绝缘试验方法手册 修订版PDF电子书下载

目录 1

译者前言 1

序言 1

第一章　高压绝缘试验的目的和意义 1

1-1 绪言 1

1-2　绝缘强度试验的种类和意义 3

1-2-1　交流电压试验 4

（1）短时间交流耐压试验 5

（2）长时间交流耐压试验 6

（3）喷水状态下交流耐压试验 7

（4）交流破坏电压试验 7

（5）人工盐尘污秽交流电压试验 8

1-2-2　雷电冲击电压试验 9

1-2-3　操作冲击电压试验 11

1-2-4　直流电压试验 13

1-3　绝缘特性试验的目的和意义 15

1-3-1　直流绝缘特性试验及绝缘电阻试验 16

1-3-2　介质损失角正切试验 17

1-3-3　交流电流试验 18

1-3-4　局部放电试验 18

（1）验证无局部放电的试验电压 19

（2）测量局部放电起始电压及熄灭电压 19

（3）测量局部放电的大小 20

1-4-1 电气学会电气标准调查会的标准（JEC） 21

1-4　和高压绝缘试验有关的标准 21

1-4-2　国际电工委员会标准（IEC） 23

第二章　试验电压的发生 25

2-1 交流高压的发生 25

2-1-1　试验变压器 26

（1）结构 26

（2）回路条件 28

（3）额定值的确定 30

（4）谐振现象 32

（5）外部局部放电（电晕放电）的抑制 32

2-1-2　试验变压器的电源 34

（1）电压控制方法 34

2-1-3　使用串联谐振产生交流高压 35

（2）改善电压波形的方法 35

2-1-4　超低频电压发生装置 37

2-1-5　高频电压的发生 39

2-2 直流电压的发生 40

2-2-1　用于绝缘试验的直流高压 40

2-2-2　直流高压的发生 41

（1）直流高压的发生方法 41

（2）整流器 43

（3）整流回路 47

2-2-3　直直流高压发生的原理和实例 48

（1）基本回路 48

（2）倍压整流回路 51

（3）多级整流回路 57

（4）华·狄·古拉夫式直流高压发生装置 69

2-2-4　污秽试验用的直流高压发生装置 72

（1）滤波电容器的容量和污秽耐压之间的关系 74

（2）可控硅控制方式 76

（3）试验设备实例 78

2-3　雷电冲击电压的发生 80

2-3-1　有关雷电冲击电压的定义 80

2-3-2　波形的表示，标准雷电冲击电压 85

2-3-3　发生雷电冲击电压的基本回路 86

2-3-4　多级冲击电压发生器 88

（2）充电电容器 93

（3）充电电阻 93

（1）直流发生装置 93

2-3-5　冲击电压发生器的回路元件 93

（4）阻尼电阻 94

（5）调整波头用的电容和电感 95

（6）火花击穿间隙 96

（7）起动间隙 97

（8）起动脉冲发生回路 100

2-3-6　火花击穿特性及其改善 100

2-3-7　冲击电压发生器的自动化 104

2-3-8　发生电压波形的调整 105

（1）波头长，波尾长和回路参数之间的关系 106

（2）已知发生波形，决定回路参数 110

（3）已知回路参数，决定发生波形 113

（4）计算举例 116

2-3-9　陡波雷电冲击电压的发生 121

（1）采用冲击电压发生器的方法 121

（2）使用发生陡波雷电冲击电压的空气间隙的方法 122

（3）控制放电时间的陡波雷电冲击电压发生回路 124

（4）采用高压气体间隙的发生方法 125

（5）直线上升波头截波电压的发生 126

（6）陡波雷电冲击电压发生器实例 127

2-3-10　截波电压的发生 128

（1）截断回路 129

（2）截断时间 131

（3）多级截断间隙 137

（4）直流重叠式截断间隙 140

（5）截断间隙的实例 143

2-3-11 冲击电压发生器的实例 144

2-4　操作冲击电压的发生 147

2-4-1　操作冲击电压的定义 147

2-4-2　波形的表示，标准操作冲击电压 148

（1）波形的表示 148

（2）标准操作冲击电压 149

（3）波形，波峰值的裕度 149

2-4-3　由冲击电压发生器产生操作冲击电压 150

