高壓試驗(yàn)室課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-10 20:36 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 驗(yàn)電壓。試驗(yàn)變壓器在運(yùn)行條件方面比電力變 壓器有利，而在重要性方面則不如電力變壓器，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用較小的安全系數(shù)。其試驗(yàn)電壓較低，設(shè)計(jì)溫升較低，故在額定功率下只能短時(shí)運(yùn)行。成套設(shè)備包括：工頻試驗(yàn)變壓器本體，調(diào)壓器，保護(hù)電阻，分壓器，靜電電壓表，測(cè)量球隙等。下圖為用單級(jí)試驗(yàn)變壓器組成的工頻高壓試驗(yàn)的基本線路。 調(diào)壓器用來(lái)調(diào)節(jié)工頻試驗(yàn)電壓的大小和升降速度，試驗(yàn)變壓器用來(lái)升高電壓供給被試品所需的高電壓。球隙測(cè)壓器用來(lái)測(cè)量高電壓， R1用來(lái)限制被試品放電時(shí)試驗(yàn)變壓器的短路電流不超過(guò)允許值和高壓繞組的電壓梯度不超過(guò)危險(xiǎn)值， R2用來(lái)限制球隙放電時(shí)的電流不致灼傷銅 球表面。 一、電壓的選擇 根據(jù)選擇設(shè)計(jì)的一般規(guī)定確定高壓試驗(yàn)變壓器的額定電壓，即不論是交流、直流還是沖擊發(fā)生器，其額定電壓與試驗(yàn)電壓之間都有用到下面關(guān)系式： UN=K1K2K3UW。式中 UN為實(shí)驗(yàn)設(shè)備的額定電壓， UW 為被試設(shè)備的實(shí)驗(yàn)電壓（耐受壓） K1 為絕緣研究裕度系數(shù)，比系數(shù)大于 1，因?yàn)樵囼?yàn)設(shè)備應(yīng)具有比 UW 高的電壓，以便研究試品究竟放電電壓（或擊穿電壓）是多少， K2 為試驗(yàn)設(shè)備本身絕緣的裕度系數(shù)，比系數(shù)也大于 1， K3 為考慮試驗(yàn)設(shè)備帶上試品負(fù)載后電壓會(huì)減低的大于 1 的系數(shù)，查表得 K1， K2， K3， UM的 值，則 UN=K1K2K3UW== 二、容量的選擇 因?yàn)樵嚻反蠖酁殡娙菪缘?，?dāng)知道試品的電容量（查表）及所加的試驗(yàn)電壓值，以便計(jì)算出試驗(yàn)電流計(jì)所需的變壓器的容量： 試驗(yàn)電流： IS=WCUx109=100π X1500X495X109= 所需變壓器容量 PS=WCU2X109=100Π x15000X495X109= 式中 U 為所加的試驗(yàn)電壓， KV（有效值）； C 為試品的電容量 PFA。W 為所加電壓的角頻率。 此外，所加試驗(yàn)變壓器的容量 ，還應(yīng)足以供給被試品擊穿或閃絡(luò)前的電容電流，漏導(dǎo)電流，局部放電和預(yù)放電電流，且仍能維持足夠穩(wěn)定的電壓。 三、保護(hù)電阻的選擇 保護(hù)電阻的用來(lái)防止試品放電時(shí)所放生的電壓截波對(duì)變壓器繞組縱絕緣的損傷，同時(shí)它也起著抑制試品閃絡(luò)時(shí)造成的恢復(fù)過(guò)電壓的作用和限制過(guò)電壓的作用，保護(hù)電阻的阻值一般由實(shí)驗(yàn)變壓器 T 供給嗎，它的保守系數(shù)值可按 /V選擇，但不超過(guò) 100KΩ，它由金屬電阻絲繞成，在環(huán)境溫度可保持高于 00C 可在采用水電阻，其長(zhǎng)度可按每米 150KV— 200KV(有效值 )選取，取 R=50KΩ . 3. 