交流高壓試驗變壓器
正文
產生工頻正弦波高電壓的電源裝置。主要用於各種絕緣試驗,如工頻耐壓試驗(見絕緣耐壓試驗),介質擊穿、介質損耗因數(見介質損耗)、局部放電等的測試,絕緣子污閃試驗(見圖)以及輸電線路的電暈損耗、靜電感應、帶電作業試驗等。此外,它還用作直流高壓裝置、衝擊電壓發生器、衝擊電流發生器、某些類型的操作波發生器等的高壓電源。 早在20年代中,美國西屋電氣公司就製造出用4個單元變壓器相串級起來的、電壓高達1000千伏的一套試驗設備。目前中國和世界上多數工業已開發國家都具有2250千伏的試驗變壓器(見圖)。 交流高壓試驗變壓器在原理上與電力變壓器並無區別,只是前者一般為單相,高壓繞組的一端接地,額定容量小(或額定電流小),短路阻抗大,在額定電壓下不允許長期工作。此外,交流高壓試驗變壓器採用較低的鐵心磁通密度,以減少由鐵磁的非線性特性造成正弦電壓波形的失真。對於進行局部放電測試的試驗變壓器,還要求其絕緣有較低的局部放電水平。試驗變壓器採用鐵殼結構或絕緣殼結構。後者重量輕,但散熱差,不能長期在室外使用。單台的額定電壓限於1000千伏以下。更高電壓的試驗裝置常採用2~3台串級構成。最高額定電壓達2250千伏。但這種設備的利用率較低,並且短路電抗較大。
試驗變壓器的額定電流較小,通常為1安(個別僅0.1安),最大不超過4安。在進行絕緣試驗時,需核算試品電流大小。當試品的電容為C(皮法)、試驗電壓為U(千伏)、角頻率為ω時,試品電流為
I=ωCU×10-9
(安)在進行絕緣子的濕閃和污閃試驗時,要求試驗變壓器能供給較大額定電流,為此應選用容量較大、短路電抗較小的試驗變壓器。為了限制試品擊穿時試驗變壓器高壓繞組上的梯度過電壓,多數試驗變壓器要求外串一個保護電阻R(見圖)。 試驗變壓器可通過自耦調壓器、移卷調壓器或電動發電機組進行調壓。後者能提供更為標準的正弦波電源。