冲击电压发生器在高电压试验中的应用

绝缘材料的雷电过电压耐受性能试验

通过人工模拟雷电流波形和峰值以检验电工设备绝缘耐受雷电冲击电压的能力。根据雷闪放电的实测结果，认为雷电波波形是波头长几微秒、波尾长几十微秒的单极性双指数曲线。大多数雷为负极性。世界各国的国家标准都把标准雷电冲击波标定为：视在波头时间=1.2μs,又称波头时间;视在半波峰值时间7=50μs，又称波尾时间。

实际试验装置产生的电压峰值和波形与标准波之间的容许偏差为：峰值，士3%;波头时间，士30%;半波峰值时间，士20%；通常把标准雷电波形表示成1.250us。

雷电冲击试验电压由冲击电压发生器产生。冲击电压发生器的多个电容器由并联转串联是通过许多点火球隙实现的，即控制点火球隙使它放电时把多个电容器串联起来。受试设备上的电压上升速度和经过峰值后电压下降的快慢，可以通过电容电路中的电阻值调节。影响波头的电阻称为波头电阻，影响波尾的电阻称为波尾电阻。

试验时，通过改变波头电阻和波尾电阻的阻值，获得标准冲击电压波的预定波头时间和半波峰值时间。改变整流电源输出电压的极性和幅值，就可以获得所需要的冲击电压波的极性和峰值。由此可以实现从几十万伏到几百万伏，甚至千万伏的冲击电压发生器。中国自己设计安装的冲击电压发生器的最高电压为6000kV。

雷电冲击电压试验内容包括4项

击耐电压试验：通常用于非自恢复绝缘，如变压器、电抗器等的绝缘，目的是检验这些设备能否耐受绝缘等级所规定的电压。

50%冲击闪络试验：通常以自恢复绝缘如绝缘子、空气间隙等为对象,目的是要确定闪络概率为50%的电压值U50%。有了这个电压值与闪络值间的标准偏差,还可确定其他闪络概率,如5%的闪络电压值，一般把U5%作为耐受电压。

击穿试验：目的是确定绝缘的实际强度。主要在电工设备制造厂进行。

电压时间曲线试验(伏秒曲线试验)：电压时间曲线是表示施加电压到绝缘破坏(或瓷绝缘闪络)与时间之间的关系。伏秒曲线(Vt曲线)可为考虑变压器等被保护设备与避雷器等保护设备间的绝缘配合提供依据。

绝缘材料的操作过电压耐受性能试验

操作冲击过电压试验通过人工模拟电力系统操作冲击过电压波形，检验电工设备绝缘耐受操作冲击电压的能力。电力系统中存在的操作过电压的波形和峰值类型很多，与线路参数和系统状态有关。一般情况下是个衰减振荡波，频率从几十赫到几千赫，其幅值与系统电压有关，通常以相电压的若干倍来表示，最高可达最大相电压的3~4倍。操作冲击波比雷电冲击波作用时间长，对电力系统绝缘的影响也有所不同。220kV及以下的电力系统，可近似地用短时工频耐压试验来等效地检验设备绝缘在操作过电压下的情况。

330kV及以上的超高压、特高压系统和设备，操作过电压对绝缘的影响更大，不能再用短时工频电压试验来近似代替操作冲击电压试验。从试验数据看出，对 2以上的空气间隙，操作放电电压的非线性显著,即间隙距离加大时耐受电压增加缓慢,甚至还低于短时工频放电电压。所以必须模拟操作冲击电压对绝缘进行试验。

操作冲击过电压试验的内容包括5项：

操作冲击耐电压试验；

50%操作冲击闪络试验；

击穿试验；

电压时间曲线试验(伏-秒曲线试验)；

操作冲击电压波头曲线试验。

前4项试验与雷电冲击电压试验中的相应试验要求相同。第5项试验是操作冲击放电特性所要求的，因为长空气间隙在操作冲击波作用下的放电电压会随冲击波头而改变。在某一波头长度,如150us时，放电电压最低，此波头叫做临界波头。临界波头长度随间隙长度的增长而稍有增长。

绝缘材料的陡波冲击电压试验。
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