沖擊電壓發(fā)生器在高電壓試驗中的應(yīng)用

絕緣材料的雷電過電壓耐受性能試驗

通過人工模擬雷電流波形和峰值以檢驗電工設(shè)備絕緣耐受雷電沖擊電壓的能力。根據(jù)雷閃放電的實測結(jié)果，認(rèn)為雷電波波形是波頭長幾微秒、波尾長幾十微秒的單極性雙指數(shù)曲線。大多數(shù)雷為負(fù)極性。世界各國的國家標(biāo)準(zhǔn)都把標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波標(biāo)定為：視在波頭時間=1.2μs,又稱波頭時間;視在半波峰值時間7=50μs，又稱波尾時間。

實際試驗裝置產(chǎn)生的電壓峰值和波形與標(biāo)準(zhǔn)波之間的容許偏差為：峰值，士3%;波頭時間，士30%;半波峰值時間，士20%；通常把標(biāo)準(zhǔn)雷電波形表示成1.250us。

雷電沖擊試驗電壓由沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生。沖擊電壓發(fā)生器的多個電容器由并聯(lián)轉(zhuǎn)串聯(lián)是通過許多點火球隙實現(xiàn)的，即控制點火球隙使它放電時把多個電容器串聯(lián)起來。受試設(shè)備上的電壓上升速度和經(jīng)過峰值后電壓下降的快慢，可以通過電容電路中的電阻值調(diào)節(jié)。影響波頭的電阻稱為波頭電阻，影響波尾的電阻稱為波尾電阻。

試驗時，通過改變波頭電阻和波尾電阻的阻值，獲得標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓波的預(yù)定波頭時間和半波峰值時間。改變整流電源輸出電壓的極性和幅值，就可以獲得所需要的沖擊電壓波的極性和峰值。由此可以實現(xiàn)從幾十萬伏到幾百萬伏，甚至千萬伏的沖擊電壓發(fā)生器。中國自己設(shè)計安裝的沖擊電壓發(fā)生器的最高電壓為6000kV。

雷電沖擊電壓試驗內(nèi)容包括4項

擊耐電壓試驗：通常用于非自恢復(fù)絕緣，如變壓器、電抗器等的絕緣，目的是檢驗這些設(shè)備能否耐受絕緣等級所規(guī)定的電壓。

50%沖擊閃絡(luò)試驗：通常以自恢復(fù)絕緣如絕緣子、空氣間隙等為對象,目的是要確定閃絡(luò)概率為50%的電壓值U50%。有了這個電壓值與閃絡(luò)值間的標(biāo)準(zhǔn)偏差,還可確定其他閃絡(luò)概率,如5%的閃絡(luò)電壓值，一般把U5%作為耐受電壓。

擊穿試驗：目的是確定絕緣的實際強度。主要在電工設(shè)備制造廠進行。

電壓時間曲線試驗(伏秒曲線試驗)：電壓時間曲線是表示施加電壓到絕緣破壞(或瓷絕緣閃絡(luò))與時間之間的關(guān)系。伏秒曲線(Vt曲線)可為考慮變壓器等被保護設(shè)備與避雷器等保護設(shè)備間的絕緣配合提供依據(jù)。

絕緣材料的操作過電壓耐受性能試驗

操作沖擊過電壓試驗通過人工模擬電力系統(tǒng)操作沖擊過電壓波形，檢驗電工設(shè)備絕緣耐受操作沖擊電壓的能力。電力系統(tǒng)中存在的操作過電壓的波形和峰值類型很多，與線路參數(shù)和系統(tǒng)狀態(tài)有關(guān)。一般情況下是個衰減振蕩波，頻率從幾十赫到幾千赫，其幅值與系統(tǒng)電壓有關(guān)，通常以相電壓的若干倍來表示，最高可達最大相電壓的3~4倍。操作沖擊波比雷電沖擊波作用時間長，對電力系統(tǒng)絕緣的影響也有所不同。220kV及以下的電力系統(tǒng)，可近似地用短時工頻耐壓試驗來等效地檢驗設(shè)備絕緣在操作過電壓下的情況。

330kV及以上的超高壓、特高壓系統(tǒng)和設(shè)備，操作過電壓對絕緣的影響更大，不能再用短時工頻電壓試驗來近似代替操作沖擊電壓試驗。從試驗數(shù)據(jù)看出，對 2以上的空氣間隙，操作放電電壓的非線性顯著,即間隙距離加大時耐受電壓增加緩慢,甚至還低于短時工頻放電電壓。所以必須模擬操作沖擊電壓對絕緣進行試驗。

操作沖擊過電壓試驗的內(nèi)容包括5項：

操作沖擊耐電壓試驗；

50%操作沖擊閃絡(luò)試驗；

擊穿試驗；

電壓時間曲線試驗(伏-秒曲線試驗)；

操作沖擊電壓波頭曲線試驗。

前4項試驗與雷電沖擊電壓試驗中的相應(yīng)試驗要求相同。第5項試驗是操作沖擊放電特性所要求的，因為長空氣間隙在操作沖擊波作用下的放電電壓會隨沖擊波頭而改變。在某一波頭長度,如150us時，放電電壓最低，此波頭叫做臨界波頭。臨界波頭長度隨間隙長度的增長而稍有增長。

絕緣材料的陡波沖擊電壓試驗。
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