升压器包括单相调压器和试验变压器，是用来作交流耐压试验的主要设备，还有球隙和控制箱等。

（一）交流耐压试验

（1）当被试品需要较高的电压，而一台试验变压器又不能满足其要求时，则用两台试验变压器高压侧异极性串联、低压侧同极性并联，以提高试验变压器的电压或电流，或者将试验变压器高压侧同极性并联，而低压侧异极性串联。这些接线有时要配以两台调压器分别激励，或者配以隔离变压器，以提高试验变压器的绝缘能力。常用的接线图如图3-11所示。

（2）试验设备的选择

图3-11 工频耐压试验的接线

S—双极刀开关FU—熔断器KM—交流接触器 KC—过电流继电器T₁—调压器T—试验变压器 R—限流电阻R_Q—球隙保护电阻C_X—被试品 Q—铜球间隙HLG—电源绿灯HLR—红灯 SBS—起动按钮SB—停止按钮

1）试验变压器。试验变压器高压侧额定电压应大于被试品的最高试验电压，其额定电流应大于被试品的最大电容电流。被试品电容电流I_SC（A）通常按式（3-1）进行估算

I_SC=2πfC_SU×10^-6（3-1）式中f——试验电源频率（Hz），取50Hz；

C_S——被试品电容量（μF），通常由tanδ试验中测得；

U——试验所加的电压（V）。

试验变压器的容量S可按式（3-2）计算

S≥2πfC_SU²×10^-9（3-2）

一般情况下，试验变压器的容量应按表3-4选择。

表3-4试验变压器的容量选择

2）调压器。调压器通常有三种，即自耦调压器、感应调压器和电阻调压器。试验变压器容量较小时，宜选用自耦调压器，其容量为（0.75～1）倍试验变压器容量。试验变压器容量较大时（25kV·A以上）宜选用感应调压器，其容量应与试验变压器容量相等，调压器绝缘及通风散热良好时，可按1.25倍过负荷使用。被试品电容电流极小时可采用电阻调压器，其容量应大于0.4倍试验变压器容量。调压设备的额定输出电流应与试验变压器额定输入电流相等，因试验变压器是间断运行的，所以调压器的额定输出电流可小于试验变压器的额定输入电流。

3）限流电阻的选择。限流电阻的设置是限制被试品击穿电流的，进而保护试验变压器，防止事故扩大。其阻值视高压电流而定，当电流在100～300mA时，可取0.5～1Ω/V；高压电流为1A时，可取0.1～1Ω/V。当被试品电容较大时，应取小一些，当被试品电容较小时，则取大一些。限流电阻一般使用水泥电阻，其热容量则按通过的电流和阻值进行计算。当热容量较小时，也可用线绕电阻代替。

4）保护电阻的选择。保护电阻的设置是减小过电压保护装置球隙放电时的短路电流，使球隙不致烧坏，其阻值一般按不大于1Ω/V来计算。

5）电压测量设备的选择。

①在试验变压器低压侧用0.5级电压表直接测量，将其乘以试验变压器的电压比得出。这种方法仅适用于电容较小的被试品，如瓷绝缘子、开关设备、绝缘工具等。

②被试品电容较大时，宜在试验变压器高压侧经电压互感器测量。

③被试品电容较大时，当现场条件允许时也可用高压静电电压表直接测量，但由于高压静电电压表的使用受到气候条件的影响，同时因室外阳光常看不清楚刻度的亮点，使用中受到限制。

④被试品电容较大时，室内一般用球隙测量，球隙放电电压的数值可参考表3-5。因为气压、温度对放电电压都有影响，通常要将表中查得的数值乘上一个修正系数δ，当空气的相对密度在0.95～1.05范围内时，由式（3-3）来计算。

