高电压试验技术 第4版 陈昌渔 王昌长 高胜友 电力系统电工电气工程师专业教材教程书籍 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

高电压试验技术（第4版）清华大学电气工程系列教材之一

作者：陈昌渔、王昌长、高胜友

定价：49.80元

印次：4-1

ISBN：9787302489795

出版日期：2017.12.01

印刷日期：2017.12.22

 

• 目录

   

   

  第1章交流高电压试验装置

   

  1.1概述

   

  1.2高电压试验变压器的结构型式及主要参数

   

  1.2.1高电压试验变压器的结构型式

   

  1.2.2试验变压器的主要参数

   

  1.3串级高压试验变压器

   

  1.3.1串级变压器的基本原理

   

  1.3.2降低试验变压器短路电抗的内部结构措施

   

  1.3.3自耦式串级变压器的短路电抗计算

   

  1.3.4几种自耦式串级试验变压器的外形及结构

   

  1.3.5串级试验变压器的优缺点

   

  1.4高电压试验变压器的调压装置

   

  1.4.1自耦调压器

   

  1.4.2移圈式调压器

   

  1.4.3电动发电机组

   

  1.5试验变压器输出电压的升高及波形畸变

   

  1.5.1容性试品上的电压升高及引起的测量误差

   

  1.5.2试品击穿引起的恢复过电压及防止方法

   

  1.5.3试验变压器输出电压的波形失真及改善措施

   

  1.6交流高压串联谐振试验装置

   

  1.7用高压试验变压器产生操作冲击电压

   

  1.7.1电容器对变压器一次侧放电产生操作冲击电压

   

  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

   

  思考题

   

  习题

   

  参考文献

   

   

   

  第2章交流高电压的测量

   

  2.1概述

   

  2.2测量球隙

   

  2.3静电电压表

   

  2.4高压交流分压器及充气标准电容器

   

  2.4.1交流分压器的测量误差分析

   

  2.4.2交流电容分压器的组成

   

  2.4.3电容分压器等效电容的测量

   

  2.5峰值电压表

   

  2.5.1利用电容电流整流测量峰值电压

   

 

