不同型式的電極具有不同形式的電場(chǎng)，其工頻放電特性是不同的。試驗(yàn)表明均勻電場(chǎng)具有較高的擊穿電壓，并且擊穿電壓隨著電場(chǎng)均勻程度的下降而降低。極不均勻電場(chǎng)的擊穿電壓大大低于均勻電場(chǎng)的擊穿電壓。因此，高壓工程上通常采用平滑、圓順的導(dǎo)體表面形狀，使得電場(chǎng)盡量分布均勻，從而提高擊穿電壓以及減小電暈放電的發(fā)生。

本試驗(yàn)項(xiàng)目中，我們采用“棒一球”和“球一球”電極來分別模擬極不均勻電場(chǎng)和稍不均勻電場(chǎng)，通過試驗(yàn)來觀察兩種電場(chǎng)形式下的工頻放電特性的差異。

不同電場(chǎng)形式的工頻放電

(1)試驗(yàn)接線

將水電阻旋在試驗(yàn)變壓器高壓首端的M8螺紋桿上，并按試驗(yàn)接線圖完成所有接線。電極為“棒一球”，并且注意球電極一側(cè)用金屬棒支撐，即相當(dāng)于球電極本身已經(jīng)接地。

(2)試驗(yàn)方法

①將電極距離調(diào)節(jié)為0.5cm。調(diào)整距離時(shí)先將左側(cè)棒電極旋上并旋到底，再將球電極旋上。旋電極時(shí)應(yīng)小心進(jìn)行，避免電極脫手遭受撞擊變形，影響試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性(旋電極時(shí)可用一只手在電極下方保護(hù))。然后轉(zhuǎn)動(dòng)間隙調(diào)整手輪使球電極伸出并觀察電極桿上的標(biāo)尺，使之伸出套筒端口4cm。反旋左側(cè)棒電極使之與球電極剛好接觸，再反轉(zhuǎn)間隙調(diào)整手輪并觀察標(biāo)尺使之伸出套筒端口3.5cm，此時(shí)球電極剛好后退0.5cm，即間隙距離為0.5cm。

②人員撤出，關(guān)好護(hù)欄門。將調(diào)壓器回至零位(逆時(shí)針轉(zhuǎn)到底)，合上電源閘刀，接通試驗(yàn)變壓器控制箱“電源開關(guān)”，按下啟動(dòng)鍵，將調(diào)壓器以順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，按2~3kV/s的速率均勻升高試驗(yàn)變壓器電壓至電極擊穿(電極擊穿放電后，變壓器控制箱過流脫扣自動(dòng)跳閘，此時(shí)應(yīng)將調(diào)壓器回零重新按啟動(dòng)健才可再次升壓)。再重復(fù)升壓擊穿2次(共擊穿3次，取其平均值作為該距離下電極的擊穿電壓)，記錄各次擊穿電壓值，填入表。

需要注意的是，在試驗(yàn)變壓器控制回路中安裝了一只過電流繼電器，其整定電流為10A。一般情況下，當(dāng)試驗(yàn)變壓器高壓側(cè)發(fā)生擊穿放電時(shí)，電流會(huì)大大增加，該繼電器會(huì)自動(dòng)斷開控制箱電源，同時(shí)，電壓表的指示也立即回到零位。但當(dāng)電極距離很近(如0.5cm)，且電場(chǎng)極不均勻(如棒-球電極)的情況下，擊穿電壓很低，此時(shí)放電回路電流較小，有可能達(dá)不到過電流繼電器的動(dòng)作電流，繼電器也就不會(huì)自動(dòng)斷開電源(后面的直流放電試驗(yàn)也有同樣情況)。

那么，如何讀取擊穿電壓數(shù)值呢？可按如下方法進(jìn)行：

對(duì)于電極擊穿后繼電器自動(dòng)斷電的情況，在按規(guī)定的速率升壓過程中，注意觀察電壓表的指示，在電極擊穿，電壓表指針返回前的示數(shù)即為擊穿電壓:對(duì)于電極擊穿后繼電器不斷電的情況，在升壓過程中注意觀察電極之間，當(dāng)剛好出現(xiàn)連續(xù)放電時(shí)的電壓示數(shù)即為擊穿電壓。

③)斷開電源閘刀，打開護(hù)欄門進(jìn)入。將電極距離分別調(diào)節(jié)為1.0(此時(shí)球電極桿標(biāo)尺伸出套筒端口 3cm，余類推-----)、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0cm,重復(fù)方法②。

④將電極換成“球一球”，重復(fù)試驗(yàn)方法①~③，所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表 1-3。

⑤根據(jù)表，分別作U(交流放電電壓)和s(電極距離)的關(guān)系曲線。

⑥根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析不同電場(chǎng)形式工頻放電差異的原因。