高電壓試驗(yàn)技術(shù)是高電壓工程領(lǐng)域的重要組成部分，此外它還與脈沖功率技術(shù)、激光技術(shù)、高壓加速器和高能物理等技術(shù)密切相關(guān)。在本書的編寫中，作者盡量做到取材豐富，內(nèi)容翔實(shí)。本書前8章講述高電壓試驗(yàn)設(shè)備及相應(yīng)的測(cè)量裝置，內(nèi)容包括交流高壓、直流高壓、雷電沖擊電壓、操作沖擊電壓和沖擊電流的測(cè)試。第9、10兩章分別敘述介質(zhì)損耗因數(shù)和介質(zhì)內(nèi)部局部放電的測(cè)量。第11章專門討論高電壓實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)中的一些技術(shù)問題。本書著重講清試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量裝置的工作原理，并提供設(shè)計(jì)和選擇這些設(shè)備與裝置的方法，同時(shí)還介紹了*的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和IEC的有關(guān)規(guī)定。本書可作為高電壓及絕緣技術(shù)專業(yè)研究生的選修課教材以及高校強(qiáng)電專業(yè)的參考教材，也適合電力系統(tǒng)和電工制造部門的工程技術(shù)人員和研究人員用作自學(xué)和培訓(xùn)教材。
本書內(nèi)容包括高電壓試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量技術(shù)兩大方面，以及高電壓試驗(yàn)室的建設(shè)。書中還介紹了有關(guān)高電壓試驗(yàn)技術(shù)的新版中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際電工委員會(huì)IEC的推薦標(biāo)準(zhǔn)。
前言
我國(guó)在2009年建成交流1000 kV特高壓輸電系統(tǒng)和直流±800 kV輸電系統(tǒng)，標(biāo)志著中國(guó)電力工業(yè)和高電壓技術(shù)的迅猛發(fā)展。高電壓技術(shù)的快速發(fā)展是超高電壓和特高電壓輸電技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要基礎(chǔ)。高電壓技術(shù)的研究對(duì)象是各種形態(tài)的高電壓和各種性能的電介質(zhì)。盡管一百多年來高電壓技術(shù)已有了很大的發(fā)展，但關(guān)于電介質(zhì)擊穿的一些機(jī)理還不是很清楚，許多實(shí)際問題需要依靠試驗(yàn)來解決。由于試驗(yàn)技術(shù)對(duì)高電壓技術(shù)如此重要，以及它所使用的一些手段的特殊、內(nèi)容的豐富和技術(shù)的復(fù)雜，使它成為高電壓技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。
本書內(nèi)容包括高電壓試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量技術(shù)兩大方面，還涉及高電壓試驗(yàn)室的建設(shè)。書中還介紹了有關(guān)高電壓試驗(yàn)技術(shù)的新版中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際電工委員會(huì)IEC的推薦標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于某些產(chǎn)品試驗(yàn)的特殊要求，可查閱相關(guān)的試驗(yàn)規(guī)程。本書內(nèi)容還涉及電力系統(tǒng)中預(yù)防性試驗(yàn)所用到的重要設(shè)備、儀器和試驗(yàn)方法，而對(duì)預(yù)防性試驗(yàn)的具體要求和結(jié)果分析，請(qǐng)參見《高電壓絕緣技術(shù)》教材。
