高电压技术讲解（下）(2)

武汉华中华能高电压科技发展有限公司 www.china-hzhn.com Tel:027-86839376

通常被试品都是容性负载。试验时，电压应从零开始逐渐升压。T1为调压器，T2为试验变压器，r为试验变压器的保护电阻，如果试验时被试品突然击穿或放电，变压器不仅由于短路会产生过电流，而且还将由于绕组内部的电磁振荡，在变压器匝间或层间绝缘上引起过电压，因此需要保护。r 不能过大也不

能过小，按0.1Ω/V取,并且要有足够的热容量和长度,所以一般用水电阻。二、工频试验变压器

工频试验变压器的工作电压很高，一般都作成单相的；变比较大；而且要求工作电压在很大的范围内调节。工频试验变压器工作时，不会遭到大气过电压或电力系统内部过电压的作用，而且不是连续工作，因此绝缘裕度很低。试验变压器的容量应保证在正常试验时被试品上有必须的电压，而在被试品击穿或闪络时，应保证有一定的短路电流，所以试验变压器的容量一般是不大的。

小 结?为了考验电气设备绝缘结构的绝缘水平，保证电气设备在投入系统运行中不发生

绝缘损坏而造成停电事故，通过耐压试验，作成被试电气设备绝缘是否合格，能否投入运行的结论。

?在绝缘预防性试验中，耐压试验一般只作工频和直流耐压，在电气设备型式试验时（有的设备出厂试验时），还要进行冲击耐压试验。

?工频高压试验变压器由其使用特点而在设计制造时其本身的绝缘水平相对是很低的；一般的被试设备耐压试验时，通过的电流很小，除大容量的被试品和瓷绝缘污秽试验外，一般不大于1A，故试验变压器的容量一般是很小的。250kV及以上的试验变压器一般是1A制，在试验变压器使用时，需注意其特点。

第二篇 电力系统过电压及其保护 第四章 线路和绕组中的波过程 §4.1无损单导线中的波过程 一、 波动方程

u?uq(t?xv)?uf(t?xv)

i?[uq(t?xv)?uf(t?xv)]L0C0

二、 波动方程式解的物理意义

以uq为例，假设当T1时刻，线路上位置X1的点电压数值为U，当时间由T1变到T2时，具有相同电压值

U

的点必须满足

武汉华中华能高电压科技发展有限公司 www.china-hzhn.com Tel:027-86839376

t1?x1v?t2?x2v

并能依此得出t1?x1v?tn?xnv?常数，两侧求导的v?dxdt，所以V是速度。uq就是沿

着X的正方向以速度V前进的前行波。uf是沿着X的反方向前进的反行波，即线路上任意一点的电压为前行波电压加上反行波的电压。V称为波速，v?1L0C0，在架空线

路中V为光速，300米/微秒，电缆中V=（1/2—1/3）光速。 线路中电流i?iq?if，其中iq?uqL0C0，if?uf(?L0C0)。

三、波阻抗与电阻的区别：Z?L0C0称为波阻抗，其与电阻的区别在于：（1）波阻抗不

消耗能量；（2）波阻抗与线路长度无关；（3）波阻抗有正负号；（4）既有前行波又有反行波时不满足欧姆定律。

四、为什么前行波的电压与电流总是同极性，而反行波的电压和电流是异极性呢？

定义：正电荷沿着x的正方向形成的电流波的极性为正。

uq?Z?iquf??Z?if所以有： 五、例题：

u?uq?ufi?iq?if武汉华中华能高电压科技发展有限公司 www.china-hzhn.com Tel:027-86839376

例1：t=0时刻，A、 B两点分别有一个幅值为50kV的无限长直角波沿线路传播， A点、B点距离O点都为300米，问：1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？ 例2：t=0时刻，A点有一个幅值为50kV的无限长直角波沿线路传播， B点有一个幅值为50kV、持续时间1us的截断波

沿线路传播，A点、B点距离O点都为

300米，问：1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？ 例3：t=0时刻，A点有一个u=50t的无限长斜角波沿线路传播， A点、B点距离O点都为300米，问：1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？

