徐浩-高電壓實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、高電壓技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 : 避雷器實(shí)驗(yàn)學(xué) 院 : 電氣信息學(xué)院專 業(yè) : 電氣工程及其自動化 任課老師 : 劉 念班 級 : 2010級電氣11班 學(xué) 號 : 1043031193 姓 名 : 徐 浩 實(shí)驗(yàn)四避雷器試驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模毫私忾y型避雷器的種類、型號、規(guī)格、工作原理及不同種類避雷器的結(jié)構(gòu)和適用范圍，掌握閥型避雷器電氣預(yù)防性試驗(yàn)的項(xiàng)目、具體內(nèi)容、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)方法。二預(yù)習(xí)要點(diǎn)：概念：滅弧電壓、沖擊放電電壓、工頻放電電壓、殘壓、保護(hù)比、切斷比、工頻續(xù)流、直流電導(dǎo)電流、非線性系數(shù)、沖擊系數(shù)。判斷：普通閥型避雷器閥片熱容量小，磁吹閥型避雷器閥片熱容量較大。推理：普通閥型避雷器只用于限制大氣過

2、電壓，磁吹閥型避雷器既可用于限制大氣過電壓也可用于限制內(nèi)部過電壓。相關(guān)知識點(diǎn)：大氣過電壓、內(nèi)過電壓、伏秒特性、沖擊耐壓強(qiáng)度、絕緣配合、雷電流計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。三實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目： 1FS-10型避雷器試驗(yàn) （1）絕緣電阻檢查 （2）工頻放電電壓測試 2FZ-15型避雷器試驗(yàn) （1）絕緣電阻檢查 （2）泄漏電流及非線性系數(shù)的測試四實(shí)驗(yàn)說明：閥型避雷器分普通型和磁吹型兩類，普通型又分FS型（配電型）和FZ型（站用型）兩種。它們的作用過程都是在雷電波入侵時擊穿火花間隙，通過閥片（非線性電阻）泄導(dǎo)雷電流并限制殘壓值，在雷電過后又通過閥片減小工頻續(xù)流并通過火花間隙的自然熄弧能力在工頻續(xù)流第一次過零時切斷之，避雷器實(shí)際工

3、作時的通流時間10ms（半個工頻周期）。FS型避雷器的結(jié)構(gòu)最簡單，如圖4-1所示，由火花間隙和非線性電阻（閥片）串聯(lián)組成。FZ型避雷器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在火花間隙上并聯(lián)有均壓電阻（也為非線性電阻），如圖4-2所示，增設(shè)均壓電阻是為了提高避雷器的保護(hù)性能，因?yàn)槎鄠€火花間隙串聯(lián)后將引起間隙上工頻電壓分布不均，并隨外瓷套電壓分布而變化，從而引起避雷器間隙恢復(fù)電壓的不均勻及不穩(wěn)定，降低避雷器熄弧能力，同時其工頻放電電壓也將下降和不穩(wěn)定。加上均壓電阻后，工頻電壓將按電阻分布，從而大大改善間隙工頻電壓的分布均勻度，提高避雷器的保護(hù)性能。非線性電阻的伏安特性式為：U=CI，其中C為材料系數(shù)，即為非線性系數(shù)（普通型

4、閥片的0.2、磁吹型閥片的0.24、FZ型避雷器因均壓電阻的影響，其整體0.350.45），其伏安特性曲線如圖4-3所示。可見流過非線性電阻的電流越大，其阻值越小，反之其阻值越大，這種特性對避雷器泄導(dǎo)雷電流并限制殘壓，減小并切斷工頻續(xù)流都很有利。另外，F(xiàn)S型避雷器的工作電壓較低（10kv），而FZ型避雷器工作電壓可做到220kv。FZ型避雷器中的非線性電阻（均壓電阻和閥片）的熱容量較FS型為大，因其工作時要長期流過工頻漏電流（很小、微安級）。磁吹型避雷器有FCZ型（電站用）和FCD型（旋轉(zhuǎn)電機(jī)用）兩種，其結(jié)構(gòu)與FZ型相似，間隙上都有均壓電阻，只是磁吹型避雷器采用磁吹間隙，并配有磁場線圈和輔助間

