變壓器雷電沖擊試驗測量系統(tǒng)及波形
雷電沖擊發(fā)生器一般多采用多級沖擊電壓發(fā)生器多級沖擊電壓發(fā)生器的作用原理可以簡單概括為多級電容并聯(lián)充電,然后自動串聯(lián)起來放電,形成幅值很高的沖擊電壓波。人們習慣用沖擊能量(W)來表示沖擊發(fā)生器的負載能力。
對多級沖擊發(fā)生器單級充電電壓為U時,該沖擊發(fā)生器的標稱能量為:W=NCU2/2,N為沖擊發(fā)生器級數(shù)C為每級電容量單位取F,U為每級電壓單位取V則W的單位為J。一般考慮到?jīng)_擊發(fā)生器的效率試驗能力和設備的經(jīng)濟性,通常應選則沖擊電壓發(fā)生器的主電容與試品電容的比值滿足5<C1/C2<10的關系。
雷電沖擊的測量系統(tǒng)一般采用阻容式分壓器,3壓器精度小于1%,隨著計算機技術的發(fā)展測量儀器普遍采用數(shù)字式記憶示波器其測量誤差不大于1%,沖擊電壓測量系統(tǒng)的全波幅值的總不確定度在3%范圍內(nèi)。沖擊試驗還應注意的一點一旦產(chǎn)品發(fā)生擊穿,尤其截波試驗,沖擊電流流過接地電阻時會有較大壓降,壓降太大會使儀表擊穿,因此,必須注意接地電阻值不能高,一般規(guī)定在0.5歐以下。必要時,產(chǎn)品接地可與儀表接地分開。
變壓器容量較大時因電容量大而波形不能滿足時應將沖擊電壓發(fā)生器幾個級并聯(lián)運行。對變壓器中點進行沖擊試驗時因?qū)偃嗳氩?,電容量?但試驗電壓一般不高,應將沖擊電壓發(fā)生器幾個級并聯(lián)后加壓。全波電壓與截波電壓沿繞組不是均勻分布。
試驗時,除施加電壓的端子外,其它端子全部接地即高壓繞組中點、低壓繞組起末端都接地。在沖擊試驗時,低壓繞組中部對鐵心柱中部有沖擊感應電壓,如場強太高;在高壓繞組作沖擊試驗時,會發(fā)生低壓繞組對心柱的擊穿。當采用H--L--L--H或L--H--L結構時二個低壓繞組聯(lián)線處也會有沖擊感應電壓。設計時必需注意這些部位的沖擊耐受電壓。
變壓器沖擊試驗時,是否通過試驗或出現(xiàn)故障主要是根據(jù)所記錄的波形圖來判斷。而監(jiān)聽放電聲音及工頻復試等可作為輔助方法。變壓器沖擊試驗,主要檢測端子電壓及回路中各部份的電流,對取得的電壓及電流進行分析,即可判斷產(chǎn)品的絕緣狀況,此法是目前主要的應用方法。
變壓器試驗時若無內(nèi)部故障,只會聽到變壓器的放電聲。當有故障時,產(chǎn)品內(nèi)部或大或小的會有發(fā)悶的聲音,很容易與設備放電聲相區(qū)別,從我廠的沖擊故障來看,基本上每次故障都能聽到變壓器內(nèi)部有異常的聲音,注意鑒聽有助于故障的制斷。
雷電沖擊試驗變壓器是否合格判斷,主要依據(jù)是沖擊電壓入波波形和中性點示傷電流波形。記錄50%(降低電壓)和100%電壓下的波形,將波形直接對比來判斷變壓器是否通過試驗。為了更好的判斷變壓器絕緣情況,一般均要求記錄入波電壓、中性點電流、電容傳遞電流三個數(shù)值。入波電壓靈敏度較低,它主要指示主絕緣的對地方電(如波電壓波形出現(xiàn)截波),若為局部故障則反反映較弱或不能指示。而中性點電流和電容傳遞電流則可反映局部放電故障。根據(jù)故障不同性質(zhì),這兩種電流檢測會有不同的靈敏度和不同的波形變化。
幾種典型故障波形分析:
雷電沖擊線圈首端對地放電時,入波電壓波形出現(xiàn)截波截斷點電壓可以到零電位,中性點電流減小。線圈首端沿撐條放電對尾端擊穿,入波波形成截波狀但截波點不到零電位,中性點電流震蕩增大。線圈匝間擊穿放電,入波變化不是很大,中性點示傷電流很大,中性點電流增大很多。放電圖譜可參照《變壓器雷電沖擊和操作沖擊試驗》中的,電氣法故障檢測的實例分析。但是雷電沖擊試驗有時會出現(xiàn)地線打火和示傷線接觸不良,造成50%試驗電壓的示傷波形與100%試驗電壓下的示傷波形不一致,所以對雷電沖擊試驗波形分析要認真仔細。
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