（1）非振荡性操作冲击电压的产生 150

（2）已知回路参数，决定发生波形 155

（3）振荡性操作冲击电压的产生 158

2-4-4　由试验变压器产生操作冲击电压 159

（1）由交流电压励磁的方法 159

（2）由遮断直流电流的方法 161

（3）由电容器放电的方法 161

2-4-5　变压器的操作冲击试验电压的产生 165

2-5　冲击电流的发生 176

2-5-1 冲击电流的定义 177

2-5-2　波形的表示，标准冲击电流 178

2-5-3　发生冲击电流的基本回路 179

2-5-4　发生电流的波形，波峰值的调整 181

（1）杂散电感和剩余电阻的测定 181

（2）已知波形及波峰值，决定回路参数及充电电压 182

（3）已知回路参数及充电电压，决定发生波形及波峰值 184

（4）计算例 184

（5）方波冲击电流的发生波形及波峰值的决定 187

2-5-5　冲击电流发生器的实例 188

2-5-6　各种冲击大电流的发生 189

第三章　试验电压的测量 195

3-1 交流电压的测量 195

3-1-1　交流电压的测量精度 195

3-1-2　使用球隙进行测量 196

（1）电压测量范围 196

（2）标准球隙 196

（4）标准球隙的放电电压 199

（3）球的状态 199

（5）大气状态下50％放电电压的修正 203

（6）预放电 203

（7）放电校正 206

（8）试验电压的施加 206

（9）保护电阻 207

（10）影响球隙测量交流电压精度的主要因素 207

3-1-3　使用高压电容器的测量方法 210

（1）使用高压电容器的测量方法的种类 210

（2）使用电容分压器的测量方法 210

（3）由电容器充电电流来测量的方法 211

（4）测量元件 212

（5）使用高压电容器测量时的注意事项 213

3-1-4使用电压互感器的测量方法 214

3-1-5其它的测量方法 215

（1）把试验变压器当作电压互感器来使用的方法 215

（2）按照试验变压器的一次侧或仪用测量线圈的电压来推算高压的方法 215

（3）用高压大电阻的测量方法 216

（4）用静电电压表的测量方法 216

3-2 直流电压的测量 216

3-2-1　直流电压的测量精度 216

3-2-2　使用球隙的测量方法 217

3-2-3　使用分压器的测量方法 218

3-2-4　用高电阻作为倍率器的测量方法 219

3-2-5 用静电电压表的测量方法 219

3-2-6　用旋转式电压表的测量方法 221

3-2-7　脉动大小的测量 223

（1）用分压器和示波器测量 223

（2）经过滤波器测量 223

（3）将高压电容器的充电电流进行整流的测量方法 223

（4）使用旋转式电压表的测量方法 223

3-2-8　利用物理现象来测量直流高压 223

3-2-9　其它的测量方法 224

3-3 冲击电压的测量 224

3-3-1　冲击电压的测量精度 225

（3）标准球隙的放电电压 227

（2）标准球隙 227

（1）电压测量范围 227

3-3-2　使用球隙的测量 227

（4）有关50％放电电压的大气状态的修正 234

（5）预放电 234

（6）冲击电压试验时测量电压的方法 235

3-3-3　利用阴极射线示波器的测量方法 236

（1）冲击电压测量系统 237

（2）分压器的种类 238

（3）分压器的响应特性 240

（4）分压器的频率特性 255

（5）阴极射线示波器 260

（6）测量电缆 263

（7）分压器和测量电缆及示波器的连接回路 266

（8）包括分压器和连接线在内的测量回路的响应特性 272

（9）分压回路的性能 276

（10）冲击电压测量系统特性的决定 286

（11）示波图的读数误差 297

（12）测量冲击电压的分压器 298

3-3-4　使用峰值电压表的测量方法 312

（1）旧型测量冲击电压用峰值电压表 313

（2）最近实际使用的峰值电压表 314

（3）使用时注意事项 315

3-3-5　在冲击电压测量时的干扰消除 316