高电压试验技术（第4版

高电压试验技术（第4版

高电压试验技术（第四版） 内容简介 《高电压试验技术（第四版）》是由陈昌渔、王昌长、高胜友教授主编，面向电力系统电工电气工程师专业的一部权威教材与教程。本书深入系统地阐述了高电压试验的基本理论、方法、设备以及在电力系统中的应用，是培养合格高电压技术人才不可或缺的参考书。 本书共分为十章，内容涵盖了高电压技术的基础知识、绝缘材料的特性、高电压测量技术、高电压发生器的原理与应用、放电现象的测量与分析、绝缘试验方法、电缆和变压器等关键电气设备的高电压试验、雷电冲击和操作冲击试验、以及高电压试验的安全性与环境问题等重要方面。 第一章 高电压技术基础 本章首先回顾了电场和磁场的基本概念，为后续章节的高电压理论奠定基础。随后，详细介绍了高电压的定义、分类及其在现代电力系统中的重要性，包括其在输电、配电、发电以及工业应用等多个领域的作用。特别强调了高电压技术在提高输电效率、降低线路损耗、以及实现电力系统稳定运行方面的关键地位。 接着，深入探讨了气体、液体和固体绝缘介质的基本介电性能，分析了它们在高电压作用下的击穿机理，包括电离、放电以及绝缘老化等现象。对于绝缘材料的击穿强度、介电损耗、介电常数等重要参数进行了详细的阐述，并介绍了不同类型绝缘材料（如瓷、玻璃、有机复合材料、变压器油、SF6气体等）的特性及其在高电压设备中的应用。 此外，本章还介绍了高电压技术在电力系统运行中的主要问题，例如绝缘协调、雷电过电压、操作过电压、电晕放电等，并初步阐述了解决这些问题的基本原则和方法。对高电压技术的发展历史和未来趋势进行了简要的梳理，为读者建立宏观认识。 第二章 高电压测量技术 本章是本书的核心内容之一，系统地介绍了在高电压试验中必须掌握的各种测量技术。首先，从基本原理出发，讲解了高电压测量的基本要求，如精度、稳定性和安全性。 接着，详细阐述了高电压测量中常用的测量仪器和方法，包括： 静电电压表：讲解其工作原理、结构特点、优点和缺点，以及在直流和低频交流高电压测量中的应用。 电容分压器：这是在高电压交流和冲击电压测量中应用最为广泛的一种电压测量装置。本章深入剖析了其工作原理，包括频率特性、非线性误差、寄生电容的影响等，并介绍了其设计和校准方法。 电阻分压器：讲解其在直流高电压测量中的应用，分析了其电阻值的选择、温度效应以及寄生效应的影响。 电磁电压互感器：详细介绍了其在高电压交流测量中的作用，分析了其结构、接线方式、误差来源以及如何进行校准。 冲击电压测量装置：重点介绍了冲击电压测量常用的方法，如电容分压器配合示波器、电子开关等。分析了冲击电压波形参数（如前沿时间、半值时间、振荡波形等）的测量要求和技术。 高电压电流测量：介绍了直流、交流以及冲击电流的测量方法，常用的电流测量装置包括零磁流（Rogowski）线圈、电流互感器、电阻分流器等，并分析了其测量精度和适用范围。 电荷测量：讲解了用于测量电晕放电电荷、局部放电电荷的测量方法和仪器，如电荷量传感器、积分电路等。 介质损耗因数测量：介绍了测量绝缘材料介质损耗因数的桥路法（如Schering电桥）和现代电子测量技术。 数字高电压测量技术：介绍了随着微电子技术和计算机技术发展而出现的新型高电压测量方法，包括高速数据采集、信号处理以及可视化测量系统。 本章还强调了在高电压测量中必须注意的安全事项，例如绝缘、接地、屏蔽以及人身安全防护等。 第三章 高电压发生器 本章系统地介绍了产生各种高电压所需的试验设备——高电压发生器。从基本原理出发，介绍了不同类型高电压发生器的构成、工作原理、性能参数及其适用范围。 直流高电压发生器：详细介绍了倍压整流电路（如狄克逊倍压器、科克罗夫特-沃尔顿倍压器）的工作原理、设计要点、纹波系数等，并介绍了相应的直流高电压试验设备。 工频高电压发生器：重点介绍了试验变压器（如串级变压器、单相试验变压器）的设计原理、调压方式、容量选择、以及其在工频交流耐压试验中的应用。 冲击电压发生器：这是高电压试验中应用最广泛的设备之一。本章深入讲解了冲击电压发生器的核心原理，包括： 雷电冲击电压发生器：详细介绍了多级Marx发生器的原理，包括充电、火花隙放电、电容的串并联切换等，并分析了其波形形成、控制以及影响因素。 操作冲击电压发生器：讲解了如何通过调整回路参数（如电感、电容）来产生接近于实际操作过电压波形的操作冲击电压发生器。 短时工频冲击电压发生器：介绍了用于模拟某些特定故障条件下短时工频过电压的设备。 其他高电压发生器：简要介绍了高频高电压发生器、脉冲高电压发生器等在特殊试验中的应用。 