)的均勻電場，電極間的距離a=1cm，氣體介質(zhì)為空氣，溫度t=25 C,欲使間隙能承受50KV直流電壓，試問間隙中的氣壓或真空度等于多少？又假若間隙中 的氣壓為0.69mmHg時，這個間隙能夠承受多少電壓？8. 在一均勻電場中，加一屏障如上圖（ 8）所示，電極之間的距離 a=3cm，間隙中氣體 的擊穿電場場度 E=

45、30KV/cm，屏障為固體介質(zhì)，其抗電強度為 300KV/cm，試問間隙的擊 穿電壓？屏障的效果如何？說明其原因？ （ S =0.2cm , £ T=4 ）。9試比較電子崩，流光通道和主放電通道的發(fā)展速度？10.上圖（10）所示，棒間隙和球間隙并聯(lián)， 且放間隙的50% ,放電電壓相等（1.5/4.0 波），試問到所加電壓比 50%放電電壓高的沖擊電壓那個間隙先放電？如所加電壓比50%放電電壓低一點，那個間隙先放電？11 屏障能否提高棒一棒氣隙的擊穿電壓？為什么？12. 今有一針對平板電極， 平板邊緣為直角，電極之間距離a=5cm，平板直徑D=12cm , 電極加直流電源，針為負極性，

46、試根據(jù)試驗曲線求間隙的擊穿電壓。13. 若需將150KV高壓試驗變壓器的高壓引線穿過隔墻如左圖所示, 墻上應開多大的圓孔？設安全系數(shù)K = V擊穿二1.5U工作如果不用套管，試問,14. 如下圖（14）中有兩相反運動的電磁波。試問相遇后會不會中和而消災？相遇結(jié) 果如何？mi IL題（14）15如上圖（15）所示，前行波的波尾部分電壓越來越低，波頂附近的電荷不會倒流 向波尾？16. 一個幅值為100KV的無限長電纜（波阻抗 Z1=39 Q經(jīng)過電阻R=100 Q進入架空線 上（波阻抗Z2=450 Q ）,試求在架空線上出現(xiàn)的折射波的幅值及Ua=?IooKV札題（16）17.在圖（1 ）中，導線對地有靜止電荷，當K合上時，A點電壓