交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)電壓的準(zhǔn)確測(cè)量時(shí)一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)。
    試驗(yàn)電壓的測(cè)量方法可概括分為兩類，即低壓側(cè)測(cè)量和高壓側(cè)測(cè)量。被試品電容量較小時(shí)，如油斷路器、瓷絕緣、絕緣用具等，試驗(yàn)電壓可在低壓側(cè)測(cè)量，而當(dāng)被試品的電容量較大及對(duì)電壓幅值及波形要求較高時(shí)，試驗(yàn)電壓必須在高壓側(cè)測(cè)量。
    一、低壓側(cè)測(cè)量
    這種方法是在試驗(yàn)變壓器的低壓側(cè)或測(cè)量繞組的端子上，用0.5級(jí)電壓表測(cè)量二次電壓，然后利用經(jīng)過校核過的試驗(yàn)變壓器變比，換算出高壓側(cè)的電壓。計(jì)算式為
        U₂＝KU₁
    式中 U₂——換算出的高壓側(cè)電壓，V；
         U₁——變壓器低壓側(cè)測(cè)得電壓或在測(cè)量繞組上測(cè)得電壓，V；
         K——高壓繞組與低壓繞組或測(cè)量繞組之間的變化，可查銘牌或通過校核獲得。
    這種測(cè)量方法簡便，但準(zhǔn)確性不高。
    二、高壓側(cè)測(cè)量
    交流耐壓時(shí)易出現(xiàn)”容升現(xiàn)象“。工頻耐壓試驗(yàn)等值電路及U_C＞U時(shí)的相量圖如圖1-1所示。

圖1-1 工頻耐壓時(shí)的等值電路及U_C＞U時(shí)的相量圖
(a)等值；(b)U_C＞U時(shí)的相量圖
Z_K——試驗(yàn)變壓器短路阻抗；C_X——被試品電容；?——試驗(yàn)變壓器的高壓側(cè)電壓

 由圖(a)可知：?＝?_L﹢?_C。由于?_C與?_L反相，其值U_C＝U﹢U_L,使被試品C_X上的電壓大于試驗(yàn)變壓器輸出電壓U，如圖1-1(b)所示。令ΔU＝U﹢U_L。則ΔU＝U_C-U＝U_L，U_L＝I_CZ_K。將IC＝U_C×2πfC_X,Z_K＝Z_N×Z_K(%)＝U_N／I_N×Z_K(%)＝U²_N／S_N×Z_K(%)代入式中有
        ΔU＝U_L＝U_C×2πfC_X×(U²_N／S_N)×Z_K(%)   (1-1）
    以上式中 Ic—在施加電壓下，通過被試品的電容電流；
             Z_K、Z_K(%)—試驗(yàn)變壓器的短路阻抗和短路阻抗的百分?jǐn)?shù)；
             C_X—被試品電容；
             U_N、I_N、S_N、Z_N—分別為試驗(yàn)變壓器的額定電壓、額定電流 、額定容量、銘牌阻抗。
    由式（1-1）可見，當(dāng)試驗(yàn)變壓器選定，被試品為電容性，且試驗(yàn)電壓一定時(shí)，被試品電容量越大，則被試品上的U_C較U升高愈多。這就是所謂的“容升現(xiàn)象”。對(duì)于大容量被試品，為避免“容升現(xiàn)象”試驗(yàn)帶來的影響，在試驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量在高壓側(cè)直接測(cè)量以克服試驗(yàn)電壓的測(cè)量誤差。
    高壓側(cè)測(cè)量方法有以下幾種：
    1.用電壓互感器測(cè)量
    在試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)與被試品并聯(lián)一測(cè)量用電壓互感器，在電壓互感器低壓二次側(cè)接電壓表或示波器測(cè)量電壓，然后根據(jù)所測(cè)電壓值和電壓互感器的變比換算出高壓側(cè)電壓。一般用電壓互感器在0.5級(jí)以上。這種測(cè)量方法測(cè)量簡單，準(zhǔn)確度高，但測(cè)量電壓不宜太高。測(cè)量電壓太高則要求電壓互感器的一次電壓高，使制造出的電壓互感器體積大，成本高，且不宜攜帶。
    2.用靜電壓表測(cè)量
    用靜電壓表可以方便地測(cè)量交流高壓的有效值。測(cè)量時(shí)，將靜電電壓表與被試品并接，可直接測(cè)量出被試品的高壓電壓。靜電電壓表的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。

