雷電沖擊試驗標準及試驗波形分析
特高壓電力旗下的雷電沖擊電壓發生器可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
變壓器雷電沖擊試驗主要用于評估變壓器對雷電沖擊波的絕緣水平,是變壓器絕緣試驗的主要項目。在變壓器雷電沖擊試驗中,國家標準(CB1094.3-2017)《電力變壓器第3部分:絕緣水平、絕緣試驗和外部絕緣空氣間隙》規定了變壓器全波雷電沖擊試驗和標準雷電斬波沖擊試驗的標準。
測試標準波形標準:
在大型電力變壓器和電抗器的沖擊試驗中,使用沖擊電壓發生器進行試驗。由于其小的繞組電感和/或大的脈沖電容,通常不可能獲得指定的波形。此時,應允許波形具有較大的偏差。
由于被測變壓器的脈沖電容是恒定的,為了獲得滿足要求的波前時間Ti或上升率,只能減小串聯電阻值,但不能太大,以避免電壓波形峰值處的過度振蕩。為了獲得較小的波前時間(最好在規定范圍內),可以允許其振蕩峰值和/或過沖值大于GB/T16927.1中規定的5%電壓波形峰值。此時,必須同時考慮振蕩峰值和波前時間。通常,即使波前時間延長到制造商和用戶協商的極限值,振蕩峰值也應盡可能不大于10%。試驗電壓應按照GB/T16927.1規定的原則進行測量。
雷電沖擊電壓發生器
對于大型電力變壓器,尤其是中壓和低壓繞組,在半峰值時間T可能無法達到規定的偏差值。這些繞組的電感可能小到足以導致波形振蕩。對于這一問題,可以采用以下方法在一定程度上解決,如增加沖擊發生器的電容、采用并聯運行模式、調整串聯電阻,或對未測試繞組的端子或被測試繞組的未測試端子使用專用測試接線。
當未測試繞組的端子通過阻抗接地而不是直接接地時,繞組的等效電感將顯著增加。對于直接接地端子,僅包括漏電感(由短路阻抗確定)。對于通過阻抗接地的端子,主電感是主電感,這可以使等效電感比直接接地高100~200倍。
當任何未測試的端子通過阻抗接地時,必須確保任何未測試端子上的接地電壓不超過:對于星形連接繞組,端子額定雷電耐受電壓的75%;
對于角繞組,為端子額定雷電耐受電壓的50%(由于角端子上的接地電壓極性相反)。
當電感太小和/或沖擊發生器的電容太小,導致波形振蕩時,反向極性振幅不得超過第一峰值的50%。根據該限值,附錄中給出了沖擊發生器的電容器選擇和波形調整指南。
波前時間1.2±30%μS半峰時間50±20%μS然而,在對特高壓、大容量變壓器和換流變壓器進行雷電沖擊試驗時,由于試驗對象入口處的高電壓水平和大電容,波前時間通常難以滿足上述試驗標準的要求;雖然在標準中超調量小于5%的情況下也允許有較長的波前時間,但測試波形應盡可能接近標準雷電沖擊波形,變壓器測試對象的絕緣水平評估應更加嚴格。
測試電路分析表明,雷電沖擊測試的主要設備是沖擊電壓發生器、電容分壓器和沖擊測量系統。脈沖電壓發生器利用電容器的并聯充電和串聯放電來獲得高壓雷電脈沖波形。