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第1章 交流高电压试验设备 1

1.1 概述 1

1.2 高电压试验变压器的结构型式及主要参数 3

1.2.1 高电压试验变压器的结构型式 3

1.2.2 试验变压器的主要参数 4

1.3 串级高压试验变压器 6

1.3.1 串级变压器的基本原理 6

1.3.2 降低试验变压器短路电抗的内部结构措施 8

1.3.3 自耦式串级变压器的短路电抗计算 9

1.3.4 几种自耦式串级试验变压器的外形及结构 11

1.3.5 串级试验变压器的优缺点 12

1.4 高电压试验变压器的调压装置 13

1.4.1 自耦调压器 13

1.4.2 移圈式调压器 13

1.4.3 电动发电机组 15

1.5 试验变压器输出电压的升高及波形畸变 16

1.5.1 容性试品上的电压升高及引起的测量误差 16

1.5.2 由于试品闪络所引起的恢复过电压及防止这种过电压的方法 17

1.5.3 高电压试验变压器输出电压的波形失真及改善措施 20

1.6 交流高压串联谐振试验设备 21

1.7 用高压试验变压器产生操作冲击波的方法 24

1.7.1 电容器对变压器一次侧放电产生操作冲击波 25

1.7.2 用闸流管使变压器一次侧瞬间接通工频电源产生操作冲击波 28

思考题 32

习题 32

参考文献 32

第2章 交流高电压的测量 33

2.1 概述 33

2.2 测量球隙 34

2.3 静电电压表 38

2.4 高压交流分压器及充气标准电容器 41

2.4.1 交流分压器的测量误差分析 42

2.4.2 交流电容分压器的组成 46

2.4.3 电容分压器等效电容的测量 49

2.5 峰值电压表 50

2.5.1 利用电容电流整流测量峰值电压 50

2.5.2 利用电容器上的整流充电电压测量峰值电压 51

2.5.3 有源数字式峰值电压表 53

思考题 54

习题 54

参考文献 54

第3章 直流高电压试验设备 56

3.1 概述 56

3.2 高压硅堆 59

3.3 硅堆的电压分布和均压措施 61

3.4 倍压电路 63

3.5 直流高压串级发生器 67

3.6 小型化的直流高压串级发生器 74

思考题 77

习题 78

参考文献 78

第4章 直流高电压的测量 79

4.1 概述 79

4.2 电阻分压器 80

4.3 桥式电阻分压器 83

4.4 测量系统的比对和校准 86

思考题 87

习题 87

参考文献 88

第5章 冲击电压发生器 89

5.1 发生器的功用和冲击电压波形 89

5.2 冲击电压发生器的基本原理 92

5.3 发生器放电回路的数学分析 95

5.3.1 基本回路的分析 95

5.3.2 简化回路的近似计算分析 96

5.3.3 考虑电感作用后的简化回路分析 98

5.3.4 通过计算机程序计算发生器放电回路 100

5.4 冲击电压发生器的充电回路 102

5.5 冲击电压发生器的同步 106

5.5.1 中间球隙过电压状态分析 107

5.5.2 改善发生器同步性能的措施 108

5.6 冲击电压发生器的波形振荡 110

5.6.1 阻尼条件的分析 110

5.6.2 寻求发生器电感L和杂散电容C′的方法 114

5.7 冲击电压发生器的结构 115

5.8 冲击电压发生器设计计算举例 118

5.9 产生截断波的方法 122

5.10 产生操作冲击波的方法 123

5.11 陡波前冲击电压的产生 125

思考题 127

习题 127

参考文献 128

第6章 冲击高电压的测量 129

6.1 概述 129

6.2 用球隙测量冲击电压的特点 130

6.3 冲击高电压分压器 131

6.3.1 冲击高压分压系统的构成 131

6.3.2 冲击测量系统的转移特性 132

6.3.3 各类冲击分压器概述 137

6.3.4 电阻分压器 138

6.3.5 电容分压器 151

6.3.6 阻容串联分压器 154

6.3.7 微分积分测量系统 160

