电抗器(变压器)的雷电冲击和操作冲击试验导则(2)

      电抗器(变压器)的雷电冲击和操作冲击试验导则(2)
      下列参数对冲击电压波形有影响：
      a.试品的等值电容Ct和等值电感Lt；就一台试品而言，在某一波形下Ct基本上是一固定值，至于Lt随试品端子接线不同而不同，详见6.1，6.3，7.2.1，7.3.1及附录A。
      b.冲击电压发生器电容Cg；
      c.调波元件Rsi，Rse,Rp,CL及分压器阻抗Z1；
      d.冲击电压发生器和整个试验电路的寄生电感和杂散电容；
      e.截断波装置；
   
      视在波前时间T1，主要决定于Cg、Ct、Rsi、Rse、CL等参数。视在半值时间T2，主要决定于Lt、Cg、Rp等参数，但如Lt太小，Rsi+Rse对T2也有明显的影响。至于操作波T2详见第7章。雷电冲击和操作冲击试验用的设备，基本上是一样的，只是元件的参数不同，如电阻值和电容值不相同，此外，还有试验时试品端子接线不同。冲击电压发生器的输出电压，由试品的试验电压决定，所需要的能量主要由试品的阻抗决定。
   
      为了满足雷电冲击和操作冲击试验的不同要求，一套设备必须有几种不同参数的Rsi、Rse、Rp和CL。操作冲击试验需要高值的Rsi，和(或)CL，这将使发生器输出效率明显的降低。关于波形调节原理的简要说明可参见附录A。
   
      试验设备、试品、高压引线，连接电缆以及接地线等布置要考虑到试验室空间的限制，特别是各种结构的邻近效应。由于冲击试验时冲击电压和冲击电流幅值很大并且变化率又很高，再者接地系统的阻抗并不是理想的无限小的值，因此，不能认为整个接地系统都处在零电位。不同接地点的电位将有明显的差异，故选择一个合适的“参考接地点”是非常重要的。
   
      试品和冲击电压发生器之间的电流回线应是低阻抗的，并且此电流回线应与接地系统牢固地接在一起，最好在试品附近处的接地点接地，此接地点便认为是“参考接地点”，所有接地线均应是低阻抗的导线，参见GB311.5—83。
   
      电压测量电路应从试品加压端子上直接引出，引线应尽可能的短，并且是一个只有测量电流流过的单独的支路，它应与上述“参考接地点”连接良好，电压测量支路的电流和通过试验绕组的电流相比应是很小的。在操作冲击试验中，冲击电压和冲击电流的变化率比雷电冲击试验时要小的多，并且通常又无截波试验要求，因此试验电路周围和“参考接地点”的电位梯度均明显降低，危险性较小。但仍建议按雷电冲击试验的接地方式接地。
   
      5、测量系统及校正
      测量装置应按GB 311.5—85标准要求进行校验；至于测量系统及其校正，本导则不再提出任何新的建议。试验前，应对试验电路和测量系统进行全面的检查；此时施加电压值可在额定耐受试验电压的50%以下，检查时，电压值可用球隙放电或用其它已经检验合格的测量系统进行比较来决定。当用球隙测量电压时，只能做为检查性的工作，不能做为测量系统的定期校正工作。检查完毕，除拆除检查用的各种装置外，试验电路和测量系统均不得变动。关于分压器的型式及其使用方法、准确度、校正和检查等，详见GB311.4—83和GB 311.5—83中的有关规定。
   
      6、雷电冲击波试验
      在大型电抗器(变压器)的雷电冲击全波试验中，由于其绕组的等值电感小和(或)等值电容大，往往不可能得到规定的标准波形，此时应允许波形有更大的偏差。视在波前时间，由于变压器冲击入口电容是一个常数，故为得到符合要求的T1，只能减少串联制动电阻，另外，因为设备本身和试验回路中存在着一定数量的寄生电感，若串联制动电阻值过小，将使波形的波前部分产生严重的振荡，按GB 311.3—83规定，振荡(或过冲)幅值不应大于施加电压峰值的5%，这样就使串联制动电阻的阻值不能太小；从而决定了波形的T1值。
   
