不同电场形式的工频放电试验方法

不同型式的电极具有不同形式的电场，其工频放电特性是不同的。试验表明均匀电场具有较高的击穿电压，并且击穿电压随着电场均匀程度的下降而降低。极不均匀电场的击穿电压大大低于均匀电场的击穿电压。因此，高压工程上通常采用平滑、圆顺的导体表面形状，使得电场尽量分布均匀，从而提高击穿电压以及减小电晕放电的发生。

本试验项目中，我们采用“棒一球”和“球一球”电极来分别模拟极不均匀电场和稍不均匀电场，通过试验来观察两种电场形式下的工频放电特性的差异。

不同电场形式的工频放电

(1)试验接线

将水电阻旋在试验变压器高压首端的M8螺纹杆上，并按试验接线图完成所有接线。电极为“棒一球”，并且注意球电极一侧用金属棒支撑，即相当于球电极本身已经接地。

(2)试验方法

①将电极距离调节为0.5cm。调整距离时先将左侧棒电极旋上并旋到底，再将球电极旋上。旋电极时应小心进行，避免电极脱手遭受撞击变形，影响试验数据的准确性(旋电极时可用一只手在电极下方保护)。然后转动间隙调整手轮使球电极伸出并观察电极杆上的标尺，使之伸出套筒端口4cm。反旋左侧棒电极使之与球电极刚好接触，再反转间隙调整手轮并观察标尺使之伸出套筒端口3.5cm，此时球电极刚好后退0.5cm，即间隙距离为0.5cm。

②人员撤出，关好护栏门。将调压器回至零位(逆时针转到底)，合上电源闸刀，接通试验变压器控制箱“电源开关”，按下启动键，将调压器以顺时针方向旋转，按2~3kV/s的速率均匀升高试验变压器电压至电极击穿(电极击穿放电后，变压器控制箱过流脱扣自动跳闸，此时应将调压器回零重新按启动健才可再次升压)。再重复升压击穿2次(共击穿3次，取其平均值作为该距离下电极的击穿电压)，记录各次击穿电压值，填入表。

需要注意的是，在试验变压器控制回路中安装了一只过电流继电器，其整定电流为10A。一般情况下，当试验变压器高压侧发生击穿放电时，电流会大大增加，该继电器会自动断开控制箱电源，同时，电压表的指示也立即回到零位。但当电极距离很近(如0.5cm)，且电场极不均匀(如棒-球电极)的情况下，击穿电压很低，此时放电回路电流较小，有可能达不到过电流继电器的动作电流，继电器也就不会自动断开电源(后面的直流放电试验也有同样情况)。

那么，如何读取击穿电压数值呢？可按如下方法进行：

对于电极击穿后继电器自动断电的情况，在按规定的速率升压过程中，注意观察电压表的指示，在电极击穿，电压表指针返回前的示数即为击穿电压:对于电极击穿后继电器不断电的情况，在升压过程中注意观察电极之间，当刚好出现连续放电时的电压示数即为击穿电压。

③)断开电源闸刀，打开护栏门进入。将电极距离分别调节为1.0(此时球电极杆标尺伸出套筒端口 3cm，余类推-----)、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0cm,重复方法②。

④将电极换成“球一球”，重复试验方法①~③，所得试验数据填入表 1-3。

⑤根据表，分别作U(交流放电电压)和s(电极距离)的关系曲线。

⑥根据试验结果分析不同电场形式工频放电差异的原因。