式中p——测量时的大气压力（Pa）；

t——测量时的温度（℃）。

表3-5一球接地时，球隙的击穿电压（仅供参考）

（续）

注：1.试验条件：大气压力101332Pa（760mmHg），周围空气温度20℃。

2.括号内数字准确度较低。

当空气密度与1.0相差很大时，δ按表3-6中的数值选取。

表3-6δ值的选用表

⑤被试品电容较大时，也可用电容分压器来测量，接线如图3-12所示。其中高压到高内阻电压表的连线应用屏蔽高频电缆，以防止外界电场干扰。放电电阻r选取时应使时间常数=rC₂=1～2s，C₁则应选用高压标准电容器，主要是使其容量不随温度变化而变化，C₂最好选云母电容器。C₁和C₂组成的分压器应用标准互感器进行校验。被试品所加的试验电压U可用式（3-4）计算

式中U₂——电压表测得的电压（V）。

（3）试验程序方法

1）进行试验前，对被试品的具体情况应充分了解，如是否经过绝缘潮湿程度的判定，是否具备耐压条件，是否进行过试验，并检查试验记录以及外壳的完好程度等。

2）用绝缘电阻表测量被试品的绝缘电阻，其值应正常。同时清扫和擦拭被试品的表面，如套管、瓷绝缘子等。

3）对被试品周围的非被试品及其线路应予以隔离和短路接地，并拆除各种临时线路和障碍物，将现场清理干净。

图3-12 用电容分压测量电压的接线

T—试验变压器 C₁—高压分压电容器 C₂—低压分压电容器 PV—高内阻电压表 r—分压电容 C₂的并联电阻 R₁、R2—限流电阻 Z_x—被试物 G—球隙

4）按选定的试验接线图进行接线，导线一般用两端均有鱼嘴夹的多股软铜线并悬空放置，对地有足够的安全距离，试验设备的外壳、非被试部分均可靠接地。接地体应选用现场的正式接地装置，否则应设置接地体。接好线后，应由非接线人员检查无误。

5）正式试验前，先将被试品从线路上移开，空投一下试验设备和线路，并调节调压装置将电压缓慢升高至所加电压或高于所加电压，观察系统是否正常，否则应查明原因并处理。检查和处理时，应将电压退回零位并关掉电源。

6）用球隙测压时，应先进行电压校正。由于球隙放电电压受到气压、温度、球表面粗糙度以及球隙调整误差的影响，不论被试品的容量是否相同，对任一被试品均在试验前进行实际校验。校正后，在空负荷情况下按表3-5调整球隙距离，使球隙放电电压为试验电压的1.1～1.15倍，再将电压调至零位，断开电源。

7）将试验变压器与被试品之间的连线重新接好，检查调压器的手柄是否在零位及其他有无不妥，一切正常后，即可合上电源开关进行升压试验。

8）转动调压器手柄，均匀地将电压升至试验电压，到达试验电压后即开始计时，1min后，迅速而均匀地将电压降至零，然后断开电源。在升压过程中，应监视电压表和电流表的读数。当电压升至0.5倍试验电压时，迅速断开毫安表的短路开关，读取被试品的电容电流，读完后应立即合上。电压升至全试验电压时，用同样方法读取电流，并做好记录。

9）耐压试验后，应立即对被试品进行放电操作，然后拆除接线，并用绝缘电阻表测试被试物的绝缘电阻，做好记录，与耐压试验前的测试值进行比较，不应有过大的误差。

10）拆除所有接线，清理现场，清点用具，整理记录，试验完毕。

（4）注意事项

1）耐压试验应选择在干燥、气温正常的晴朗天气下进行。

2）耐压试验必须在绝缘电阻合格时才能进行，试验电压应按规定的标准选定，不得超过规定值。试验电流不应超过试验装置的允许电流。

3）试验场所应设立防护围栏，防止试验人员偶然接近高压体，试验装置应有完善可靠的接地措施，试验前后应注意放电。

4）试验变压器不能带高电压进行断开和冲击加压，否则将造成过电压，损坏设备。因此，每次试验后，必须使调压器回零，必要时应有自动回零装置。加压和断电必须在调压器为零位时进行。

