何发武副教授城市轨道交通高电压设备测试课件.ppt

**户内冲击电压发生器及截波装置****2250kV(3×750kV)工频高压串级装置*进行中的冲击放电试验冲击电压的测量球隙测电压峰值分压器配用示波器、峰值电压表、数字记录仪等分压器类型：电阻型、电容型、阻容并联型、阻容串联型*7.3.冲击电压发生器使用1.准备工作2.接线3调波方法**主讲人：何发武（副教授）《城市轨道交通高电压设备测试》3.7冲击耐压试验*一般用冲击高压试验来检验高压电气设备的雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。?冲击高压试验可分为雷电冲击高压试验和操作冲击高压试验，雷电冲击高压试验操作冲击高压试验*1）雷电冲击高压试验 雷电冲击耐压考验电力设备承受雷电过电压的能力。只在制造厂进行本项试验，因为试验会造成绝缘的积累效应，所以在规定的试验电压下只施加3次冲击。国家标准规定额定电压≥220kV，容量≥120MVA的变压器出厂时应进行本项试验。电力系统中的绝缘预防性试验，不进行本项试验。对主绝缘耐受雷电过电压的能力，由交流耐压试验等值地承担*2）操作冲击高压试验 ≥330kV电力设备的出厂试验应进行本项试验。在电力系统现场进行各个电压等级变压器的耐压试验时，可采用操作冲击感应耐压方式来取代工频耐压试验。由于利用被试变压器自身的电磁感应作用来升高电压，所以冲击电源装置电压较低，装备比较简单。而且试验本身不会在绝缘中产生残留性损伤*7.1.冲击电压波形冲击电压波形冲击电压发生器原理冲击电压发生器结构冲击电压测量**a、雷电冲击电压波国标规定：冲击电压波形*b、操作冲击电压波国标规定：*冲击电压的一般表达式：u2=U1[exp（-t/τ1）-exp（-t/τ2）]时间常数：τ1和τ21.2/50μs的雷电波：τ1＞＞τ2*u2由两个指数分量相加构成波前时间Tf由较小的时间常数τ2决定；半峰值时间Tt由相对大得多的时间常数τ1决定 在t1时：u2=0.3U2m 在t2时：u2=0.9U2m∴0.3U2m≈U2m[1-exp（-t1/τ2）]，即exp（-t1/τ2）≈0.7 0.9U2m≈U2m[1-exp（-t2/τ2）]，即exp（-t2/τ2）≈0.1 可得t2－t1≈τ2?n7*Tf=(t2－t1)/(0.9－0.3)≈τ2?n7/0.6≈3.24τ2≈3.24RfC2 求Tf时，近似认为exp（－t/τ1）随时间t几乎不变，设其值恒定为1。即u2≈U1[1－exp（－t/τ2）]，其中充电时间常数τ2=RfC2U1RfC2等值电路 求Tt时，仍然考虑τ1＞＞τ2，到达Tt时，双指数分量中的exp（－t/τ2）已衰减到接近零值。考虑到Tt＞＞Tf，不计及Tf的影响 u2≈U1exp（－t/τ1）其中放电时间常数τ1=RtC1 U2m/2≈U2mexp（－Tt/τ1） 故Tt=τ1?n2≈0.69τ1≈0.69RtC1*标准波定义C1U1Rt等值电路波头的形成：放电电阻Rt→∞，球隙g0放电后，电压u2上升。Tf=3.24RfC1C2/（C1＋C2）因C1＞＞C2，Tf≈3.24RfC2波尾的形成：电压u2到达峰值U2m后，电容C1和C2一起经过电阻Rt放电。因一般C1＞＞C2，放电快慢主要决定于C1Tt＝0.69Rt(C1＋C2)≈0.69RtC1*C2上电压u2的波形波前波尾*7.2.多级冲击电压发生器 冲击电压发生器概念：冲击电压发生器由一组并联的储能高压电容器，自直流高压源充电几十秒钟后，通过铜球突然经电阻串联放电，在试品上形成陡峭上升前沿的冲击电压波形。冲击波持续时间以微秒计，电压峰值一般为几十kV至几MV 发明人：产生较高电压的冲击发生器多级回路，首先由德国人E.马克思（E.Marx）提出，为此他于1923年获得专利，被称为马克思回路**单级冲击电压发生器回路*回路1回路2由于受到硅堆和电容器额定电压的限制，单级冲击电压发生器的最高电压不超过200~300kV。正极性冲击电压负极性冲击电压多级冲击电压发生器回路*T：供电高压变压器；D：整流用高压硅堆；r：保护电阻；R：充电电阻；rd:每级的阻尼电阻；C：每级的主电容；Cs：每级相应点的对地杂散电容；g1：点火球隙；g2～g4：中间球隙；g0：隔离球隙； “电容器并联充电，而后串联放电” 电阻R的连接与隔离作用：在充电时起电路的连接作用；放电时则起隔离