冲击电压发生器通常都采用Marx回路,如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R 约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙,由点火脉冲起动;其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C 就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n,总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小,很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样,在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R 远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压,其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整, 幅值由充电电压V 来调节,极性可通过倒换硅堆D两极来改变。
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。
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。
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。
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。
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。