5、隙。由于以上結(jié)構(gòu)上的不同，所以對FS型和FZ（FCZ、FCD）型避雷器的預(yù)防性試驗(yàn)項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)都有很大的不同。根據(jù)電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程，對FS型避雷器主要應(yīng)做絕緣電阻檢查和工頻放電電壓試驗(yàn)，對FZ（及FCZ、FCD）型避雷器則應(yīng)做絕緣電阻檢查和直流泄漏電流及非線性系數(shù)的測試。只有在其解體檢修后才要求做工頻放電電壓試驗(yàn)（需要專門設(shè)備）。避雷器其它的預(yù)防性試驗(yàn)還包括底座絕緣電阻的檢查、放電計(jì)數(shù)器的檢查及瓷套密封性檢查等。避雷器試驗(yàn)應(yīng)在每年雷雨季節(jié)前及大修后或必要時進(jìn)行。絕緣電阻的檢查應(yīng)采用電壓2500v及量程2500M的兆歐表。要求對于FS型避雷器絕緣電阻應(yīng)不低于2500M；FZ（FCZ、FCD）

6、型避雷器絕緣電阻與前次或同類型的測試值比較，不應(yīng)有明顯差別。FS型避雷器的工頻放電電壓試驗(yàn)的合格值如表4-1所列。表4-1 FS型避雷器的工頻放電電壓值：額定電壓（kv）3610工頻放電電壓（kv）大修后91116192631運(yùn)行中81215212333FZ型避雷器的直流泄漏電流及非線性系數(shù)的測試的試驗(yàn)電壓及電導(dǎo)電流值如表4-2所列，所測泄漏電流值還應(yīng)與歷年數(shù)據(jù)相比較，不應(yīng)有顯著變化，同相元件電導(dǎo)電流差值不應(yīng)大于30%。表4-2 FZ型避雷器的直流泄漏試驗(yàn)電壓及電導(dǎo)電流值：額定電壓（kv）361015203040試驗(yàn)電壓（kv）U1-8101216U2461016202432U2時電導(dǎo)電流（A

7、）450650400600電導(dǎo)電流差值按式4-1計(jì)算：I%=Imax-IminImax100% （式4-1）非線性系數(shù)按式4-2計(jì)算： =logU2U1logI2I1 （式4-2）同相組合元件的非線性系數(shù)差值不應(yīng)大于0.05。圖4-1 FS型避雷器結(jié)構(gòu)及 圖4-2 FZ型避雷器 圖4-3 非線性電阻的 電路示意圖 電路示意圖 伏安特性曲線五儀器設(shè)備：50/5試驗(yàn)裝置一套水阻一只高壓硅堆一只濾波電容一只微安表一只電壓表一只高壓靜電電壓表一只FS-10型避雷器一只FZ-15型避雷器一只六實(shí)驗(yàn)接線： 圖4-4 絕緣電阻測試接線圖 圖4-5 FS型避雷器工頻放電實(shí)驗(yàn)接線圖 （a）微安表接在避雷器處 （

8、b）微安表接在試驗(yàn)變壓器尾端 圖4-6 FZ型避雷器工頻放電實(shí)驗(yàn)接線圖七實(shí)驗(yàn)步驟：1FS-10型避雷器試驗(yàn)（1）絕緣電阻檢查測試接線如圖4-4所示，測試前應(yīng)把避雷器表面清潔干凈，檢查有無外傷，兩端頭有無松動及銹蝕。測試時避雷器應(yīng)豎放，先檢查兆歐表的零位和最大偏轉(zhuǎn)位，然后夾好接線，以120轉(zhuǎn)/分的速度勻速搖轉(zhuǎn)兆歐表，讀取穩(wěn)定的讀數(shù)；為消除表面泄露的影響，可做一屏蔽環(huán)并接于兆歐表的G端，使表面泄露不影響讀數(shù)。所測得的絕緣電阻如果小于2500M，可能是避雷器瓷套密封不良引起內(nèi)部受潮所至。（2）工頻放電電壓測試測試接線如圖4-5所示，試驗(yàn)電路中應(yīng)設(shè)保護(hù)電阻R，用來限制擊穿放電時的放電電流，要求將此電流

9、幅值限制到0.7A以下，以避免放電燒壞火花間隙；控制電路應(yīng)設(shè)電流速斷保護(hù)，要求間隙放電后在0.5s內(nèi)切斷電源。電壓測量可在低壓側(cè)進(jìn)行，并通過變比折算出高壓側(cè)電壓，試驗(yàn)步驟：檢查接線正確后，接通電源；合上高壓試驗(yàn)開關(guān)，勻速升壓（2kv/s），直至避雷器擊穿放電，并記錄此時的電壓值，然后將調(diào)壓器電壓降至零，斷開高壓試驗(yàn)開關(guān)；重復(fù)步驟三次，每次間隔時間不小于1min，取三次放電電壓平均值為此避雷器的工頻放電電壓；切斷電源。2FZ-15型避雷器試驗(yàn)（1）絕緣電阻檢查測試方法與測FS型避雷器絕緣電阻時相同，所不同的是因FZ型避雷器火花間隙上并聯(lián)有均壓電阻，故所測得的值比FS型要小得多。規(guī)程中沒有規(guī)定具體