圖1-2 國產(chǎn)Q4-V型靜電電壓表結(jié)構(gòu)圖

 靜電電壓表能耐受的電壓由兩級(jí)間的距離及固定高電壓電極的絕緣蜘蛛表面的放電電壓決定。改變電極間距離，能改變策測(cè)量電壓范圍，所以頻率高達(dá)1MHz的電壓。
    靜電電壓表兩極間有絕緣介質(zhì)（空氣），電容量極小（10～30pF），因此阻抗較大，測(cè)量時(shí)幾乎不改變被試品上的電壓。該表還可以用來測(cè)量感應(yīng)電壓表。
    靜電電壓表的缺點(diǎn)是：額定電壓100V及以上的靜電電壓表的電極暴露在外面，無屏蔽密封措置，現(xiàn)場使用時(shí)受風(fēng)、天氣、外界電磁場干擾影響較大，現(xiàn)場不宜使用，多用于試驗(yàn)室內(nèi)。
    3.用球隙測(cè)量
    在交流耐壓試驗(yàn)時(shí)，球隙不僅可以作保護(hù)用，還可以作測(cè)量用。測(cè)量球隙由一對(duì)相同直徑的金屬球構(gòu)成。
    球隙測(cè)量高壓的原理是在一定大氣條件下，一定直徑的銅球，球隙間的放電電壓決定于球隙距離。因此可以用球隙來直接測(cè)量交流高壓、沖擊高壓的峰值。附錄四球隙放電標(biāo)準(zhǔn)表給出了不同球徑球隙的放電電壓與球隙距離的關(guān)系。
    用球隙測(cè)量高壓時(shí)，只有當(dāng)球隙放電時(shí)，才能從表中查得電壓。每次放電必須跳閘，放電時(shí)可能產(chǎn)生振蕩，也可能引起過電電壓，所以球隙測(cè)量電壓不太方便。現(xiàn)場及試驗(yàn)實(shí)際使用時(shí)，常用球隙來校訂別的測(cè)量儀器的測(cè)量結(jié)果，即做校訂曲線。有了校訂曲線，就可以從儀表的指示讀數(shù)，隨時(shí)知道升壓過程中的電壓值。實(shí)際校訂時(shí)的接線圖如圖1-3所示。

圖1-3 用球隙來測(cè)定試驗(yàn)變壓器校訂曲線的接線
F-球隙；C_X-被試品

 圖中R₁是保護(hù)變壓器用的防振電阻，限制被試品或球隙擊穿時(shí)流過變壓器的短路電流。R₂的作用有兩方面：一是限制球隙放電時(shí)流過球級(jí)的短路電流，以免燒傷球級(jí)；二、是阻尼試驗(yàn)回路出現(xiàn)局部放電時(shí)連接電感與球隙電容和被試品電容等所產(chǎn)生的高頻振蕩。