本書在編寫過程中，一方面力求深入闡述高電壓試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量裝置的工作原理，另一方面也提供許多實(shí)際應(yīng)用知識(shí)，如測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)和選擇方法。學(xué)完本書后，應(yīng)能掌握高電壓試驗(yàn)技術(shù)的基本原理和一般的試驗(yàn)方法，還應(yīng)能掌握組建高電壓試驗(yàn)室的一些必要知識(shí)。書后的附錄中提供了主要高電壓設(shè)備、元件或有關(guān)材料的性能數(shù)據(jù)及計(jì)算程序，以便于查閱和應(yīng)用。本書可以作為高校強(qiáng)電專業(yè)的參考教材，高電壓與絕緣技術(shù)專業(yè)研究生的選修課教材，同時(shí)也可以作為電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備制造部門的工程技術(shù)人員的培訓(xùn)及自學(xué)教材。
本書第1版于1982年出版，被清華大學(xué)、西安交通大學(xué)等高校作為教材使用，并于1986年獲得清華大學(xué)教材一等獎(jiǎng)。
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展、高電壓試驗(yàn)技術(shù)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)IEC標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的更新，有必要對(duì)本書內(nèi)容進(jìn)行較大幅度的修訂。2003年，修訂后的本書第2版出版。在第2版中，更注意了在內(nèi)容上講清物理概念，精簡(jiǎn)了一些數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程；
在沖擊電壓發(fā)生器電路計(jì)算中，引入了4階回路的計(jì)算程序；
結(jié)合編著者的科研成果，增補(bǔ)和更新了本書內(nèi)容，例如在沖擊電壓的測(cè)量中新增了微分積分測(cè)量系統(tǒng)和加強(qiáng)了阻容分壓器的理論分析；
在精簡(jiǎn)高電壓示波器內(nèi)容的同時(shí)，新增了數(shù)字存儲(chǔ)示波器的內(nèi)容；
在對(duì)絕緣tan的測(cè)量中，新增了在線監(jiān)測(cè)和全數(shù)字測(cè)量；
在絕緣的局部放電測(cè)量中，新增了局部放電的定位和其他檢測(cè)方法，以及局部放電的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試等內(nèi)容。此外還新增了練習(xí)題和思考題。
本書的第3版于2009年9月問世。第3版中進(jìn)一步根據(jù)最新的IEC標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DL/T9922006），對(duì)內(nèi)容進(jìn)行了修改；
刪除了一些原參考蘇聯(lián)和日本著作所寫的內(nèi)容；
根據(jù)清華大學(xué)肖達(dá)川教授的建議，在電路分析中改用卷積定理取代杜阿美爾積分，以便與電路課程更好地銜接；
在第2章的交流分壓器的理論分析中，改用拉普拉斯變換法，使它能與后面沖擊分壓器部分的理論分析相呼應(yīng)；
在沖擊電流發(fā)生器的內(nèi)容中，增加了非線性電路計(jì)算程序；
書后增添了習(xí)題的答案。本書第3版還被評(píng)為北京高等教育精品教材。
在本書第4版中，全部采用最新頒布的高電壓技術(shù)方面的IEC及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容；
在第5章沖擊電壓的產(chǎn)生中，增加了高壓變壓器進(jìn)行操作沖擊試驗(yàn)的內(nèi)容，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16927.32010《高電壓現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的定義及要求》，對(duì)用變壓器進(jìn)行高頻振蕩型操作沖擊電壓試驗(yàn)的電路進(jìn)行了理論分析；
在對(duì)絕緣的tan測(cè)量中，新增了變頻抗干擾法；
