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第1章 交流高电压试验装置1

1.1 概述1

1.2 高电压试验变压器的结构型式及主要参数3

1.2.1 高电压试验变压器的结构型式3

1.2.2 试验变压器的主要参数4

1.3 串级高压试验变压器6

1.3.1 串级变压器的基本原理6

1.3.2 降低试验变压器短路电抗的内部结构措施9

1.3.3 自耦式串级变压器的短路电抗计算9

1.3.4 几种自耦式串级试验变压器的外形及结构11

1.3.5 串级试验变压器的优缺点13

1.4 高电压试验变压器的调压装置13

1.4.1 自耦调压器13

1.4.2 移圈式调压器14

1.4.3 电动发电机组15

1.5 试验变压器输出电压的升高及波形畸变16

1.5.1 容性试品上的电压升高及引起的测量误差16

1.5.2 试品击穿引起的恢复过电压及防止方法17

1.5.3 试验变压器输出电压的波形失真及改善措施20

1.6 交流高压串联谐振试验装置21

1.7 用高压试验变压器产生操作冲击电压24

1.7.1 电容器对变压器一次侧放电产生操作冲击电压25

1.7.2 用闸流管使变压器一次侧瞬间接通工频电源产生操作冲击电压26

思考题27

习题27

参考文献28

第2章 交流高电压的测量29

2.1 概述29

2.2 测量球隙31

2.3 静电电压表34

2.4 高压交流分压器及充气标准电容器38

2.4.1 交流分压器的测量误差分析39

2.4.2 交流电容分压器的组成43

2.4.3 电容分压器等效电容的测量46

2.5 峰值电压表46

2.5.1 利用电容电流整流测量峰值电压47

2.5.2 利用电容器上的整流充电电压测量峰值电压47

2.5.3 有源数字式峰值电压表50

思考题51

习题51

参考文献51

第3章 直流高电压试验装置52

3.1 概述52

3.2 高压硅堆55

3.3 硅堆的电压分布和均压措施57

3.4 倍压电路59

3.5 直流高压串级发生器62

3.6 小型化的直流高压串级发生器70

思考题73

习题74

参考文献74

第4章 直流高电压的测量75

4.1 概述75

4.2 测量间隙76

4.2.1 棒-棒空气间隙76

4.2.2 用棒间隙校核直流高电压测量装置76

4.2.3 球-球空气间隙77

4.3 静电电压表77

4.4 电阻分压器78

4.4.1 高欧姆电阻器78

4.4.2 降低电阻分压器测量误差的措施78

4.4.3 电阻分压器实例80

4.4.4 交、直流两用阻容分压器81

4.5 桥式电阻分压器81

4.5.1 工作原理81

4.5.2 电阻的短时稳定性82

4.5.3 分压比的误差83

4.5.4 桥式电阻分压器实例83

4.6 测量系统的比对和校准84

思考题86

习题86

参考文献86

第5章 冲击电压的产生88

5.1 冲击电压发生器的功用和冲击电压波形88

5.2 冲击电压发生器的基本原理91

5.3 发生器放电回路的数学分析94

5.3.1 基本回路的分析94

5.3.2 简化回路的近似计算分析96

5.3.3 考虑回路电感的简化回路分析97

5.3.4 发生器放电回路的程序计算99

5.4 冲击电压发生器的充电回路101

5.5 冲击电压发生器的同步104

5.5.1 中间球隙过电压状态分析104

5.5.2 改善发生器同步性能的措施106

5.6 雷电冲击电压的波形振荡109

5.6.1 阻尼条件分析109

5.6.2 发生器电感和杂散电容的求取111

5.7 冲击电压发生器的结构113

5.8 冲击电压发生器设计计算举例115

5.9 雷电冲击截波电压的产生119

5.10 陡波前冲击电压的产生121

5.11 操作冲击电压的产生123

5.12 电力变压器的操作冲击电压试验125

5.12.1 概述125

5.12.2 变压器高压绕组端部对地等效电容的估算125

5.12.3 电力变压器的非振荡型操作冲击电压试验127

5.12.4 电力变压器的振荡型操作冲击电压试验130

思考题135

习题135

参考文献135

第6章 冲击高电压的测量137

6.1 概述137

6.2 用球隙测量冲击电压的特点137

6.3 冲击高电压分压器138

6.3.1 冲击高压分压系统的构成138

6.3.2 冲击测量系统的转移特性140

6.3.3 各类冲击电压分压器概述145

6.3.4 电阻分压器145

6.3.5 电容分压器159

