電力系統(tǒng)中的高壓電氣設(shè)備在投入運行之前需要進(jìn)行沖擊電壓試驗來檢驗其在過電壓作用下的絕緣性能。 [1] 隨著電力科技的發(fā)展,需要進(jìn)行沖擊電壓試驗的試品種類日益增多。沖擊電壓發(fā)生器是一種產(chǎn)生雷電沖擊電壓波及操作過電壓波等脈沖波的高電壓發(fā)生裝置,是高壓試驗室的基本試驗設(shè)備。
沖擊電壓發(fā)生器通常都采用Marx回路，如圖1所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時,因保護(hù)電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅保護(hù)了整流設(shè)備,而且還能各級電容充電比較均勻。在第1級中g(shù)0為點火球隙，由點火脈沖起動；其他各級中g(shù)為中間球隙,它們調(diào)整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起控制開關(guān)的作用,當(dāng)它們都動作后,所有級電容C 就通過各級的波頭電阻Rf串聯(lián)起來,并向負(fù)荷電容C0充電。此時,串聯(lián)后的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發(fā)生器回路的級數(shù)。由于C0較小，很快就充滿電,隨后它將與級電容C一起通過各級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負(fù)荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內(nèi),因充電電阻R 遠(yuǎn)大于Rf和Rt,因而它們起著各級之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發(fā)生器利用多級電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來產(chǎn)生所需的電壓，其波形可由改變Rf和Rt的阻值進(jìn)行調(diào)整, 幅值由充電電壓V 來調(diào)節(jié)，極性可通過倒換硅堆D兩極來改變。
沖擊電壓發(fā)生器動作時的等值電路如圖2所示。圖中C1為主電容，又稱沖擊電容，它相當(dāng)于各級串聯(lián)后的總電容,即;C2為負(fù)荷電容,即C2=C0，它包括調(diào)波電容、試品電容、測量設(shè)備（分壓器）電容及聯(lián)線等寄生電容;G 代表控制放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻,它們相當(dāng)于各級rf和rt的總和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1為充電電壓,它相當(dāng)于各級串聯(lián)后的總電壓，即U1=nV；U2為輸出電壓,即所需的沖擊電壓。此等值電路相當(dāng)于單級沖擊電壓發(fā)生器的電路。根據(jù)電路分析，輸出電壓U2(t)為一雙指數(shù)函數(shù) τ1>>τ2 參考此分析解，并根據(jù)實際經(jīng)驗，沖擊電壓波形參數(shù)可按下式作近似估計：波前時間 半峰值時間 T2≈0.69Rt(C1+C2)
沖擊試驗裝置主要由：發(fā)生器本體、截波、分壓器、四組件控制臺（控制臺分為微機(jī)型和普通型）、數(shù)字化波形記錄系統(tǒng)等組成。
雷電波沖擊電流發(fā)生器是一種產(chǎn)生模擬雷電流波形的沖擊電流發(fā)生器。由于電流發(fā)生沖擊器波形、大電流、功能組合和試品種類等都有所不同，所以設(shè)備結(jié)構(gòu)都有所不同，一般小型的為臺式儀器，中型為柜式，大型為分體式。
雷電波沖擊電流發(fā)生器是一種產(chǎn)生模擬雷電流波形的沖擊電流發(fā)生器。其工作過程是：先由變壓器經(jīng)硅堆向電容器組充電，當(dāng)充電電壓達(dá)預(yù)定值時，火花間隙被觸發(fā)，電容經(jīng)回路總電感和總電阻放電。當(dāng)電阻大于或等于臨界阻尼值時，在回路中產(chǎn)生單向的沖擊電流波。當(dāng)電阻小于臨界阻尼值時，則產(chǎn)生振蕩沖擊電流波。
沖擊電流幅值的大小與回路參數(shù)有關(guān)，在相同的電容值與充電電壓時，電感值越小，電流幅值就越大。為了獲得盡可能大的電流，通常要選用電感值小的脈沖電容器，并在布置主電容器時連接線的總長度應(yīng)盡可能短，使回路總電感值盡可能減小 。
由于電流發(fā)生沖擊器波形、大電流、功能組合和試品種類等都有所不同，所以設(shè)備結(jié)構(gòu)都有所不同，一般小型的為臺式儀器，中型為柜式，大型為分體式。
雷電沖擊波通常指的是直擊雷或者是感應(yīng)雷，在架空線路或者是上空中金屬管道上面產(chǎn)生沖擊波，而這樣的沖擊波基本上是沿著線路兩個方向或者是沿管道進(jìn)行傳遞。而雷電沖擊波在架空線路當(dāng)中傳播的速度約為 300m/μs，而在電纜當(dāng)中的傳播速度大約為 150m/μs，每一類型的沖擊波的波形相差非常大。如果進(jìn)行耐壓試驗的時候，波頭為（1.5±0.2）μs，波長為（40±4）μs，其峰值電壓應(yīng)該取400~4800kV。在電力變壓器雷電沖擊試驗中有各種各樣的故障，為了樣品的絕緣質(zhì)量，其性質(zhì)不能發(fā)生一點損壞，一般情況下，可以通過記錄顯示外加的電壓波形圖及其示傷電阻的電流而進(jìn)行判斷分析。 發(fā)生雷電沖擊試驗的時候，通過示傷電阻可以得到電流的波形，通過分壓器來可以得到?jīng)_擊電壓的波形，故障判斷通常采用，50%的電壓和50%的電流波形與在全電壓情況下進(jìn)行詳細(xì)對比，一般通過以下方法，假設(shè)正常的波形電壓達(dá)到了50%，經(jīng)過對重合程度的對比就可以知道變壓器是否發(fā)生了損壞。
所屬分類：電工電氣/防雷電技術(shù)設(shè)備
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