（1）干扰源 317

（2）基本测量回路 319

3-4-1 由分流器和示波器组成的测量方法 323

3-4 冲击电流的测量 323

（1）冲击电流测量回路 324

（2）分流器 325

（3）冲击电流测量系统的组成和电流比 329

（4）冲击电流测量系统的响应特性 329

（5）冲击电流测量系统的特性 331

（6）冲击电流测量系统的校正方法 331

3-4-2　其它的冲击电流测量方法 334

（1）高频变流器 334

（2）罗柯夫斯基线圈 336

（3）磁钢片 337

（4）戴伊诺图解仪 337

3-5-1 利用光电子学的高压测量 338

3-5 利用光电子学的高压测量 338

3-5-2　适用于高压测量的方式 339

3-5-3　适用例 341

（1）光学式分压器 341

（2）测量分担电压使用的光耦合器 342

（3）在高电位点的电流测量 344

（4）光变流器 345

（5）场强计，电压表 346

3-6　计算机在高压试验中的应用 348

3-6-1　应用计算机的必要性 348

3-6-2　冲击试验的自动化 349

（1）冲击电压发生的自动化 350

（2）50％放电试验 352

（3）V-t特性试验 353

（4）数据的收集和处理 355

（5）在自动化系统中干扰的消除 355

3-6-3　局部放电检测中的计算机应用 355

3-6-4　关于污秽绝缘子检测中的计算机应用 357

3-7 电场的测量 358

3-7-1　旋转型场强测量器 358

3-7-2　探测器 359

3-7-3　分割电极 360

3-8 放电现象的测量 362

3-8-1　空间电荷分布的测量 362

（1）李廷博图 364

3-8-2　放电的光学测量 364

（2）高速摄影机 365

（3）光电倍增管 365

（4）变像管摄影机 365

（5）影像增强仪 367

3-9 输电线的电气环境测量 368

3-9-1 静电感应 368

（1）电场测量 368

（2）感应电压及电流的测量 368

（3）其它方面的测量 369

3-9-2　无线电干扰 369

（2）无线电干扰电压的测量 370

（1）无线电干扰电场强度的测量 370

3-9-3　电晕噪音 371

3-9-4　离子流带电 374

3-9-5　电晕损耗 376

第四章　绝缘强度试验 378

4-1 一般事项 378

4-1-1　绝缘强度试验的种类 378

4-1-2　试验条件 379

（1）被试物的布置 379

（2）关于大气状态的修正 380

（3）喷水条件 383

（4）人工污秽试验条件 386

（2）加压方法 388

（1）交流电压 388

4-2 交流电压试验 388

4-2-1　一般事项 388

4-2-2　交流电压试验方法 389

（1）干燥（状态下）交流耐压试验 389

（2）长时间交流耐压试验 390

（3）喷水交流耐压试验 390

（4）交流破坏电压试验 392

（5）人工污秽试验 392

（6）带电冲洗试验 411

（7）结露试验 414

（8）感应试验 414

（1）一般的旋转电机 416

4-2-3　试验举例 416

（2）变压器 419

（3）电容式电压互感器 419

（4）仪用互感器 421

（5）交流断路器 422

（6）隔离开关 424

（7）避雷器 426

（8）套管 430

（9）电缆 433

（10）绝缘油 433

（11）绝缘子 435

（12）一般的电气绝缘材料 436

4-3 直流电压试验 437

4-3-1　一般事项 438

（1）直流电压 438

（2）加压方法 438

4-3-2　直流电压试验方法 439

（1）直流耐压试验 439

（2）长时间直流耐压试验 440

（3）喷水直流耐压试验 440

（4）直流击穿电压试验 440

（5）人工污秽直流电压试验 442

4-3-3　实行直流电压绝缘试验示例 442

（1）电缆 442

（2）电容器 444

（3）绝缘子 447

4-4　雷电冲击电压试验 449