6.3.6 阻容串联分压器162

6.3.7 微分积分测量系统168

6.3.8 冲击测量系统的性能试验和校准171

6.4 高压示波器174

6.5 数字存储示波器176

6.5.1 发展及应用176

6.5.2 基本原理176

6.5.3 主要技术指标177

6.5.4 DSO应用于高电压测试中的基本技术指标和注意事项179

6.6 高电压测试的抗干扰措施181

6.6.1 电磁干扰的主要来源和防止措施181

6.6.2 抗干扰综合措施实例182

6.6.3 冲击测量系统的干扰试验182

6.7 光电测量系统183

思考题185

习题185

参考文献186

第7章 冲击电流发生器188

7.1 概述188

7.2 冲击电流发生器的基本原理189

7.3 冲击电流发生器的结构190

7.4 冲击电流峰值和波形的调节193

7.4.1 线性阻抗元件的电路193

7.4.2 含有非线性电阻元件的电路194

7.5 冲击电流方波发生器194

7.6 冲击电流发生器的恒流充电195

7.6.1 采用恒流源充电的必要性195

7.6.2 L-C恒流源的基本原理196

7.6.3 恒流充电装置的实例198

思考题199

习题199

参考文献199

第8章 冲击电流的测量200

8.1 概述200

8.2 分流器200

8.2.1 对分流器的性能要求200

8.2.2 分流器的几种结构形式201

8.3 罗戈夫斯基线圈204

8.3.1 罗戈夫斯基线圈测量电流的原理和特点204

8.3.2 两种积分方式的罗戈夫斯基线圈205

8.3.3 罗戈夫斯基线圈的结构206

8.4 冲击电流测量系统的性能试验207

8.4.1 IEC标准和中国国家标准规定测量系统要进行的试验207

8.4.2 阶跃响应及其试验208

思考题209

习题209

参考文献209

第9章 介质损耗因数和电容的测量210

9.1 概述210

9.2 西林电桥211

9.2.1 基本原理和接线211

9.2.2 杂散电容和电桥屏蔽213

9.2.3 外界电磁场的干扰和消除214

9.2.4 电桥的准确度和指零仪216

9.3 电流比较仪式电桥216

9.4 变频介质损耗因数测量仪218

9.5 介质损耗因数的在线监测220

思考题220

习题221

参考文献221

第10章 局部放电测量222

10.1 概述222

10.2 局部放电的检测224

10.2.1 脉冲电流法224

10.2.2 检测阻抗225

10.2.3 局部放电检测装置226

10.2.4 局部放电仪的校准227

10.2.5 局部放电起始电压和熄灭电压228

10.3 局部放电检测时的干扰和抗干扰措施228

10.4 局部放电的定位及其他检测方法231

10.5 局部放电的现场测试和在线监测233

思考题235

习题235

参考文献235

第11章 高电压实验室236

11.1 高电压实验室的主要装置及其参数236

11.2 高电压实验室的净空距离238

11.3 高电压实验室的屏蔽239

11.3.1 屏蔽的作用和原理239

11.3.2 高电压实验室的屏蔽结构242

11.4 高电压实验室的接地245

11.4.1 接地的作用245

11.4.2 接地装置的实施246

11.4.3 接地系统的性能试验246

11.5 高电压实验室的建筑247

11.6 高电压实验室的基本安全规则248

思考题249

习题249

参考文献249

习题答案250

附录A 附表253

表A1 球隙放电标准253

表A2 大容量成套工频高压试验装置主要技术数据257

表A3 高压脉冲电容器和整流用电容器258

表A4 高压硅堆技术参数259

表A5 同轴电缆参数表260

表A6 电阻合金材料的性能和特点261

表A7 常用电阻合金线规格262

表A8 国产电源滤波器的主要性能263

表A9 各类设备的1 min工频耐受电压263

表A10 各类设备的雷电冲击耐受电压264

表A11 超高压及特高压设备的标准绝缘水平264

表A12 特高压变压器的试验电压值265

表A13 1000 kV设备绝缘额定耐受电压265

参考文献265

附录B 冲击电压发生器（3～5阶电路）输出电压象函数的表达式266

附录C 冲击电压发生器的放电回路计算程序268

附录D 振荡型操作冲击电压发生回路的计算程序271

附录E 冲击电流发生器的放电回路计算程序274

附录F 冲击电流发生器（包含非线性电阻）放电回路的计算程序276