5）试验前应用丝绸类柔软且不脱落纤维的绒布仔细擦拭球隙铜球的表面，使之干净无尘无毛屑。检查两球的中心位置应垂直或水平。下球必须接地良好。外部物体不得影响球隙电场的分布，离球体的距离至少应大于4～5倍球直径，周围空气不得有明显的灰尘。

6）试验装置中除高压侧装设限流电阻和球隙外，还必须在低压侧装设过电流继电器。当被试品被击穿或球隙放电时，低压侧的过电流使继电器动作，立即切断电源，保护试验装置。过电流的整定一般按试验变压器的容量确定。

7）试验设备、仪表及球隙应校验准确，仪表的准确度不得低于1.0级。

8）高压导线与被试物的连接必须正确无误，对多相母线试验时应按相序依次进行，当进行某相试验时，其余各相应可靠接地。同规格的瓷质绝缘物可以并联试验而不得串联进行试验。

9）试验过程中，发现非正常现象时，应立即停止试验，同时将调压器迅速调至零位并切断电源，然后检查原因，正常后才能重新试验。常见的非正常现象有：电压表指针摆动过大，毫安表的示值急剧增大，发现冒烟现象或绝缘烧焦气味，系统发生不正常响声，瓷表面产生火花放电等。

10）试验中，试验电压应按均匀的速度由零压升至全压，绝不能用冲击合闸的方法给被试品加压。通常应按不同设备的具体规定升速加压，如无规定，一般可按从试验电压的1/3起到全试验电压为止宜为10～15s，从零压到1/3试验电压一般不大于2s。如不能从零起升压，也可从1/3试验电压下合闸升压，这要由调压器能否从零调压来决定。

11）对油浸变压器、互感器应在注油静置20h后进行试验，对3～10kV变压器，可静置5～6h后试验。变压器与电机等耐压试验均应在干燥后的冷态下进行，如果经判断可不干燥处理时，可在检修后进行。

12）工频交流耐压试验时要求试验电压的波形为正弦波，波形有无畸变，可用示波器检查，也可用球隙测出的电压峰值与用交流电压表测出的电压有效值进行比较，有无2倍的关系。一般应采用星形联结中的线电压（380V）作为试验电源，或者加装滤波器，调压器应采用自耦调压器或阻抗较小的调压器，一般不采用电阻式或感应式调压器，若用感应式调压器则应加装滤波器。

13）对大电容设备进行交流耐压试验时，被试品上的电压将会比所加电压升高10%～20%，这对被试品是不利的。因此，应在试验变压器高压侧直接测量电压，即得所加电压，不得采用低压测量经电压比计算值为所加电压的方法，以避免被试品端部出现危险高压。

14）交流耐压试验时，被试品的电容和试验变压器的漏抗是串联的，在参数合适的情况下将会发生串联谐振，产生较高的过电压而使试品无辜击穿，试验证明，这种过电压会达3～4倍。为了避免发生电压谐振，首先应按表3-4来正确选择漏抗较小的试验变压器，并且采用漏抗小的自耦调压器，一般不使用电阻式或感应式调压器，同时应满足下式的条件：

式中C_S——被试品电容（pF）；(www.daowen.com)

XΣ——试验变压器与调压器漏抗之和（Ω）。

式（3-5）中的参数不易查找和计算，一般满足前述的条件即可。但是，当使用电压互感器作为试验变压器时，必须满足式（3-5）的条件。

15）试验时，被试品的电容电流与试验变压器的励磁电流是并联的，易引起电流谐振，导致试验变压器高压侧产生危及被试器的高压，通常使用自耦调压器时，因漏抗小而影响不大。若试验变压器满足下列条件之一时，也可避免其谐振：