對(duì)全書的插圖和計(jì)算式中的符號(hào)，全部改用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào)。
在第4版的修訂工作中，陳昌漁修訂了第1、2、5～8和11章；
王昌長(zhǎng)與高勝友修訂了第3、4章；
高勝友修訂了第9、10章及第5章的5.11.4節(jié)；
陳昌漁與王昌長(zhǎng)修訂了附錄A；
談克雄與陳昌漁修訂了附錄B、C、D、F；
陳昌漁與王昌長(zhǎng)校訂了習(xí)題答案。全書經(jīng)由談克雄教授仔細(xì)主審，修改了一些原書中的文字、計(jì)算式、計(jì)算程序及插圖中的差錯(cuò)或不合適的表達(dá)，他不僅做了全書的審閱工作，而且參與改寫了書中多處的文字和插圖的內(nèi)容［如計(jì)算式(218)及附錄F等］，使得本書的質(zhì)量有大幅度的提高。
本書所列的計(jì)算程序全部采用FORTRAN語言編寫。譚浩強(qiáng)教授向筆者指出，F(xiàn)ORTRAN語言仍然是用于科學(xué)計(jì)算的優(yōu)秀高級(jí)語言，并不因出現(xiàn)其他語言而使之地位下降。
清華大學(xué)戚慶成、楊學(xué)昌教授對(duì)本書提出了修改意見，西安交通大學(xué)邱毓昌教授為本書書寫了評(píng)語，我們對(duì)此深表感謝。
在本書第4版出版時(shí)，編著者對(duì)已故的張仁豫教授致以敬意！深深感謝和紀(jì)念他首先在清華大學(xué)講授高電壓試驗(yàn)技術(shù)課程以及他為編寫教材所付出的勞動(dòng)。
在我國(guó)處于超高電壓和特高電壓輸電大力發(fā)展的大好形勢(shì)下，希望本書的出版能為廣大讀者在技術(shù)上提供幫助。
限于編著者水平，本書內(nèi)容中錯(cuò)誤和不當(dāng)之處在所難免，請(qǐng)讀者給予指正。
編著者2017年8月于清華園
目錄
第1章交流高電壓試驗(yàn)裝置
1.1概述
1.2高電壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)
1.2.1高電壓試驗(yàn)變壓器的結(jié)構(gòu)型式
1.2.2試驗(yàn)變壓器的主要參數(shù)
1.3串級(jí)高壓試驗(yàn)變壓器
1.3.1串級(jí)變壓器的基本原理
1.3.2降低試驗(yàn)變壓器短路電抗的內(nèi)部結(jié)構(gòu)措施
1.3.3自耦式串級(jí)變壓器的短路電抗計(jì)算
1.3.4幾種自耦式串級(jí)試驗(yàn)變壓器的外形及結(jié)構(gòu)
1.3.5串級(jí)試驗(yàn)變壓器的優(yōu)缺點(diǎn)
1.4高電壓試驗(yàn)變壓器的調(diào)壓裝置
1.4.1自耦調(diào)壓器
1.4.2移圈式調(diào)壓器
1.4.3電動(dòng)發(fā)電機(jī)組
1.5試驗(yàn)變壓器輸出電壓的升高及波形畸變
1.5.1容性試品上的電壓升高及引起的測(cè)量誤差
1.5.2試品擊穿引起的恢復(fù)過電壓及防止方法
1.5.3試驗(yàn)變壓器輸出電壓的波形失真及改善措施
1.6交流高壓串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置
1.7用高壓試驗(yàn)變壓器產(chǎn)生操作沖擊電壓
1.7.1電容器對(duì)變壓器一次側(cè)放電產(chǎn)生操作沖擊電壓
1.7.2用閘流管使變壓器一次側(cè)瞬間接通工頻電源產(chǎn)生操作沖擊電壓
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章交流高電壓的測(cè)量
2.1概述
2.2測(cè)量球隙
2.3靜電電壓表
2.4高壓交流分壓器及充氣標(biāo)準(zhǔn)電容器
2.4.1交流分壓器的測(cè)量誤差分析
2.4.2交流電容分壓器的組成
2.4.3電容分壓器等效電容的測(cè)量
2.5峰值電壓表
2.5.1利用電容電流整流測(cè)量峰值電壓
2.5.2利用電容器上的整流充電電壓測(cè)量峰值電壓
2.5.3有源數(shù)字式峰值電壓表
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章直流高電壓試驗(yàn)裝置
3.1概述
3.2高壓硅堆