高壓試驗(yàn)室的 設(shè)計(jì) 一、 確定高壓試驗(yàn)設(shè)備與周?chē)矬w的絕緣距離 根據(jù)高壓試驗(yàn)室中主要設(shè)備的絕緣距離，合理擺放試驗(yàn)設(shè)備以減少高壓試驗(yàn) 室的占地面積。首先就要確定高壓試驗(yàn)設(shè)備與周?chē)矬w的絕緣距離。 高壓試驗(yàn)設(shè)備及與它相連的高壓引線、測(cè)量裝置，不應(yīng)在工作時(shí)對(duì)周?chē)矬w 如墻壁，天花板，觀察走廊的金屬圍欄，其他高壓設(shè)備等發(fā)生放電。為此，應(yīng)確 定試驗(yàn)設(shè)備與上述物體之間應(yīng)有的絕緣距離。我們知道，間隙的放電電壓與電極 的形狀有關(guān)。試驗(yàn)設(shè)備高壓端的電極形狀并不一致，但大都具有一定的改善電場(chǎng) 分布的屏蔽電極 裝在高壓端。不過(guò)，為了可靠起見(jiàn)，通常還是按最嚴(yán)重的電極形 狀的放電電壓與間隙距離的數(shù)據(jù)來(lái)確定設(shè)備與周?chē)矬w的距離，同時(shí)還要考慮一 定安全系數(shù)。對(duì)于不對(duì)稱的電極，例如棒板間 隙，棒為正極性電壓時(shí)間間隙的放電電壓最低，故一般均以正極性放電電壓作為確定距離的依據(jù)。 工頻放電電壓曲線中，以曲線不對(duì)稱間隙為最低。 Umm 與 d 的關(guān)系可以用下面的式子近似地表示（此式是歸納各種電極的放電數(shù)據(jù)得出的， d為 12米時(shí)，放電電壓略偏高）。 Um=(+)兆伏（峰值）（ 1m≤ d≤ 9m） Um= 解出 d= 直流的正極性棒板間隙擊穿電壓 U與放電距離的關(guān)系為： U= 兆伏（ d單位為米） 故 d=U/=220 103/= 對(duì)于沖擊電流，當(dāng)電流 100KA，電壓 220KV，放電距離 d=。 由以上諸式，可以求出對(duì)應(yīng)于設(shè)備最高電壓的放電距離。再乘以 的裕度系數(shù)，即可確定必要的絕緣距離。如下： 工頻試驗(yàn)變壓器 d0= = 直流高壓發(fā)生器 d0= = 沖擊電流發(fā)生器 d0= = 確定沖擊電壓發(fā)生器本體所需絕緣凈空間距離的方法：沖擊電壓發(fā)生器沿高度各點(diǎn)的電壓是不同的，應(yīng)查出各電壓對(duì)立的距離。再以該點(diǎn)為圓心作圓弧，各圓弧的包絡(luò)線就設(shè)備絕緣距離的邊沿線。有時(shí)，為了降低試驗(yàn)室的高度，可將發(fā)生器安裝在深為 h 的地坑內(nèi)，實(shí)驗(yàn)室的高度可減少 h，用類似的方法可以確定其它設(shè)備的絕緣距離。 二、布置高壓試驗(yàn)設(shè)備 確定了試驗(yàn)設(shè)備對(duì)周?chē)矬w應(yīng)有的絕緣距離之后，還應(yīng)考慮設(shè)備的合理布置，以便在滿足絕緣距離的前提下，設(shè)備所占的面積最 小。以串級(jí)試驗(yàn)變壓器為例，如果作斜向布置，整套設(shè)備及其應(yīng)有的絕緣空間所占的總面積將比直線排列方式占用的面積小，幾套設(shè)備之間的配合和總的布置，也應(yīng)如此考慮。 為了防止無(wú)意識(shí)地進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，所有高壓試驗(yàn)設(shè)備必須用遮欄圍起來(lái)。 根據(jù)高壓試驗(yàn)設(shè)備與周?chē)矬w的絕緣距離及其本體的尺寸，可以確定高壓試驗(yàn)室的高度和占地面積。 實(shí)驗(yàn)室的主要設(shè)備布置除了要滿足絕緣距離外，還要考慮某些試驗(yàn)時(shí)輔助設(shè) 備的位置，走線是否合理，操作和運(yùn)輸是
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