探讨电力高压试验设备及分析
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摘要；试验技术对自然科学的重要性是众所周知的。高电压技术的研究对象是各种形态的高电压和各种性能的介质，需要有各种高电压的测试设备来研究各种介质在各种高电压下的物理现象。本文对高压试验变压器进行了分析。
关键词；试验；设备；变压器
中图分类号：TM433
1 高压试验变压器概述及发展
电力系统中的电气设备，其绝缘不仅经常受到工作电压的作用，而且还会受到例如大气过电压和内部过电压的侵袭。高电压试验变压器的公用在于产生工频高电压，使之作用于被试电气设备的绝缘上，以考验其在长时的工作电压及瞬时的内部过电压下是否可靠工作。另外它也是试验研究高电压输电线路的气体绝缘间隙、电晕损耗、静电感应、长串绝缘子的闪络电压以及带电作业等项目必需的高压电源设备。
近年来。由于超高电压及特高电 及特高电压输电的发展，必需研究内绝缘或外绝缘在操作波作用下的击穿规律及击穿数值。利用高压试验变压器还可以产生“长波头”类型的操作波。因此工频试验变压器除了固定的产生工频试验电压，以及作为直流高压和冲击高压设备的电源变压器的功用外，还可以用它来产生操作波试验电压。所以，工频试验变压器是高电压实验室内不可缺少的主要设备之一。由于它的电压值需要满足内过电压的要求，故试验变压器的工频输出电压将大大超过电力变压器的标称电压值，常达几百千伏获至几千千伏。目前我国和世界上多数工业发达国家都具有2250kV的试验变压器，个别国家的试验变压器的电压已达到3000kV。
2 试验变压器与电力变压器的区分
试验变压器在原理上与电力变压器并无区别，只是前者试验电压较高，变比较大。由于电压值高，所以要采用较厚的绝缘及较宽的间隙距离，也因此试验变压器的漏磁通较大，短路电抗值也较大，而电压高的串级试验变压器的总短路电抗值则更大。在大的电容负载下试验变压器原付边的电压关系与线卷匝数比有较大差异，因此试验变压器常常有特殊的测量电压用的线卷。当变压器的额定电压升高时，它的体积和重量的增加趋势超过按额定电压的三次方的上升速度。为了限制单台试验变压器ide体积和重量，有必要在接线上和结构上采取一些特殊措施，例如目前所采用的串级装置等。这样，使试验变压器在某些情况下，具有特殊形式。
试验变压器的运行条件与电力变压器是不同的，例如：
(1)试验变压器在大多数情况下，工作在电容性负荷下；而电力变压器一般工作在电感性负荷下。
(2)试验变压器所需试验功率不大，所以变压器的容量不很大；而高压电力变压器的容量都很大。
(3)试验变压器在工作时，经常要放电；电力变压器在正常运行时。发生事故短路的机会是不多的，而且即使发生，继电保护装置会立即将电源跳开。
(4)电力变压器在运行中可能受到大气过电压及操作过电压的侵袭；而试验变压器并不受到大气过电压的作用，但由于试品放电的缘故，它在工作时，也可能在绕组上产生梯度过电压。
(5)试验变压器工作时间短，在额定电压下满载运行的时间更短。譬如进行电气设备的耐压试验常常是一分钟工频耐压。而电力变压器则几乎终年或多年在额定电压下满载运行。
(6)由于上述原因，试验变压器T作温度低，而电力变压器温升较高。也因此电力变压器都带有散热管、风冷甚至强迫油循环冷却装置。而试验变压器则没有各种附加的散热装置。
上述情况表明，试验变压器在运行条件方面比电力变压器有利，而在重要性发面则不如电力变压器，所以设计时采用较小的安全系数。如50kV一250kV试验变压器本身的试验电压比其额定电压仅高25kV；更高电压的试验变压器的试验电压比额定电压仅高10％。因为高压试验变压器的试验电压较低，设计温升较低，故在额定功率下只能短时运行。甚至有些特高电压的试验变压器，在额定电压及额定容量下，只能运行5分钟。
3 试验变压器的原理接线试验方法
交流耐压试验的接线，应按被试品的要求(电压、容量)和现有试验设备条件来决定。
SI一电源开关；FU一熔断器；AV一自耦调压器；
TI一高压试验变压器；TV一测量电压互感器；F一保护球隙；
Zx一被试设备；R2一限流电阻；R2一球隙保护电阻；
PA一监视用毫安表；S2一短路开关；HG一绿灯；HR一红灯；
PV1一低压侧测量电压表；PV2一高压侧测量电压表；
SB1一起动按钮开关；SB2一停止按钮开关；Q一交流接触器；
TA一电流互感器；KA一电流继电器；T2一辅助变压器；
SA一零位开关；SB3一低压侧电压表量程切换开关
图1 YDJ1810／10O型成套交流耐压试验设备原理电路接线图
通常试验时采用是成套设备(包括控制及调压设备)。其试验原理电路接线如图1所示。
自高压试验变压器T至熔断器FU之间的电路元件，均装在控制台内。调压器在零位时，零位开关SA接通，升压后SA断开。在合闸回路串接零位开关，其目的在于防止调压器在输出非零值情况下合闸损坏设备。
试验电路的工作过程是，起动时，先合上SI，绿灯HG亮，指示低压有电，然后按下SB1按钮，经过停止按钮SB2、起动按钮SB1、调压器零位开关SA、交流接触器线圈Q通电(流)，接触器Q的主触头Q闭合，接通主电路，此时，红灯HR亮，指示主电路已开始工作。然后，通过自耦调压器AV升压试验。试验过程中，串入合闸回路的接触器辅助触点Q闭合，使接触器线圈继续带电，维持主电路接通。停止时，将调压器的输出调回零位，调压器的零位开关SA闭合，按下停止按钮SB2，使接触器线圈Q断电，接在主电路的接触器主触头断开，切断主电路。若在试验过程中，被试品击穿，经过电流互感器TA的电流剧增，电流继电器KA动作，串在接触器线圈回路的电流继电器动断触点KA断开，使接触器线圈断电(流)，接在主电路的接触器主触点断开，切断主电路，保护被试品避免长时间高电压的作用。
进行交流耐压的被试品，一般为容性负荷，当被试品的电容量较大时，电容电流在试验变压器的漏抗上就会产生较大的压降。由于被试品上的电压与试验变压器漏抗上的电压相位相反，有可能因电容电压升高而使被试品上的电压比试验变压器的输出电压还高，因此要求在被试品上直接测量电压。
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