10、數(shù)值，但必須做相對比較。如果與前次比較明顯偏小，則可能是避雷器瓷套密封不良引起內(nèi)部受潮；如果明顯增大，則可能是避雷器均壓電阻接觸不良或斷裂所至。（2）泄漏電流及非線性系數(shù)的測試測試接線如圖4-6所示，注意高壓硅堆的方向應(yīng)使試驗(yàn)電壓呈負(fù)極性，要求試驗(yàn)電壓的脈動系數(shù)不大于±1.5%，一般是在回路上并接0.010.1f的濾波電容C，保護(hù)電阻R應(yīng)使避雷器放電時的放電電流不大于硅堆最大允許電流，應(yīng)直接測量加在避雷器上的試驗(yàn)電壓（一般用靜電電壓表測量），測量準(zhǔn)確度應(yīng)在3級或以上，電導(dǎo)電流可在圖中A、B、C三處測量，以A處為優(yōu)選，注意在C處測量時除避雷器外的其它試驗(yàn)設(shè)備的接地端應(yīng)接于試驗(yàn)變壓器的X

11、端，并空升一次以檢查其它泄露情況。電流測量準(zhǔn)確度應(yīng)在0.5級或以上，試驗(yàn)步驟：檢查接線正確后，接通電源；合上高壓試驗(yàn)開關(guān)，勻速升壓（2kv/s）至U1，記錄此時的電導(dǎo)電流（I1），然后繼續(xù)勻速升壓至U2，并記錄此時的電導(dǎo)電流（I2），完畢后將電壓降至零，斷開高壓試驗(yàn)開關(guān)，切斷電源；放電，對濾波電容。一般先通過電阻放電，然后再直接放電并掛上接地線。八、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析1.實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄FS型避雷器絕緣電阻R=8000M序號工頻放電電壓130KV231KV331KVFZ型避雷器絕緣電阻R=500M試驗(yàn)電壓直流泄漏電流實(shí)驗(yàn)第1次實(shí)驗(yàn)第2次12KV0.45mA0.42mA6KV0.05mA0.05mA2

12、. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析FS-10型避雷器（1）根據(jù)絕緣電阻R=8000M>2500M，即絕緣電阻檢查合格；（2）由表4-1可知，F(xiàn)S-10型避雷器工頻放電電壓的范圍2333kV，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)符合。綜合得：FS-10型避雷器合格。FZ-15型避雷器（1）經(jīng)過幾次反復(fù)測量絕緣電阻R值都在500M左右，相對比較可知絕緣電阻檢查合格；（2）由上表可得，當(dāng)試驗(yàn)電壓分別為6kV和12kV時，泄露電流在400600A。（3）非線性系數(shù)的測試和計(jì)算由表格數(shù)據(jù)和式4-2可得第一次試驗(yàn)的非線性系數(shù)1=logU2U1logI2I1=log126log0.450.05=0.315第二次試驗(yàn)的非線性系數(shù)2=logU2

13、U1logI2I1=log126log0.420.05=0.326=2-1=0.326-0.315=0.011<0.05根據(jù)同相組合元件的非線性系數(shù)差值不應(yīng)大于0.05可知，兩次實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均滿足要求。綜合得：FZ-15型避雷器也是合格的。九實(shí)驗(yàn)心得體會通過做本次實(shí)驗(yàn)，我們對課本上的理論知識有一個比較直觀的認(rèn)識，尤其是放電現(xiàn)象。以前老師說的跟雷電放電差不多，上次實(shí)驗(yàn)我們就觀察到很多的擊穿過程中的放電現(xiàn)象，而這次我們做實(shí)驗(yàn)的時候需要把避雷器上的電荷放掉，也有放電現(xiàn)象的產(chǎn)生，這幾種放電還是有一些區(qū)別的。其次這個實(shí)驗(yàn)由于是高電壓實(shí)驗(yàn)，所以我們在實(shí)驗(yàn)的過程中格外小心，畢竟這個關(guān)系到我們的人身安全，以后到工作崗位中也要時刻注意，這讓我們對高電