本章还强调了高电压发生器的安全运行、维护以及校准要求，并介绍了现代高电压发生器的发展趋势，例如数字化、智能化控制等。 第四章 放电现象的测量与分析 放电现象是高电压技术中的一个重要研究对象，直接关系到绝缘的可靠性和设备的寿命。本章详细介绍了各种放电现象的测量方法和分析技术。 电晕放电：讲解了电晕放电的产生机理、特点以及其对设备的影响，如能量损耗、无线电干扰、绝缘老化等。介绍了电晕放电的测量方法，包括电晕功率测量、电晕电荷测量、电晕电流测量以及无线电干扰测量等。 局部放电：这是影响高电压绝缘老化的主要因素之一。本章详细介绍了局部放电的定义、产生条件、类型（如表面放电、气隙放电、绝缘内部放电等）以及其危害。重点讲解了局部放电的测量方法，包括： 脉冲电流法：详细介绍了使用电容耦合或电感耦合来检测和测量局部放电脉冲的原理、电路设计以及精度分析。 电荷量法：介绍了测量局部放电产生的电荷量的技术。 声波法：讲解了利用局部放电产生的声波进行检测和定位的方法。 紫外光法：介绍了利用局部放电产生的紫外辐射进行检测的方法。 部分放电检测仪：介绍了现代化的部分放电检测仪器及其功能。 击穿放电：介绍了绝缘击穿的几种主要模式，如电击穿、热击穿、老化击穿等。 本章还强调了对放电现象的测量结果进行深入分析的重要性，例如通过放电量、放电次数、放电波形等参数来评估绝缘状态，预测设备寿命，并指导绝缘设计和改进。 第五章 绝缘试验方法 本章系统地阐述了各种绝缘材料和绝缘结构的性能测试方法，是高电压技术应用的核心。 介电强度试验： 直流介电强度试验：介绍了在直流电压作用下绝缘材料的击穿特性，分析了其与直流击穿电压、击穿时间等参数的关系。 工频交流介电强度试验：详细介绍了在工频交流电压作用下绝缘材料的耐压性能测试，包括试验电压的施加、测量和评定标准。 冲击介电强度试验：重点讲解了雷电冲击和操作冲击电压下绝缘材料的击穿试验方法，分析了冲击耐压水平和试验波形的影响。 介质损耗因数试验：讲解了测量绝缘材料介质损耗因数的原理和方法，分析了介质损耗与温度、电压、频率等因素的关系，以及其在判断绝缘劣化中的意义。 局部放电试验：本章对前一章介绍的局部放电测量方法进行了更详细的应用层面的阐述，说明如何在实际的绝缘结构上进行局部放电的检测，以及如何根据局部放电参数评估绝缘的早期缺陷。 绝缘电阻试验：介绍了测量绝缘电阻的原理和方法，以及其在判断绝缘受潮、老化等情况下的重要性。 电老化试验：讲解了在高电压长期作用下绝缘材料性能的变化，包括热老化、电老化、电热老化等，并介绍了相应的试验方法。 加速寿命试验：介绍了如何通过提高试验条件来缩短试验时间，以预测绝缘材料的长期使用寿命。 本章强调了不同类型绝缘材料（如气体、液体、固体）在进行绝缘试验时的特殊要求和注意事项。 第六章 电缆高电压试验 电缆作为电力传输的重要组成部分，其绝缘性能直接关系到电力系统的可靠性。本章详细介绍了电缆在高电压下的试验方法。 电缆的结构与绝缘：首先介绍了各种类型电缆（如油纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆、充气电缆等）的结构特点，并重点分析了其绝缘系统的组成和性能要求。 直流耐压试验：讲解了电缆直流耐压试验的原理、步骤、试验电压的选择以及试验结果的判断。 工频交流耐压试验：介绍了电缆工频交流耐压试验的设备要求、试验电压、试验时间和试验标准的评定。 冲击耐压试验：重点讲解了电缆雷电冲击和操作冲击耐压试验的程序、波形要求以及试验结果的分析。 局部放电测量：介绍了在电缆试验中进行局部放电测量的意义和方法，例如使用电容耦合来检测电缆绝缘内部的局部放电。 电缆绝缘电阻和介质损耗测量：介绍了对电缆绝缘电阻和介质损耗进行测量的具体方法。 电缆的特种试验：例如电缆护套试验、电缆附件试验等。 本章还强调了电缆试验中的安全措施，以及如何根据试验结果对电缆的绝缘状况进行评估和诊断。 第七章 变压器高电压试验 变压器是电力系统中不可或缺的关键设备，其绝缘性能的可靠性至关重要。本章详细介绍了变压器的高电压试验。 变压器结构与绝缘：首先介绍了变压器绕组、铁芯、绝缘纸、变压器油等关键部件的结构特点，并深入分析了其绝缘系统的组成和工作条件。 感应耐压试验：这是变压器特有的试验方法，详细介绍了感应耐压试验的原理，包括如何通过调整串联或并联变压器来产生额定电压或更高电压，以及对绕组绝缘的要求。 冲击耐压试验：详细讲解了变压器雷电冲击和操作冲击耐压试验的程序、波形要求、以及如何判断试验结果。 