冲击电压发生器动作时的等值电路如图2所示。图中C1为主电容,又称冲击电容,它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0,它包括调波电容、试品电容、测量设备(分压器)电容及联线等寄生电容;G 代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和,即Rf=nrf,Rt=nrt;U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压,即U1=nV;U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析,输出电压U2(t)为一双指数函数
τ1>>τ2
参考此分析解,并根据实际经验,冲击电压波形参数可按下式作近似估计:波前时间
半峰值时间
T2≈0.69Rt(C1+C2)
冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关,均需通过实际调试进行调整和确定。
对于电力变压器等带有绕组的电力设备,通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2~5μs截断的波形。
冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。目前中国已建的冲击电压发生器高额定电压为6MV,有的国家个别的高达10MV。
雷电波冲击电流发生器是一种产生模拟雷电流波形的冲击电流发生器。由于电流发生冲击器波形、大电流、功能组合和试品种类等都有所不同,所以设备结构都有所不同,一般小型的为台式仪器,中型为柜式,大型为分体式。
冲击电流幅值的大小与回路参数有关,在相同的电容值与充电电压时,电感值越小,电流幅值就越大。为了获得尽可能大的电流,通常要选用电感值小的脉冲电容器,并在布置主电容器时连接线的总长度应尽可能短,使回路总电感值尽可能减小 。
由于大型电力变压器绕组的等值电容非常大,并且等值电感非常小,这样的波形就会有一些偏差。由于试验品有电感存在,并且单极性波形不好,在波尾部分还有一定的过零振荡,这样对振荡反峰值有一定的要求,其幅值小于电压中幅值的50%。这样大部分的变压器有不过零现象存在,在分析波形的时候一定要注意。
电力变压器冲击试验的过程判断方法非常直观,对于变电力变压器冲击试验的过程判断方法非常直观,对于变压器油箱里面的声音,在变压器油箱里有烟类气体冒出来,变压器雷电冲击试验后,空载试验的损耗和空载电流明显增加。
但是,电力变压器在进行雷电冲击试验的时候,如果变压器绕组有少部分发现了损伤现象,达到了轻微击穿的程度,以上现象根本看不出来。现在,判断冲击故障基本的方法主要是波形比较法,也就是比较冲击试验在下降电压下以及全电压下的示伤电流波形和电压波形,看有没有发生畸变而进行分析判断。
近几年以来,技术人员再使用一个新的判断方法,函数传递法,这个方法刚被引进对冲击故障的检测进行研究,很多还需要进一步进行完善。