雷電沖擊電壓測試的應用及特點

雷電沖擊電壓測試的應用及特點

控制系統技術參數

• 充電電壓：整定范圍 0~100.0kV

工作范圍 20.0~100.0kV

整定偏差 ≤±1%

不穩定度 ≤±1%

整定分辨 0.1kV

• 充電時間：整定范圍 30~180s

整定分辨 1s

報警時延 2s

• 加壓次數：整定范圍 1~999
• 保護設定：過流保護值 可設定

過壓保護值 可設定

動態充電保護 可選擇

靜態充電保護 可設定

• 觸發脈沖 大于15kV，上升時間小于100ns，極性可切換
• 輸出沖擊穩定性： 大于99%

3、控制系統主要測控功能如下：

測量顯示量：

直流充電電壓

變壓器原邊電流

發生器本體球隙距離

狀態顯示量：

主電源接觸器的合切狀態

接地裝置的投切狀態

發生器球隙的觸發狀態

發生器充電電壓極性狀態

控制：

控制功能具有手動、自動和程序控制功能，各層次功能相對獨立。

采用可控硅調壓方式，具有充電電壓反饋測量系統。

點火球隙及截波球隙距離可手動及自動調整，并在液晶面板上顯示。

具有可調時延的截波觸發脈沖，并

注： 1、 高壓引線可使用裸銅線，連接時應注意保留足夠的絕緣距離；

 2、 接地線醉好使用寬銅箔，寬度150mm。

 3、 測量電纜使用規定阻抗的射頻同軸電纜。

 接線原理圖如下：

    3、絕緣子陡波沖擊電壓試驗的設備布局及接線說明：

適用試品：陶瓷單片絕緣子、玻璃單片絕緣子

注： 1、 高壓引線好使用寬銅箔，寬度150mm。連接時應注意保

足夠的絕緣距離；

 2、 接地線好使用寬銅箔，寬度150mm。

 3、 測量電纜使用規定阻抗的射頻同軸電纜。

接線原理圖如下：

二、沖擊電壓試驗原理及程序

沖擊電壓是單次瞬態過程，因此沖擊電壓試驗對電壓幅值、電壓波形及電壓次數三個試驗量有不同的要求。

1、電壓幅值

對于不同的試品和不同的試驗要求，應該施加相應的沖擊電壓幅值。通過控制沖擊電壓發生器的充電電壓可以調節沖擊電壓的幅值，這是容易理解的。需要注意的是，沖擊電壓幅值與充電電壓之間的對應關系為：

UP = UC * n * η

UP ：沖擊電壓幅值

UC：沖擊電壓發生器充電電壓（每級）

n ：沖擊電壓發生器使用的級數

η：沖擊電壓發生器的效率

2、電壓波形：

沖擊電壓試驗常用到的波形有標準雷電沖擊波形、 波尾截斷的標準雷電沖擊波形、標準操作沖擊波形、陡波波形及其他特殊要求的波形。對于波形參數的定義可參考GB/T16927《高電壓試驗技術》的規定。

 這里需要特別提出的是，沖擊電壓試驗回路的輸出波形與試品、試驗設備的部件接入及周圍接地體的距離都有密切關系，因此沖擊試驗的難點及大部分工作也就是調波工作。能否獲得滿足標準要求的沖擊波形是沖擊試驗的關鍵。

通常指的波形調節就是調節沖擊波形的波頭時間和波尾時間，對于截波試驗還要求調節截斷時間，對于陡波試驗則要求調節波形的陡度。

以電容負載為例說明調波的步驟： 初選調波電阻值：

要得到所需的沖擊波形，需調節波頭、波尾電阻，因影響因素很多，其阻值難于事前確定，可用下式初定選取：

式中：—波頭電阻阻值kW

—波尾電阻值W

—本體沖擊電容mF

—負荷電容mF，包括試品入口電容，沖擊分壓器電容、各寄生電容

—沖擊波頭時間ms

—沖擊波尾時間ms

調節沖擊波形、確定效率：

接入初選的調波電阻、被試品、沖擊分壓器，用發生器產生約0.6倍試驗電壓值的沖擊電壓，調節電阻使沖擊波形達到要求。用示波器拍攝波形，求得效率，確定正式試驗時的充電電壓值。

實際上，對于不同的被試品，特別是小電感負載，發生器的調波非常復雜，可能需要改變發生器本體的連接方式，采用多級并聯再串聯等連線方式。因此需要在實際使用中積累經驗。

3、電壓次數：

在確定了電壓幅值和電壓波形后，剩下的工作就是要根據需要確定施加電壓的次數。應該注意的是，沖擊電壓波形有正負極性，應該明確各極性下的加壓次數。還應該考慮每次施加電壓的間隔時間。