沖擊電壓發(fā)生器在高電壓試驗(yàn)中的應(yīng)用

絕緣材料的雷電過(guò)電壓耐受性能試驗(yàn)

通過(guò)人工模擬雷電流波形和峰值以檢驗(yàn)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(shí)測(cè)結(jié)果，認(rèn)為雷電波波形是波頭長(zhǎng)幾微秒、波尾長(zhǎng)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(guó)的國(guó)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(shí)間=1.2μs,又稱波頭時(shí)間;視在半波峰值時(shí)間7=50μs，又稱波尾時(shí)間。

實(shí)際試驗(yàn)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(shí)間，士30%;半波峰值時(shí)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(yàn)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(gè)電容器由并聯(lián)轉(zhuǎn)串聯(lián)是通過(guò)許多點(diǎn)火球隙實(shí)現(xiàn)的，即控制點(diǎn)火球隙使它放電時(shí)把多個(gè)電容器串聯(lián)起來(lái)。受試設(shè)備上的電壓上升速度和經(jīng)過(guò)峰值后電壓下降的快慢，可以通過(guò)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(yàn)時(shí)，通過(guò)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(shí)間和半波峰值時(shí)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(shí)現(xiàn)從幾十萬(wàn)伏到幾百萬(wàn)伏，甚至千萬(wàn)伏的沖擊電壓發(fā)生器。中國(guó)自己設(shè)計(jì)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(yàn)內(nèi)容包括4項(xiàng)

擊耐電壓試驗(yàn)：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(yàn)這些設(shè)備能否耐受絕緣等級(jí)所規(guī)定的電壓。

50%沖擊閃絡(luò)試驗(yàn)：通常以自恢復(fù)絕緣如絕緣子、空氣間隙等為對(duì)象,目的是要確定閃絡(luò)概率為50%的電壓值U50%。有了這個(gè)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(yàn)：目的是確定絕緣的實(shí)際強(qiáng)度。主要在電工設(shè)備制造廠進(jìn)行。

電壓時(shí)間曲線試驗(yàn)(伏秒曲線試驗(yàn))：電壓時(shí)間曲線是表示施加電壓到絕緣破壞(或瓷絕緣閃絡(luò))與時(shí)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(hù)設(shè)備與避雷器等保護(hù)設(shè)備間的絕緣配合提供依據(jù)。

絕緣材料的操作過(guò)電壓耐受性能試驗(yàn)

操作沖擊過(guò)電壓試驗(yàn)通過(guò)人工模擬電力系統(tǒng)操作沖擊過(guò)電壓波形，檢驗(yàn)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(guò)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(gè)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(lái)表示，最高可達(dá)最大相電壓的3~4倍。操作沖擊波比雷電沖擊波作用時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)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(shí)工頻耐壓試驗(yàn)來(lái)等效地檢驗(yàn)設(shè)備絕緣在操作過(guò)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(guò)電壓對(duì)絕緣的影響更大，不能再用短時(shí)工頻電壓試驗(yàn)來(lái)近似代替操作沖擊電壓試驗(yàn)。從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看出，對(duì) 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(shí)耐受電壓增加緩慢,甚至還低于短時(shí)工頻放電電壓。所以必須模擬操作沖擊電壓對(duì)絕緣進(jìn)行試驗(yàn)。

操作沖擊過(guò)電壓試驗(yàn)的內(nèi)容包括5項(xiàng)：

操作沖擊耐電壓試驗(yàn)；

50%操作沖擊閃絡(luò)試驗(yàn)；

擊穿試驗(yàn)；

電壓時(shí)間曲線試驗(yàn)(伏-秒曲線試驗(yàn))；

操作沖擊電壓波頭曲線試驗(yàn)。

前4項(xiàng)試驗(yàn)與雷電沖擊電壓試驗(yàn)中的相應(yīng)試驗(yàn)要求相同。第5項(xiàng)試驗(yàn)是操作沖擊放電特性所要求的，因?yàn)殚L(zhǎng)空氣間隙在操作沖擊波作用下的放電電壓會(huì)隨沖擊波頭而改變。在某一波頭長(zhǎng)度,如150us時(shí)，放電電壓最低，此波頭叫做臨界波頭。臨界波頭長(zhǎng)度隨間隙長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而稍有增長(zhǎng)。

絕緣材料的陡波沖擊電壓試驗(yàn)。
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