例4：t=0时刻，A点有一个u=50t-50（t-1）的斜角平顶波沿线路传播， A点、B点距离O点都为300米，问：1~4us，A、B、O三点的电压分别是多

少？

§4.2行波的折反射

一、设U1q，i1q是沿线路1传播的前行电压波设和电流波；U2q，i2q是前行波到达节点发生折射后传到线路2上的前行电压波和电流波；U1f，i1f是前行波在节点处发生反射后沿线路1返回的反行电压波和反行电流波。 因为在节点处只能有一个电压和电流，所以得：

u1q?u1f?u2q

i1q?i1f?i2qu2q?2Z2Z1?Z2u1q例题

例1：一条线路末端接地，t=0时刻，A

u1f?Z2?Z1Z1?Z2u1q点一幅值为U1的无限长直角波沿线路传播， U1求到达接地点时，U2q、U1f分别是多少？

例2：一条线路末端开路，t=0时刻，A点一幅值为U1的无限长直角波沿线路传播， U1求到达接地点时，U2q、U1f分别是多少？

例3：Z1=400?、Z2=500?，U1=500V，AB两点距o点

武汉华中华能高电压科技发展有限公司 www.china-hzhn.com Tel:027-86839376

都为300米，求1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？

例4：条件同例3，求1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？二、彼得逊等值电路

根据u2q?2Z2Z1?Z2z1z2z1?z2u1q得

u2q?2u1q条件：只有前行波、没有反行波，或反行波尚未到达节点

优点：将分布参数的问题转化成集中参数的问题，有利于问题的分析 例题：在如图所示电路中， t=0时刻，A点有一个幅值为50kV的无限长直角波沿线路传播， A点、B点距离O点都为300米，问：1~4us，A、B、O三点的电压分别是多少？ §4.3行波通过电感和旁过电容

行波通过串联的电感或并联的电容后，波形的陡度都要下降，由于串联电感时的最大陡度等于

didt?2Z2u1qL，并联电容时的最大陡度为

didt?2u1qZ1C，对于Z2较大的变压器、

发电机等绕组设备来说，采用并联电容要比串联电感有利。

近年来也有应用电感（400到1000微亨）线圈来降低入侵波的陡度的。

§4.5无损耗平行多导线系统中的波过程 一、 两平行导线系统 u2?Z12Z11u1?Ku1，K称为耦合系数。K取决于两

d12 r h1 D12 lnD12d122h1r1平行导线之间的位置关系和几何尺寸。K?ln两

平行导线中，一根导线上有一个电压，另一根导线上就会有一个电压，耦合电压与耦合源电压两者之间是同生、同灭、同极性的关系。平行多导线系统

武汉华中华能高电压科技发展有限公司 www.china-hzhn.com Tel:027-86839376

K?K13?K231?K12

三、三相同时进波时每相导线的等值阻抗，此值较单相进波时为大，这是因为在相邻导线中传播的电压波在本导线中感应出反电动势，阻碍了电流在导线中的传播，因此使波阻抗增大。四、电缆芯线与电缆外皮的耦合关系为：设电缆芯线和外皮在始端相连，有一电压波自始端流入，则电缆芯线中应无电流流过，全部电流波被“驱逐”到电缆外皮中。其物理意义是：当电流在缆皮上传播时，芯线上就被感应出与电缆外皮电压相等的电动势阻止了芯线中电流的流通。 §4.6冲击电晕对线路中波过程的影响 线路中形成电晕后，由于对地电容的加大，会使行波的波形畸变，又由于电晕消耗能量，会使行波的幅值衰减。

冲击电晕引起波的衰减和变形的典型图形： 曲线1表示原始波形，曲线2表示行波传播一段

距离以后的波形。

uk是冲击波的起晕电压，从图中可见，当电压低于uk时，波形没有变化； 电压超过uk后（0点之后），每点的运动速度将降低，对于A点，经过Δt时间后，落后到A’点，所以波形陡度降低了。

由于电晕消耗能量，波形的幅值会衰减。

实测表明，电晕在波尾上将停止，电晕圈也逐渐消失，在波尾处变形波与原始波的波形大体相同。

§4.7变压器绕组中波过程

一、 单相变压器绕组的等值电路及初始电位分布

1、 初始电位分布：合闸瞬间，由于电感中电流不

能突变，故相当于电感开路，这时变压器等值为电容的串并联电路，电路中总电容值称为变

???压器入口电容。u?u0e，其中??c0k0

Q?K0dxdu

dQ?u?C0dxdudx22?COK0uu?U0e??x?U0ex??l()l

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库高电压技术讲解（下）(2)在线全文阅读。