3.3硅堆的電壓分布和均壓措施
3.4倍壓電路
3.5直流高壓串級(jí)發(fā)生器
3.6小型化的直流高壓串級(jí)發(fā)生器
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章直流高電壓的測(cè)量
4.1概述
4.2測(cè)量間隙
4.2.1棒棒空氣間隙
4.2.2用棒間隙校核直流高電壓測(cè)量裝置
4.2.3球球空氣間隙
4.3靜電電壓表
4.4電阻分壓器
4.4.1高歐姆電阻器
4.4.2降低電阻分壓器測(cè)量誤差的措施
4.4.3電阻分壓器實(shí)例
4.4.4交、直流兩用阻容分壓器
4.5橋式電阻分壓器
4.5.1工作原理
4.5.2電阻的短時(shí)穩(wěn)定性
4.5.3分壓比的誤差
4.5.4橋式電阻分壓器實(shí)例
4.6測(cè)量系統(tǒng)的比對(duì)和校準(zhǔn)
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第5章沖擊電壓的產(chǎn)生
5.1沖擊電壓發(fā)生器的功用和沖擊電壓波形
5.2沖擊電壓發(fā)生器的基本原理
5.3發(fā)生器放電回路的數(shù)學(xué)分析
5.3.1基本回路的分析
5.3.2簡(jiǎn)化回路的近似計(jì)算分析
5.3.3考慮回路電感的簡(jiǎn)化回路分析
5.3.4發(fā)生器放電回路的程序計(jì)算
5.4沖擊電壓發(fā)生器的充電回路
5.5沖擊電壓發(fā)生器的同步
5.5.1中間球隙過電壓狀態(tài)分析
5.5.2改善發(fā)生器同步性能的措施
5.6雷電沖擊電壓的波形振蕩
5.6.1阻尼條件分析
5.6.2發(fā)生器電感和雜散電容的求取
5.7沖擊電壓發(fā)生器的結(jié)構(gòu)
5.8沖擊電壓發(fā)生器設(shè)計(jì)計(jì)算舉例
5.9雷電沖擊截波電壓的產(chǎn)生
5.10陡波前沖擊電壓的產(chǎn)生
5.11操作沖擊電壓的產(chǎn)生
5.12電力變壓器的操作沖擊電壓試驗(yàn)
5.12.1概述
5.12.2變壓器高壓繞組端部對(duì)地等效電容的估算
5.12.3電力變壓器的非振蕩型操作沖擊電壓試驗(yàn)
5.12.4電力變壓器的振蕩型操作沖擊電壓試驗(yàn)
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第6章沖擊高電壓的測(cè)量
6.1概述
6.2用球隙測(cè)量沖擊電壓的特點(diǎn)
6.3沖擊高電壓分壓器
6.3.1沖擊高壓分壓系統(tǒng)的構(gòu)成
6.3.2沖擊測(cè)量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移特性
6.3.3各類沖擊電壓分壓器概述
6.3.4電阻分壓器
6.3.5電容分壓器
6.3.6阻容串聯(lián)分壓器
6.3.7微分積分測(cè)量系統(tǒng)
6.3.8沖擊測(cè)量系統(tǒng)的性能試驗(yàn)和校準(zhǔn)
6.4高壓示波器
6.5數(shù)字存儲(chǔ)示波器
6.5.1發(fā)展及應(yīng)用
6.5.2基本原理
6.5.3主要技術(shù)指標(biāo)
6.5.4DSO應(yīng)用于高電壓測(cè)試中的基本技術(shù)指標(biāo)和注意事項(xiàng)
6.6高電壓測(cè)試的抗干擾措施
6.6.1電磁干擾的主要來源和防止措施
6.6.2抗干擾綜合措施實(shí)例
6.6.3沖擊測(cè)量系統(tǒng)的干擾試驗(yàn)
6.7光電測(cè)量系統(tǒng)
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第7章沖擊電流發(fā)生器
7.1概述
7.2沖擊電流發(fā)生器的基本原理
7.3沖擊電流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)
7.4沖擊電流峰值和波形的調(diào)節(jié)
7.4.1線性阻抗元件的電路
7.4.2含有非線性電阻元件的電路
7.5沖擊電流方波發(fā)生器
7.6沖擊電流發(fā)生器的恒流充電
7.6.1采用恒流源充電的必要性
7.6.2LC恒流源的基本原理
7.6.3恒流充電裝置的實(shí)例