      若想得到标准的T1值，往往振荡(或过冲)幅值超限，若保证振荡(过冲)幅值，将使T1值超限，因此必须两者同时兼顾。一般地说，在振荡(过冲)幅值不超过施加电压峰值10%的前提下，应尽量的缩短T1值。

      对于大型电力变压器，尤其是低压或中压绕组的冲击试验T2往往达不到标准规定的下限，增加T2时间的办法，通常是增加Cg和Rp，但Cg由试验设备而定。当Lt过小时，Rp增加到一定数值后则基本上不起调节作用。另外可以改变试品本身的接线以增加其阻抗，尽量拉长T2值。如：
   
      a.非试绕组的高压端子经制动电阻接地，这将使试品的被试绕组的有效电感显著增大；但必须保证非试绕组端子上的电压不超过该绕组的额定耐受电压的75%。
      b.自耦变压器被试绕组的非试端子(接地端除外)，可以通过小于400Ω的电阻接地，但应保证非试端子上的电压不超过本身额定耐受电压的75%。
      c.当被试绕组是全绝缘或三角形联结绕组时，被试绕组的非试端子，允许通过小于500Ω的制动电阻接地，但应保证非试端子上的电压不超过本身额定耐受电压的75%。
  
      当试品电感太小和(或)发生器的电容较小，以至波尾呈现振荡时及极性电压峰值不应超过施加电压峰值的50%。根据这个原则，关于发生器电容值的选择及波形调节准则，可参见附录A。

      当由高压端加压时，加压端应为标准波形，中性点端只考虑电压，不要求波形。当中性点直接加压时，允许T1≤13μs。为保证T2值，允许高压端经电阻接地。当中性点未引出时，三相入波也可参照上述原则。

      不同的TC (定义见GB 311.3—83)，由于绕组具体结构及其布置不同，将在绕组的不同部位处产生不同持续时间和幅值的电压，因此，不可能对变压器或电抗器规定一个严格的截断时间，只要求在2～5μs之内即可。

      电压过零系数(定义见GB 311.3—83)和电压骤降陡度过零系数和电压骤降陡度，是由截断电路的布置和电路中各元件的参数决定的。满足过零系数不大于0.3，截断电路不应另加任何阻抗。当过零系数大于0.3时，允许截断电路接入附加阻抗ZC(参见图2)把过零系数限制在0.25～0.35范围内。应尽量缩短截断装置和加压端子连接线的长度，以便得到更短的截断持续时间，增大电压骤降陡度，这样才能严格的考验试品。

                                                              图3  雷电冲击试验中的端子接线和故障探测方法
       a—中性点电流；b—电容传递电流；c—油箱电流；d—传递电压
 
      变压器雷电冲击试验时，试品端子接线，在GB 1094.3—85中已有较详细的叙述，至于电抗器则可参见关于电抗器的相应标准中的规定。通常非试绕组所有端子及被试绕组的非试端子，均应接地。但是，为了改善半值时间T2，有时则采用特殊接线(参见本导则第4章和6.1条)。
   
      当分接绕组，绕组的某一部分或增压变压器的串联绕组是用避雷器保护时，在试验时，建议用电阻代替避雷器，电阻值的大小应使制动电阻上的电压值与避雷器保护水平相接近。试品的接地方式，主要由所采用的故障探测方法决定。通常是采用记录施加电压和下述瞬变现象的波形图来探测故障，参见图3，一般地说，在正常试验中只需记录施加电压波形和其中任一个瞬变现象波形。
  
      a.中性点电流，即通过被试绕组的电流，由被试绕组的接地端引出；
      b.电容传递电流：即传递到邻近绕组的电流；
      c.油箱电流：即传递到油箱上的电流；
      d.传递到非试绕组上的电压。
      a 、b.和c.的总和称为“线电流”。电抗器试验时，方法b.和方法d.是不适用的；方法c.因灵敏度比其它方法低，仅作为一种辅助的瞬变现象记录方法。