电力系统中的高压电气设备在投入运行之前需要进行冲击电压试验来检验其在过电压作用下的绝缘性能。 [1] 随着电力科技的发展,需要进行冲击电压试验的试品种类日益增多。冲击电压发生器是一种产生雷电冲击电压波及操作过电压波等脉冲波的高电压发生装置,是高压试验室的基本试验设备。
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)
冲击试验装置主要由:发生器本体、截波、分压器、四组件控制台(控制台分为微机型和普通型)、数字化波形记录系统等组成。
冲击发生器 生产时引用标准 GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合 GB/T16927.1-1997高电压试验技术 一般试验要求 GB/T16927.2-1997高电压试验技术 测量系统 GB/T16896.1-1997高电压冲击试验用数字记录仪 GB/T16896.1-2005 高电压冲击测量仪器和软件 ZB F24 001-90冲击电压测量实施细则 GB813-89 冲击试验用示波器及峰值表 GB4704-92 脉冲电容器及直流电容器 JB/T9641-1999 《试验变压器》 DL/T 846.1-2003 高电压测试设备通用技术条件部分:高电压分压器测量系统 DL/T 846.2-2004 高电压测试设备通用技术条件第二部分:冲击电压测量系统 DL/T 848.5-2004 高压试验装置通用技术条件 第5部分:冲击电压发生器 DL/T557-94《高电压线路绝缘子陡波冲击试验、定义、试验方法和判据》 GB191 包装运标志 GB4208 外壳防护等级
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。其工作过程是:先由变压器经硅堆向电容器组充电,当充电电压达预定值时,火花间隙被触发,电容经回路总电感和总电阻放电。当电阻大于或等于临界阻尼值时,在回路中产生单向的冲击电流波。当电阻小于临界阻尼值时,则产生振荡冲击电流波。
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。
雷电冲击试验电压, 大部分均是由变压器的保护,决定因素主要由避雷器的保护水平好坏,这些与雷电过电压没有什么关系,如果避雷器放电以后,雷电流所形成的残压是变压器承受的雷击过电压, 将避雷器残压作用在变压器上的波形标准化也就是模拟雷电冲击试验波形, 这个可以分为截波和全波两种。
电压等级不相同,而标准电压波形只对雷电冲击试验的电压都有不同的要求,冲击试验的判断结果,结合一些可靠的方法进行鉴定,这样才可以知道是否合格。
雷电冲击波通常指的是直击雷或者是感应雷,在架空线路或者是上空中金属管道上面产生冲击波,而这样的冲击波基本上是沿着线路两个方向或者是沿管道进行传递。而雷电冲击波在架空线路当中传播的速度约为 300m/μs,而在电缆当中的传播速度大约为 150m/μs,每一类型的冲击波的波形相差非常大。如果进行耐压试验的时候,波头为(1.5±0.2)μs,波长为(40±4)μs,其峰值电压应该取400~4800kV。在电力变压器雷电冲击试验中有各种各样的故障,为了样品的绝缘质量,其性质不能发生一点损坏,一般情况下,可以通过记录显示外加的电压波形图及其示伤电阻的电流而进行判断分析。 发生雷电冲击试验的时候,通过示伤电阻可以得到电流的波形,通过分压器来可以得到冲击电压的波形,故障判断通常采用,50%的电压和50%的电流波形与在全电压情况下进行详细对比,一般通过以下方法,假设正常的波形电压达到了50%,经过对重合程度的对比就可以知道变压器是否发生了损坏。