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。
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。
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。
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。
截波,也就是雷电波抵达变电所时出现了保护间隙或者是空气绝缘的所引起的波形。它是雷电全波在截断状态下产生的波形,电压骤降时将变成零。截断时刻,可以出现在波前,也可以是在波尾。截波试验,也是对变压器设备所作出的一种考验。试验回路,大体上包含下列几个关键组分:①发生器本体;②被试品;③截波装置;④测试系统;⑤测量分压器;⑥回路引线。
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。