電力系統(tǒng)中的高壓電氣設(shè)備在投入運(yùn)行之前需要進(jìn)行沖擊電壓試驗(yàn)來檢驗(yàn)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(yàn)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(yàn)室的基本試驗(yàn)設(shè)備。
沖擊試驗(yàn)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。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。
沖擊電流試驗(yàn)設(shè)備是指模擬雷電流或操作波電流的試驗(yàn)裝置。主要用來檢驗(yàn)避雷器的殘壓和沖擊電流耐受能力,也可用來檢驗(yàn)其他電力設(shè)備、材料在沖擊電流作用下的性能,測定接地裝置的沖擊接地阻抗等。沖擊電流發(fā)生器主要有雷電波和矩形波兩種。
在進(jìn)行變壓器雷電沖擊試驗(yàn)以后,還會進(jìn)行工頻耐壓、倍頻感應(yīng)、局部放電、空載等試驗(yàn)項(xiàng)目,然而對于這些試驗(yàn)項(xiàng)目來講,只是作為了一種輔助辦法。 由于變壓器在工頻耐壓、感應(yīng)以及雷電沖擊作用下的絕緣特性有著非常大的差異,在某個地方發(fā)生了故障,梯度和沖擊電位會非常高,其它試驗(yàn)試很難發(fā)現(xiàn),并且沖擊電壓截波的電位是不一樣的,而全波的繞組電位梯度也是不一樣的,并且電位的分布也是不一樣的,截波和全波基本上都是運(yùn)用了各自范圍試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析判斷。
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(diǎn)火球隙,由點(diǎn)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。