《高电压工程基础(第2版)》实验4绝缘子串电压分布的测量

实验四绝缘子串电压分布的测量

一、实验目的

1．验证绝缘子串电压分布不均匀现象；

2．了解改善绝缘子串电压分布的措施；

3．掌握绝缘子串电压分布的测量方法。

二、实验内容

1. 用“小球法”测量绝缘子串在无均压环时的电压分布；

2. 用“小球法”测量绝缘子串装有均压环时的电压分布。

（不同电压等级线路绝缘子串的绝缘子（以X-4.5为例）片数：≥14片/220kV；≥8片/110kV；≥4片/35kV。X-4.5绝缘子单片耐压强度为56kV。可根据各学校实验室现实情况，选取合适的绝缘子片数及小球（直径可选0.3-0.5cm）间距。）

三、理论概述

在交流电压作用下，绝缘子串可以等效为电容的串联，由于杂散电容的存在且分布不均衡，使得各片绝缘子上流过的电容电流不相等，因而电压分布不均匀。绝缘子串上绝缘子片数量越多，电压分布越不均匀。

通常当表面比较清洁时，绝缘本身的电容和杂散电容决定了这一电压分布，而当表面因污染而绝缘电阻下降时，则电压分布主要决定于表面的电导。如果绝缘中某一部分因损坏而绝缘电阻急剧下降，则表明电压分布会有明显的改变。因此测量绝缘表面的电压分布可以发现绝缘子绝缘的缺陷。

四、实验接线与实验方法

将一间隙距离固定不变的小球间隙S依次挂接在绝缘子串各片绝缘子片的两端，调节电源电压使小球间隙击穿，测量绝缘子串的总电压U i（为减小小球放电的分散性，针对每片绝缘子的测量重复三次，求取三次的平均值为U i）。如果试验中保持小球的放电电压ΔU不变，那么对于由n片绝缘子构成的绝缘子串，

第i 片绝缘子上的电压承担率为

i i

U

U α?=

并且有：1122n n U U U U ααα?====……及1

1n

i i α==∑，

由上两式可以得到，111n

i i

U U =?=

∑，故

111

i n

i i i

U U α==

∑

因此，可以得出整个绝缘子串的电压分布曲线。

给绝缘子串加装均压环，重复测量，比较均压环加装前后，电压分布的区别，验证均压环改善电压分布的作用。

五、试验记录与试验报告

试验过程中应记录时间、地点、气象条件，特别是气压、温度、湿度等。将试验结果填入下列表格。试验后完成试验报告，报告应包括试验目的、试验主要设备、接线、分析、结论等。

表2 加装均压环测量数据

六、实验注意事项

1．实验过程中为保证小球放电电压不变，应保证测量小球间隙距离不变，在挂接小球时应予以注意；

2．小球间隙距离不宜过大，以免所测绝缘子串总电压过高，从而出现电晕影响测量结果；

3．升压速度应基本相同且不宜太快，可以先进行几次预放电，待稳定后同一情况下测量三次并取平均值；

4．做高压试验时，必须由2人或2个以上人员参加，并明确做好分工，明确相互间的联系方法。并有专人监护现场安全及观察试品的试验状态；

5．实验中发生事故或异常现象时，应立即切断电源，检查线路和设备。当发生不幸的人身事故时，应立即采取措施进行急救。