半波整流电路及测量接线技巧

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：半波整流电路原理接线如图4-2所示。此电路由以下几部分组成：图4-2 半波整流电路原理接线图1.交流高压电源这部分包括调压器T1、升压变压器T。对于大型电动机、变压器及电力电缆等电气设备，因其本身电容较大，在测量其泄漏电流或进行直流耐压试验时，可以省去稳压电容。目前现场使用的大多是自动控制微安表，接在试验回路的高压端，用来指示在不同高压情况下试品的泄漏电流。

半波整流电路原理接线如图4-2所示。一般用于测量大容量的变压器、电力电缆等泄漏电流和直流耐压试验。此电路由以下几部分组成：

图4-2 半波整流电路原理接线图

1.交流高压电源

这部分包括调压器T₁（电压控制）、升压变压器T。升压变压器是用来供给整流前的交流高压，其电压值的大小必须满足试验电压的需要。即电压U=U_d（直流试验电压）×0.707/K（试验变压器的电压比）。对于要求直流高压精确度高的试品，必须从高压侧直接测量直流高压。由于试验所需的电流很小（一般不超过1mA），故升压变压器的容量问题不予考虑。

2.整流部分

整流部分包括高压整流硅堆和稳压电容器。高压整流硅堆是由多个硅二极管串联而成，并用环氧树脂浇注成棒形，环氧树脂起绝缘和固定作用。高压整流硅堆具有良好的单向导电性，所以它能把交流变成直流。由于它具有体积小、重量轻、机械强度高、使用简便、无辐射等优点，故被广泛地应用于高压直流设备中。

图4-2中的高压整流硅堆（VD），在交流电压负半波时，整流器件VD导通，被试品Z_x及滤波电容C上的电压为整流后的直流电压，其数值为试验变压器T输出交流电压有效值的倍；在交流电压正半波时，整流器件VD截止，此时滤波电容C上的电压与试验变压器T上的电压串联相加，使整流器件VD两极间要承受试验变压器T交流输出电压有效值的2倍。因此，在选择整流器件VD时应注意，其额定反峰电压值应大于所加最高交流电压有效值的2倍。整流器件VD的额定电流应大于最高试验电压下，被试品上可能出现的最大泄漏电流的2～3倍。

稳压电容器也叫滤波电容器，其作用是减小输出整流电压的脉动。滤波电容越大，加于被试设备上的电压越平稳，而且电压的数值越接近于交流电压的峰值。图4-2中当接有电容C后，开始时，由电源向C+C_x充电到最大值，在整流管不导通的半周内，电容C+C_x上的电荷通过被试品的绝缘电阻R_x放电，其波形如图4-3所示。放电的快慢决定于时间常数τ=（C+C_x）R_x。对于某一试品而言，C_x和R_x是个常数，所以τ的大小仅决定于C，C越小，则τ越小，即放电就越快，这时被试品绝缘上的平均电压U_p与高压试验变压器二次侧的电压U_max相差就越大，同时电压的脉动就越大。因此，稳压电容应有足够大的数值。一般现场应选择的最小值如下：

当试验电压为3～10kV时是0.06μF；

图4-3 加于被试品上的电压波形

1—高压变压器二次侧波形 2—被试品上的电压波形

当试验电压为15～20kV时是0.015μF；

当试验电压为30kV时是0.01μF。

对于大型电动机、变压器及电力电缆等电气设备，因其本身电容较大，在测量其泄漏电流或进行直流耐压试验时，可以省去稳压电容。

3.保护电阻

保护电阻的作用是限制被试设备击穿时的短路电流，以保护高压变压器、硅堆及微安表，故有时也叫限流电阻。其值可按硅堆的短时最大允许电流I_m（_μA级）来选择，一般认为在0.2～0.5s内，可允许的电流I_m为持续工作电流的10倍以上。保护电阻的计算公式为：R=U/I_m

式中 U——试验时所加的直流电压（V）；

I_m——硅堆短时最大允许电流（A）；

R——保护电阻（Ω）。

保护电阻一般为几十千欧左右。试验中常用玻璃管、有机玻璃管或透明硬塑料管充蒸馏水加盐配制而成，其表面绝缘距离常按3～4kV/cm考虑。

4.微安表

微安表的作用是测量泄漏电流，它的量程可根据被试设备的种类适当选择，误差应小于2.5%。目前现场使用的大多是自动控制微安表，接在试验回路的高压端，用来指示在不同高压情况下试品的泄漏电流。由于采用电子技术实现了量程自动转换，因此试验人员能方便的读取试验数据，同时，为了适用直流高压试验的需要，表头也进行了屏蔽。由于微安表是泄漏电流试验的主要仪表，对测试结果至关重要，所以不论是指针式的，还是数值式的，在使用前都必须进行校准后方可使用。

半波整流电路及测量接线技巧

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