圖1-4 試驗(yàn)變壓器的校訂曲線

 具體校訂過程如下：接上被試品，按圖1-3接線，電壓逐步提高，球隙距離逐級(jí)調(diào)大，在各種球隙距離下放電時(shí)，記下相應(yīng)低壓側(cè)電壓表讀數(shù)，查表并經(jīng)過一定的計(jì)算可求得每種球隙距離下的放電電壓。用該電壓和低壓側(cè)電壓表讀數(shù)繪出的曲線如1-4所示。這就是校訂曲線。實(shí)際上該曲線表明了在一定負(fù)載下試驗(yàn)變壓器的一、二次電壓關(guān)系。做校訂曲線時(shí)的電壓要求低于或接近于試驗(yàn)電壓，一般允許做到試驗(yàn)電壓的80%，然后可用外推法，把曲線延伸到所需值，推算出試驗(yàn)電壓時(shí)的低壓側(cè)電壓表讀數(shù)。把球隙距離調(diào)到相應(yīng)試驗(yàn)電壓值的1.1～1.2倍，作為保護(hù)間隙，然后推算出的低壓側(cè)電壓表讀數(shù)升壓即可。氣體間隙的放電電壓受大氣條件的影響，因而對(duì)現(xiàn)場測(cè)量結(jié)果應(yīng)根據(jù)大氣條件進(jìn)行校訂。校訂公式為 
       U＝U₀δ
       δ＝0.386[p／(273﹢t)]
    式中 U₀—標(biāo)準(zhǔn)條件下的放電電壓，kV；
         U—試驗(yàn)時(shí)大氣條件下球隙的放電電壓，kV；
         p—試驗(yàn)時(shí)的大氣壓力，mmHg(1mmHg＝1.333224×10²Pa)；
         t—環(huán)境溫度，℃。
    球隙測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡單，容易自制，除用于測(cè)量外還可作保護(hù)電器，但球隙測(cè)量準(zhǔn)確度不高，一般精度可達(dá)±3%，用于室外時(shí)受強(qiáng)氣流、灰塵等影響使得放電較分散，測(cè)量較費(fèi)時(shí)間，所以不宜在現(xiàn)場使用。
    4.電容分壓器測(cè)量
    圖1-5示出了用電容分壓器測(cè)量交流高壓的接線圖。電容分壓器一般由高壓電容C₁和低壓電容C₂組成。

圖1-5 用電容分壓器測(cè)量高壓的接線圖

 測(cè)量原理是：串聯(lián)電容器上電壓按電容值反比配，使被測(cè)電壓通過串聯(lián)的電容分壓器進(jìn)行分壓，測(cè)出低電壓C₂上的電壓U₂，在用分壓比K算出被測(cè)電壓U₁，即
        U₁＝KU₂，K＝(C₁﹢C₂)／C₁
    實(shí)際測(cè)量時(shí)，由于電容分壓器的分壓比隨所加電壓和周圍環(huán)境的不同而有所變化，所以每次耐壓試驗(yàn)時(shí)，都需與試驗(yàn)變壓器空載時(shí)的變化進(jìn)行比較，一確定試驗(yàn)時(shí)分壓器低壓側(cè)電壓表的讀數(shù)，即校準(zhǔn)分壓比。具體方法是，將電容分壓器與空載變壓器T2高壓側(cè)連接，逐漸升高試驗(yàn)變壓器的輸電壓U₁，同時(shí)對(duì)應(yīng)每一個(gè)U₁值記錄相應(yīng)分壓器低壓電容上的電壓U₂，得到若干組數(shù)據(jù)，，并將得到的這些數(shù)據(jù)做成校正曲線，如圖1-6所示。

圖1-6 分壓器校正曲線

 試驗(yàn)時(shí)接上試品，在校正曲線上找出所需加試驗(yàn)電壓對(duì)應(yīng)的U₂的讀數(shù)，按U₂升壓試驗(yàn)。
    圖1-5中的r用于在試驗(yàn)中消除C₂上的殘余電荷，使分壓器具有良好的升降特性，一般取r＝(1／C₂₎～(1／C₂)，式中C₂的單位為F，r單位為Ω。
    圖中的電壓表PV2采用靜電電壓或高阻抗交流電壓表時(shí)可測(cè)得電壓有效值；用峰值電壓表可測(cè)得電壓峰值；采用示波器時(shí)，既可測(cè)出電壓峰值，又可能觀察電壓波形。
    因?yàn)殡娙?a style="color:#444444;text-decoration:none;" href="http://fzyinlove.cn/gyd/377.html" target="_blank">分壓器結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，準(zhǔn)確度較高，所以用電容分壓器測(cè)量交流高壓是目前現(xiàn)場常用的方法。

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