局部放电测量：介绍了在变压器试验中进行局部放电测量的意义和方法，例如通过耦合电容器或耦合线圈来检测变压器油和绝缘纸中的局部放电。 绕组直流电阻测量：介绍了测量变压器绕组直流电阻的方法，用于判断绕组是否存在断线、接头不良等问题。 变比试验：介绍了测量变压器变比的方法，用于检查变压器绕组的匝数比是否正确。 空载试验与短路试验：虽然不是严格意义上的高电压试验，但这些试验对判断变压器性能至关重要，本章也会简要提及。 变压器油的电气性能试验：介绍了对变压器油的击穿电压、介质损耗因数、水分含量等进行测量的意义和方法。 本章强调了变压器试验中对绝缘配合的要求，以及如何根据试验结果对变压器绝缘的健康状况进行全面评估。 第八章 雷电冲击和操作冲击试验 本章深入探讨了电力系统中最常见的两种过电压——雷电过电压和操作过电压，并详细介绍了相关的试验方法。 雷电过电压：详细阐述了雷电产生的原因、传播路径以及在电力系统中的表现形式。介绍了雷电冲击电压的波形特点（标准雷电冲击波、1.2/50μs）。 操作过电压：详细阐述了操作过电压的产生机理，例如断合感性负荷、容性负荷、线路充电等引发的操作过电压，并介绍了操作冲击电压的波形特点（标准操作冲击波、20/200μs，或根据实际情况调整）。 雷电冲击耐压试验：详细介绍了对发电机、变压器、断路器、绝缘子等设备进行雷电冲击耐压试验的程序、试验电压等级、波形控制以及试验结果的评定标准。 操作冲击耐压试验：详细介绍了对发电机、变压器、断路器等设备进行操作冲击耐压试验的程序、试验电压等级、波形控制以及试验结果的评定标准。 冲击试验的设备要求：包括冲击发生器、测量设备、触发装置以及保护措施等。 冲击试验结果的分析与判据：如何根据冲击试验过程中出现的放电、击穿等现象来判断设备的绝缘性能。 本章强调了对不同电压等级的设备进行冲击试验时，应根据实际运行条件和相关标准选择合适的试验电压和波形。 第九章 高电压试验的安全性 高电压试验伴随着极高的风险，安全是进行任何高电压试验的首要考虑因素。本章系统地阐述了高电压试验中的安全问题。 高电压的危险性：详细介绍了高电压对人体的危害，包括电击、灼伤、电磁辐射等，以及电流、电压、接触时间等因素的影响。 安全距离：介绍了在高电压试验设备周围必须保持的安全距离，以防止人员触电或发生闪络。 接地系统：详细阐述了高电压试验接地系统的重要性，包括工作接地、保护接地、重复接地等，以及如何确保接地电阻满足要求。 屏蔽与遮蔽：介绍了使用屏蔽罩、绝缘帘等措施来防止高电压电场对人员和设备的影响。 绝缘配合：强调了在整个试验回路中，包括设备、测量仪器、连接导线等，必须进行合理的绝缘配合，以防止发生意外击穿。 安全操作规程：详细列举了在高电压试验操作过程中必须遵守的安全规程，例如试验前的检查、操作过程中的注意事项、试验结束后的安全措施等。 试验人员的防护：介绍了试验人员应穿着的防护服、佩戴的安全帽、绝缘手套等个人防护用品。 试验现场的管理：包括设置安全警示标志、限制非试验人员进入等。 应急处理措施：介绍了在发生触电、火灾等事故时的应急处理步骤和急救知识。 本章强调了“安全第一，预防为主”的原则，要求所有从事高电压试验的人员都必须熟练掌握并严格遵守各项安全规定。 第十章 高电压试验的自动化与智能化 随着科学技术的发展，高电压试验正朝着自动化和智能化的方向发展，以提高试验效率、精度和安全性。 试验过程的自动化：介绍了如何利用微机控制系统、PLC等对高电压发生器、测量仪器进行自动控制，实现电压的自动升降、波形的自动生成和测量参数的自动采集。 数据采集与处理：介绍了高速数据采集卡、数字示波器等设备在高电压试验中的应用，以及如何利用计算机软件对采集到的数据进行处理、分析和存储。 智能诊断与评估：介绍了基于人工智能、专家系统等技术，对试验结果进行智能分析，从而对设备的绝缘状态进行更准确的诊断和评估。 远程监控与诊断：介绍了通过网络技术实现对高电压试验设备的远程监控、参数调整和故障诊断。 新型试验技术：简要介绍了介质损耗角正切的智能测量、部分放电的相位分析技术等。 试验标准的演进：介绍了国际和国内高电压试验标准的最新发展趋势，以及对试验设备和技术提出的新要求。 本章展望了高电压试验技术的未来发展方向，强调了自动化和智能化在高电压技术领域的巨大潜力。 总结 《高电压试验技术（第四版）》以其系统性、权威性和实践性，为电力系统电工电气工程师提供了全面而深入的专业知识。本书不仅能够帮助读者掌握高电压试验的基本理论和技术，更能指导他们在实际工作中解决复杂的高电压问题，确保电力系统的安全稳定运行。本书是电气工程专业学生、研究人员以及一线电气工程师的必备参考书。