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第8章沖擊電流的測(cè)量
8.1概述
8.2分流器
8.2.1對(duì)分流器的性能要求
8.2.2分流器的幾種結(jié)構(gòu)形式
8.3羅戈夫斯基線圈
8.3.1羅戈夫斯基線圈測(cè)量電流的原理和特點(diǎn)
8.3.2兩種積分方式的羅戈夫斯基線圈
8.3.3羅戈夫斯基線圈的結(jié)構(gòu)
8.4沖擊電流測(cè)量系統(tǒng)的性能試驗(yàn)
8.4.1IEC標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)量系統(tǒng)要進(jìn)行的試驗(yàn)
8.4.2階躍響應(yīng)及其試驗(yàn)
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第9章介質(zhì)損耗因數(shù)和電容的測(cè)量
9.1概述
9.2西林電橋
9.2.1基本原理和接線
9.2.2雜散電容和電橋屏蔽
9.2.3外界電磁場(chǎng)的干擾和消除
9.2.4電橋的準(zhǔn)確度和指零儀
9.3電流比較儀式電橋
9.4變頻介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)量?jī)x
9.5介質(zhì)損耗因數(shù)的在線監(jiān)測(cè)
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第10章局部放電測(cè)量
10.1概述
10.2局部放電的檢測(cè)
10.2.1脈沖電流法
10.2.2檢測(cè)阻抗
10.2.3局部放電檢測(cè)裝置
10.2.4局部放電儀的校準(zhǔn)
10.2.5局部放電起始電壓和熄滅電壓
10.3局部放電檢測(cè)時(shí)的干擾和抗干擾措施
10.4局部放電的定位及其他檢測(cè)方法
10.5局部放電的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和在線監(jiān)測(cè)
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第11章高電壓實(shí)驗(yàn)室
11.1高電壓實(shí)驗(yàn)室的主要裝置及其參數(shù)
11.2高電壓實(shí)驗(yàn)室的凈空距離
11.3高電壓實(shí)驗(yàn)室的屏蔽
11.3.1屏蔽的作用和原理
11.3.2高電壓實(shí)驗(yàn)室的屏蔽結(jié)構(gòu)
11.4高電壓實(shí)驗(yàn)室的接地
11.4.1接地的作用
11.4.2接地裝置的實(shí)施
11.4.3接地系統(tǒng)的性能試驗(yàn)
11.5高電壓實(shí)驗(yàn)室的建筑
11.6高電壓實(shí)驗(yàn)室的基本安全規(guī)則
思考題
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
習(xí)題答案
附錄A附表
表A1球隙放電標(biāo)準(zhǔn)
表A2大容量成套工頻高壓試驗(yàn)裝置主要技術(shù)數(shù)據(jù)
表A3高壓脈沖電容器和整流用電容器
表A4高壓硅堆技術(shù)參數(shù)
表A5同軸電纜參數(shù)表
表A6電阻合金材料的性能和特點(diǎn)
表A7常用電阻合金線規(guī)格
表A8國(guó)產(chǎn)電源濾波器的主要性能
表A9各類設(shè)備的1min工頻耐受電壓
表A10各類設(shè)備的雷電沖擊耐受電壓
表A11超高壓及特高壓設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)絕緣水平
表A12特高壓變壓器的試驗(yàn)電壓值
表A131000kV設(shè)備絕緣額定耐受電壓
參考文獻(xiàn)
附錄B沖擊電壓發(fā)生器(3~5階電路)輸出電壓象函數(shù)的表達(dá)式
附錄C沖擊電壓發(fā)生器的放電回路計(jì)算程序
附錄D振蕩型操作沖擊電壓發(fā)生回路的計(jì)算程序
附錄E沖擊電流發(fā)生器的放電回路計(jì)算程序
附錄F沖擊電流發(fā)生器（包含非線性電阻）放電回路的計(jì)算程序
書單推薦