S_C>0.4S_e（3-6）

S_C<0.03S_e（3-7）式中S_C——被试品电容负荷（电容电流与试验电压的乘积）；

S_e——试验变压器额定容量。

16）试验中，为了避免过电压以致损害试品的绝缘，也可在低压回路靠近调压器输出处加装滤波电容。另外，高压回路中的接线宜选用6～10mm²的软绞铜线。球隙保护电阻的阻值一般应在100～500kΩ范围之内。

17）组合接线时，必须注意极性的正确连接，绝对不得接错，否则将会给试验及设备带来很大的危害。串联组合接线时，高压侧为异极性串联，低压侧为同极性并联；并联组合接线时，高压侧为同极性并联，低压侧应为异极性串联。这两点是万万不能接错的，接线后应由两位非接线人员进行核查，必须做到万无一失。

（二）直流耐压试验

直流耐压试验的接线原理图如图3-13所示，其中主要有试验变压器、灯丝变压器、单相调压器、高压整流管、限流电阻、稳压电容等。

（1）根据微安表、整流管灯丝的接线位置不同，可分微安表在低压，整流管灯丝在高压；微安表在高压，整流管灯丝在低压；微安表、整流管灯丝均在高压或均在低压或者整流器采用硅堆的方法，试验时按具体情况选择。

（2）设备的选择

1）当被试品泄漏电流很小时，试验变压器的容量可选小一点，通常可用现场的高压电压互感器，否则应选择容量较大的试验变压器。

图3-13 直流耐压试验的接线原理图

T₃—试验变压器 T₄—灯丝变压器 T₁—单相调压器（容量0.5～1kV·A） T₂—单相调压器（容量0.5～1kV·A） VD—高压整流管 C—稳压电容 R—限流电阻 Q—短路开关 Z_x—被试物 A—灯丝电流表

2）交流电压表应选多量程的，便于泄漏试验时分段加压，其量程应按被试品直流试验电压除以试验变压器的电压比后的数值估算选取。

3）整流元器件额定反向峰值电压应大于所加最高交流电压有效值的22倍，其额定电流应大于最高试验电压时，试品可能出现的最大泄漏电流的2～3倍。

4）灯丝变压器可按灯丝电压及电流选择，当接至高压时应有较高的绝缘强度。灯丝电流表一般为0～15A、0.5级的交流电流表。

5）稳压电容选择时应根据试品本身电容量决定，当试品电容量较大时，一般不接入电容，如发电机、变压器、高压电缆等。当试品电容量较小时，接入的电容为0.01～0.1μF，耐压为最大直流试验电压的1.2倍以上。

6）保护电阻通常按整流元器件允许的最大电流来选择，一般为10Ω/V。

7）直流微安表一般选用多量程且精度为0.5级以上。其最大量程应满足试品可能出现的最大泄漏电流。

（3）试验程序方法

1）～5）基本同工频交流耐压试验。直流耐压设备的操作规程应按以下步骤进行，合上电源总开关，先调节灯丝变压器的单相调压器，使灯丝电流达到规定值并预热5min，然后再调节升压变压器的单相调压器，逐段升压（可将试验最高电压分为5段），每段升压后先断开短路开关，读取泄漏电流，通常应在1min内完成，然后再合上短路开关，继续升压。

6）试验前，先移开试品，按上述方法将电压升至规定值，读取空负荷状态下的泄漏电流，这个电流值应从负荷状态下读取的泄漏电流值中减去即为被试品的实际泄漏电流值。

7）试验完毕，先将升压回路的单相调压器退回零位，同时切断电源，然后再将灯丝回路的调压器退回零位并切断电源，最后断开总电源。

8）将试品先经电阻放电，再直接对地放电。如再试验，必须检查接地线是否已拆除。

9）拆除接线，清理现场，清点用具，整理记录。

（4）注意事项

1）微安表必须并联短路开关或常闭按钮，只有在读取泄漏电流时，才允许断开，读取后必须立即合上，以免烧坏仪表。多量程微安表应放在最大量程上，读数时如示值太小，再逐步切换到小量程读数。微安表一般应有保护装置，其原理如图3-14所示。当稳压管发光时，说明微安表有撞针的可能，这时不允许将短路开关打开。R的大小按式（3-8）计算：

