一、交流工頻耐壓試驗(yàn)
1.試驗(yàn)的接線方式
圖2-13所示為交流工頻耐壓的接線，由圖中可知，該接線包括交流高壓電源、高低壓電壓測(cè)量、調(diào)壓、控制、保護(hù)五部分。
當(dāng)電源開關(guān)S1閉合，綠燈亮表示有電，操作SAl“合”閘按鈕，使YS帶電，動(dòng)合觸點(diǎn)K1, K2, K3, K4閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)K5打開，這時(shí)綠燈滅，紅燈亮，調(diào)壓器有電，可以升壓。當(dāng)被試品電流過大或擊穿時(shí)，過流繼電器KOA動(dòng)作，其動(dòng)斷觸點(diǎn)KOA1斷開，切斷控制回路，YS斷電，觸點(diǎn)Kl~K4打開，切斷調(diào)壓器電源。如在升壓過程中發(fā)生意外需要立即斷電，只要按下SA2跳閘按鈕即可斷開電源。YP1, YP2是試驗(yàn)變壓器的低壓測(cè)量線圈;TV是標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器，用于測(cè)量被試品上的高壓電壓;而電容分壓器的作用和TV作用相同。以上三種測(cè)量方法可以根據(jù)測(cè)量要求來選擇。Q為保護(hù)球隙;R,的作用是防止被試品擊穿后，由于電流過大使被試品擴(kuò)大故障或使試驗(yàn)變壓器被燒毀;R1的作用是防止球隙放電及球隙和試品間的電壓振蕩，并限制放電電流燒傷球隙表面。R1根據(jù)變壓器高壓側(cè)額定電流選擇，額定電流為100~300mA時(shí)可取0.5~1Ω/V。額定電流為1A時(shí)，可取0.1~1Ω/v(當(dāng)試品容量較大時(shí)取下限)R2按表2-2選擇。
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球極直徑(cm) |
2 |
5 |
10 |
25 |
50 |
100 |
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被側(cè)電壓上限(kV) |
40 |
90 |
170 |
380 |
720 |
1400 |
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R2(Ω/V) |
20 |
20 |
20 |
5 |
2 |
1 |
試驗(yàn)變壓器的容量ST用式(2-4)進(jìn)行計(jì)算
ST=wCxU2*10-9(kVA)
式中 w一所加電壓的角頻率;
Cx—被試品的電容量，pF;
U—被試品所加電壓(有效值)，kV。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行選擇時(shí)，其容量應(yīng)盡可能大于ST，因?yàn)榭紤]到試驗(yàn)線路和設(shè)備對(duì)地的雜散電容，估算的試驗(yàn)電流必然小于實(shí)際值。
2.試驗(yàn)步驟和注意辜項(xiàng)
(1) 按《預(yù)規(guī)》要求確定試驗(yàn)電壓值。
(2) 選擇試驗(yàn)設(shè)備及確定試驗(yàn)接線。
(3) 現(xiàn)場(chǎng)布置和接線時(shí)，應(yīng)注意高壓對(duì)地要有足夠的距離，高壓與試驗(yàn)人員要有足夠的安全距離，高壓引線應(yīng)連接牢固，非被試相和設(shè)備外殼應(yīng)可靠接地。調(diào)壓器應(yīng)在零位。
(4) 調(diào)整保護(hù)球隙。使其放電電壓為試驗(yàn)電壓的1.1-1.2倍，試驗(yàn)時(shí)采用逐漸而均勻的升、降壓方法。
(5) 進(jìn)行升壓。試驗(yàn)電壓的上升速度，在40%試驗(yàn)電壓前可以任意的;其后以每秒鐘3%的試驗(yàn)電壓連續(xù)升到試驗(yàn)電壓值。耐壓時(shí)間一般為1 min。耐壓結(jié)束，應(yīng)在5s內(nèi)均勻地降壓到25%試驗(yàn)電壓以下，斷開電源，將被試物接地。