4-4-1　雷电冲击耐压试验 449

4-4-2　50％放电电压试验 450

（1）升降法 450

（2）内插法 454

4-4-3　雷电冲击电压击穿试验 455

4-4-4　电压时间曲线试验 455

4-4-5　试验例 455

（1）旋转电机 457

（2）静止感应设备 462

（3）套管 477

（4）断路器，隔离开关 478

（5）避雷器 479

（6）电缆 487

（7）绝缘子 491

（8）密封型开关装置 492

4-5　操作冲击电压试验 492

4-5-1　操作冲击耐压试验 493

4-5-2　50％放电试验 493

4-5-3　操作冲击电压击穿试验 493

4-5-6　外绝缘的操作冲击电压试验 494

4-5-5　操作冲击电压波头长曲线试验 494

4-5-4　操作冲击电压时间曲线试验 494

（1）试验方法 495

（2）试验例 497

4-5-7　内绝缘的操作冲击电压试验 501

（1）试验波形 501

（2）试验次数及故障判断 501

（3）操作冲击电压的试验回路 502

（4）第一半波持续时间的决定方法 505

（5）试验实例 506

第五章　绝缘特性试验 509

5-1-1　直流绝缘特性的种类 510

（1）电流-时间特性 510

5-1　直流试验 510

（2）绝缘电阻 512

（3）体积绝缘电阻-温度特性 514

（4）绝缘电阻-电压特性 514

5-1-2　试验回路及试验装置 515

（1）试验回路 515

（2）试验装置 517

5-1-3　试验方法 518

5-1-4　试验结果的分析 520

（1）电流-时间特性 521

（2）绝缘电阻-温度特性 525

（3）绝缘电阻-电压特性 526

5-2 绝缘电阻计试验（兆欧表试验） 528

5-2-1 测量仪器 529

5-2-2　试验方法 530

5-2-3　试验结果的分析 530

5-3　介质损耗角正切试验（tanδ试验） 532

5-3-1　绝缘物的介质损耗 532

（1）介质损耗及其机理 532

（2）介质损耗角正切（tanδ） 534

（3）绝缘物的tanδ及其温度特性 537

（4）tanδ-电压特性 538

5-3-2　试验回路及试验装置 539

（1）概述 539

（2）高压西林电桥 540

（4）自动型西林电桥 542

（3）反西林电桥 542

（5）简易西林电桥 546

（6）携带式损耗角计 547

（7）其它测量仪器 548

5-3-3　试验方法 548

（1）试验电压 548

（2）试验温度 549

（3）试验频率 550

（4）测量仪器的选择 550

（5）屏蔽电极的设置 550

（6）测量误差 551

（1）tanδ值 553

5-3-4　试验结果的分析 553

（2）tanδ-电压特性 557

（3）tanδ-温度特性 560

5-4 交流电流试验 561

5-4-1　绝缘物的交流电流特性 561

5-4-2　试验回路和试验装置 565

（1）试验回路 565

（2）试验装置 566

5-4-3　试验方法 568

5-4-4　试验结果的分析 569

5-5　局部放电试验 572

（1）局部放电的概念 573

5-5-1　局部放电的性质 573

（2）局部放电的发生状态 574

（3）局部放电的强度 575

（4）术语的定义 582

5-5-2　试验回路及试验装置 584

（1）试验回路 584

（2）校正 601

（3）脉冲电流法以外的测量方法 603

5-5-3　试验方法 605

（1）试验电压 605

（2）试验条件 606

（3）试验程序 606

（4）试验方法的种类 607

（5）试验结果的表示 608

（6）干扰对策 609

（7）自动检测和数据处理 616

5-5-4　各种被试物的试验 619

（1）旋转电机 620

（2）油浸变压器 623

（3）套管 631

（4）电容器 634

（5）浇注变压器及互感器 637

（6）电缆 639

（7）气体绝缘开关装置 648

附录 657

参考文献 670