图3-14 用稳压管保护微安表的线路

VS—稳压管（放电电压为105V） R—电阻（阻值待计算） SB—按钮 L—电抗器（约1H） C—电容器（约30μF、150V）

式中U_VS——稳压管放电电压（V）；

I_μ——微安表满刻度电流（μA）。

2）试验中微安表出现下列异常现象时，应立即停止试验，同时进行检查处理：

①指针抖动，说明微安表有交流分量流过，当抖动剧烈无法读数时，应检查微安表保护装置或整流器是否正常。

②指针突然冲向零或最大值，说明受电源电压波动影响或试验回路及被试品内部有断续性放电或闪络。

③指针周期性摆动，说明试验回路中有反充或因试品绝缘不良而产生的周期性放电。

④指示数值太大，检查试验回路接线及屏蔽是否完好，试品是否异常。

⑤指示数值太小，检查高压接线是否正确，微安表保护有无断线或分流，整流管灯丝电流大小，灯丝亮度是否正常等。

3）整流装置出现下列异常现象时，应立即停止试验，查找原因并处理：

①灯丝电流不够，检查灯丝变压器的电压及灯丝的亮度。

②整流管加高压后，外部产生蓝色晕光，一般为整流管表面污垢造成，应予以清除。

③整流管屏极发红，表示屏极电流过大，应降低电流，否则会烧坏管子。

4）被试品电容较小时，必须接入稳压电容，以减小误差。

5）高压导线的直径不宜过小，一般应不小于6mm²，要避免毛刺及尖端并加大对地的距离，尽量缩短连线的长度，以减小高压导线对地的泄漏电流。

6）被试品的温度为30～80℃时宜进行直流试验，运行中的设备及电缆最好在停电后立即进行试验，新装设备及刚投入运行的电缆如环境温度较低时，应用短路法预热后进行。实际工程中，有时用换算的方法，将测到的泄漏电流值换算到75℃时的泄漏电流。

对B级绝缘的发电机，应用式（3-9）换算到75℃时的泄漏电流：

式中t——试验时，试品温度；

I_t——温度t（℃）时测得的泄漏电流；

I₇₅——换算到75℃时的泄漏电流。

对A级绝缘的电气设备，用式（3-10）进行换算：

式中I_t2——换算到温度为t₂时的泄漏电流值（μA）；

I_t1——温度为t₁时测得的泄漏电流；

α——温度系数，一般为0.05～0.06℃^-1；

e——自然常数，取2.7183。

7）被试品必须干燥，表面必须清洁，以减小泄漏电流引起的误差。

8）直流试验电路应装设过电流保护，其过电流继电器通常装设在调压器与试验变压器之间，其整定值应小于试验变压器和整流元件中容量较小者的额定值。

9）试验中，通常在几个电压值下读取泄漏电流，并绘制试品伏安特性曲线，以便发现试品的缺陷。每升到一个电压值时应持续1min后再读取电流值。

图3-15 直接测量直流高压接线示意图

10）微安表接在高压线路上时，支撑微安表的绝缘物应牢固可靠、绝缘良好。

11）试验完毕，必须对被试物进行放电，放电时应先经电阻放电，其电阻值约为200～500Ω/kV，放电持续时间一般为3～5min。然后再用接地线直接放电。

放电时可根据放电火花的大小初步了解试品的绝缘情况。当绝缘良好且电容量较大（电力电缆、电力电容等）时，放电火花和声响特别大，要防止振坏耳膜，通常要戴上护耳。

12）直流高压一般用静电式直流电压表测量，也可用图3-15所示的方法测量，其中毫安表的量程应在2mA以下，所串电阻应为性能稳定的碳膜电阻，一般是把电阻安装在绝缘板上后再引至毫安表，毫安表的读数与电阻值的乘积即为直流高压值。一般不采用在交流侧间接测量，以免误差太大。