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
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。
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。
冲击发生器本体,还可由脉冲电容器、阻尼电阻以及球隙等诸多组件构成;截波装置,则可细分成脉冲电容器以及球隙等多个成分;分压器,有两个关键的部位,即高压和低压臂电阻,以及其他相关部件。