6.3.8 冲击测量系统的性能试验和校准 163

6.4 高压示波器 166

6.5 数字存储示波器 168

6.5.1 发展及应用 168

6.5.2 基本原理 168

6.5.3 主要技术指标 169

6.5.4 DSO应用于高电压测试中的基本技术指标和注意事项 171

6.6 高电压测试的抗干扰措施 173

6.6.1 电磁干扰的主要来源和防止措施 173

6.6.2 抗干扰综合措施实例 174

6.6.3 冲击测量系统的干扰试验 174

6.7 光电测量系统 175

思考题 177

习题 177

参考文献 178

第7章 冲击电流发生器 180

7.1 概述 180

7.2 冲击电流发生器的基本原理 181

7.3 冲击电流发生器的结构 182

7.4 冲击电流发生器的电流幅值和波形的调节 185

7.4.1 线性阻抗元件的电路 185

7.4.2 含有非线性电阻元件的电路 186

7.5 冲击电流方波发生器 186

7.6 冲击电流发生器的恒流充电 187

7.6.1 采用恒流源充电的必要性 187

7.6.2 L-C恒流源的基本原理 188

7.6.3 恒流充电装置的实例 190

思考题 191

习题 191

参考文献 191

第8章 冲击电流的测量 192

8.1 概述 192

8.2 分流器 192

8.2.1 对分流器的性能要求 192

8.2.2 分流器的几种结构形式 193

8.3 罗戈夫斯基线圈 196

8.3.1 罗戈夫斯基线圈测量电流的原理和特点 196

8.3.2 两种积分方式的罗戈夫斯基线圈 197

8.3.3 罗戈夫斯基线圈的结构 198

8.4 冲击电流测量系统的性能试验 199

思考题 201

习题 201

参考文献 201

第9章 高电压下介质损耗和电容的测量 202

9.1 概述 202

9.2 西林电桥 203

9.2.1 基本原理和接线 203

9.2.2 杂散电容和电桥屏蔽 205

9.2.3 外界电磁场的干扰和消除 206

9.2.4 电桥的准确度和指零仪 208

9.3 电流比较仪式电桥 208

9.4 在线监测和全数字测量法 210

思考题 212

习题 213

参考文献 213

第10章 局部放电测量 214

10.1 概述 214

10.2 局部放电的检测 216

10.3 局部放电检测时的干扰和抗干扰措施 219

10.4 局部放电的定位及其他检测方法 222

10.5 局部放电的现场测试和在线监测 224

思考题 226

习题 226

参考文献 226

第11章 高电压实验室 228

11.1 高电压实验室的主要设备及其参数 228

11.2 高电压实验室的净空距离 230

11.3 高电压实验室的屏蔽 232

11.3.1 屏蔽的作用和原理 232

11.3.2 高电压实验室的屏蔽结构 234

11.4 高电压实验室的接地 237

11.4.1 接地的作用 237

11.4.2 接地装置的实施 238

11.4.3 接地系统的性能试验 239

11.5 高电压实验室的建筑 239

11.6 高电压实验室的基本安全规则 240

思考题 241

习题 241

参考文献 241

附录A 附表 243

表A1 球隙放电标准 243

表A2 大容量成套工频高压试验设备主要技术数据 247

表A3 脉冲电容器 248

表A4 高压硅堆技术参数 249

表A5 同轴电缆参数表 250

表A6 电阻合金材料的性能和特点 251

表A7 常用电阻合金线规格 252

表A8 国产电源滤波器的主要性能 253

表A9 各类设备的1min工频耐受电压 253

表A10 各类设备的雷电冲击耐受电压 254

表A11 超高压设备的标准绝缘水平 254

附录B 3～5阶冲击放电回路的电压象函数表达式 255

附录C 冲击电压发生器的放电回路计算程序 257

附录D 冲击电流发生器的放电回路计算程序 261

附录E 冲击电流发生器放电回路中包含有非线性电阻的计算程序 263

习题答案 265