郑州定制雷电冲击电压发生器标准

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。

冲击电流幅值的大小与回路参数有关，在相同的电容值与充电电压时，电感值越小，电流幅值就越大。为了获得尽可能大的电流，通常要选用电感值小的脉冲电容器，并在布置主电容器时连接线的总长度应尽可能短，使回路总电感值尽可能减小 。

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。

雷电冲击波通常指的是直击雷或者是感应雷，在架空线路或者是上空中金属管道上面产生冲击波，而这样的冲击波基本上是沿着线路两个方向或者是沿管道进行传递。而雷电冲击波在架空线路当中传播的速度约为 300m/μs，而在电缆当中的传播速度大约为 150m/μs，每一类型的冲击波的波形相差非常大。如果进行耐压试验的时候，波头为（1.5±0.2）μs，波长为（40±4）μs，其峰值电压应该取400~4800kV。在电力变压器雷电冲击试验中有各种各样的故障，为了样品的绝缘质量，其性质不能发生一点损坏，一般情况下，可以通过记录显示外加的电压波形图及其示伤电阻的电流而进行判断分析。
发生雷电冲击试验的时候，通过示伤电阻可以得到电流的波形，通过分压器来可以得到冲击电压的波形，故障判断通常采用，50%的电压和50%的电流波形与在全电压情况下进行详细对比，一般通过以下方法，假设正常的波形电压达到了50%，经过对重合程度的对比就可以知道变压器是否发生了损坏。

在进行变压器雷电冲击试验以后，还会进行工频耐压、倍频感应、局部放电、空载等试验项目，然而对于这些试验项目来讲，只是作为了一种辅助办法。
由于变压器在工频耐压、感应以及雷电冲击作用下的绝缘特性有着非常大的差异，在某个地方发生了故障，梯度和冲击电位会非常高，其它试验试很难发现，并且冲击电压截波的电位是不一样的，而全波的绕组电位梯度也是不一样的，并且电位的分布也是不一样的，截波和全波基本上都是运用了各自范围试验的结果进行分析判断。
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。