(6) 耐壓后的檢查.耐壓后，應(yīng)立即對(duì)被試物進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試和發(fā)熱檢查。
二、諧振試驗(yàn)回路
1.串聯(lián)諧振試驗(yàn)回路
當(dāng)試品電容較大時(shí)，如大型發(fā)電機(jī)、變壓器、GIS、交聯(lián)電纜等，需要大容量的試驗(yàn)變壓器及電源，給現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)帶來困難。此時(shí)，可采用串聯(lián)諧振的試驗(yàn)回路減小電源設(shè)備的容量。圖2-14和圖2-15所示為其接線方式和等效電路圖。
從圖2-15 (a)可見，電路中的電流為
I=U/[R2+(XL-XC)2]1/2
式中R、XL—分別為電抗器的等效電阻和感抗;
XC—試品容抗。
當(dāng)采用可調(diào)式電抗器時(shí)，可調(diào)節(jié)XL，使其值與XC值相等，此時(shí)回路發(fā)生串聯(lián)諧振，電路中的電流I=U/R，試品上的電壓Uc與電抗器上的電壓UL相等。即
UC=UL=IXL=(U/R)XL=QU
式中Q—電抗器的品質(zhì)因數(shù)，一般為10~40,
從上述等式可見，此法可在試品上產(chǎn)生數(shù)十倍于試驗(yàn)變壓器輸出電壓的電壓，從而可大大降低試驗(yàn)變壓器額定電壓和容量。
2.并聯(lián)諧振試驗(yàn)回路
當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓能滿足試驗(yàn)電壓的要求，但電流達(dá)不到被試品所需的試驗(yàn)電流時(shí)，可采用并聯(lián)諧振對(duì)電流加以補(bǔ)償，以解決試驗(yàn)電源容量不足的問題。并聯(lián)諧振試驗(yàn)回路及其相量圖如圖2-16所示。
由圖2-16可得
由并聯(lián)諧振的條件可得wL=1/wC; Xc=XL，這時(shí)雖然兩個(gè)支路的電流都很大，但總電流1 SO, Xc上的電壓等于電源電壓。由于總電流很小，故試驗(yàn)變壓器的容量就可以大大減小。于是就可以用小容量的試驗(yàn)變壓器來試驗(yàn)大容量的被試品。
3.串并聯(lián)諧振試驗(yàn)回路
當(dāng)試驗(yàn)變壓器的額定電壓和額定電流都不能滿足試驗(yàn)要求時(shí)，可采用串并聯(lián)諧振試驗(yàn)回路。如圖2-17所示。此時(shí)在回路中的電感L:對(duì)被試品電容Cx補(bǔ)償，并聯(lián)后與電感L1構(gòu)成串聯(lián)諧振.從而滿足了試驗(yàn)對(duì)電壓和電流的要求。
三、串級(jí)試驗(yàn)變壓器
圖2-18中繞組1為低壓繞組;繞組2為高壓繞組;繞組3為供給下一級(jí)勵(lì)磁用的串級(jí)勵(lì)磁繞組。第一臺(tái)試驗(yàn)變壓器的高壓繞組2的一端接地，另一端串聯(lián)繞組3供給第二臺(tái)變壓器低壓繞組勵(lì)磁，第二臺(tái)變壓器的繞組1和2各有一端與變壓器的外殼相連，它們都處于第一臺(tái)變壓器高壓端的對(duì)地電壓，因此，第二臺(tái)變壓器的外殼必須對(duì)地絕緣起來.第二臺(tái)變壓器高壓端的對(duì)地電壓就是兩臺(tái)變壓器的高壓端輸出電壓之和。第三臺(tái)變壓器的外殼電位和第二臺(tái)變壓器高壓端的對(duì)地電壓相等，其高壓端對(duì)地電位為3u2。通過串聯(lián)得到了3倍于單臺(tái)試驗(yàn)變壓器額定電壓的試驗(yàn)電壓。
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