電抗器(變壓器)的雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)導(dǎo)則(2) 電抗器(變壓器)的雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)導(dǎo)則(2)
下列參數(shù)對沖擊電壓波形有影響：
a.試品的等值電容Ct和等值電感Lt；就一臺試品而言，在某一波形下Ct基本上是一固定值，至于Lt隨試品端子接線不同而不同，詳見6.1，6.3，7.2.1，7.3.1及附錄A。
b.沖擊電壓發(fā)生器電容Cg；
c.調(diào)波元件Rsi，Rse,Rp,CL及分壓器阻抗Z1；
d.沖擊電壓發(fā)生器和整個(gè)試驗(yàn)電路的寄生電感和雜散電容；
e.截?cái)嗖ㄑb置；
視在波前時(shí)間T1，主要決定于Cg、Ct、Rsi、Rse、CL等參數(shù)。視在半值時(shí)間T2，主要決定于Lt、Cg、Rp等參數(shù)，但如Lt太小，Rsi+Rse對T2也有明顯的影響。至于操作波T2詳見第7章。雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)用的設(shè)備，基本上是一樣的，只是元件的參數(shù)不同，如電阻值和電容值不相同，此外，還有試驗(yàn)時(shí)試品端子接線不同。沖擊電壓發(fā)生器的輸出電壓，由試品的試驗(yàn)電壓決定，所需要的能量主要由試品的阻抗決定。
為了滿足雷電沖擊和操作沖擊試驗(yàn)的不同要求，一套設(shè)備必須有幾種不同參數(shù)的Rsi、Rse、Rp和CL。操作沖擊試驗(yàn)需要高值的Rsi，和(或)CL，這將使發(fā)生器輸出效率明顯的降低。關(guān)于波形調(diào)節(jié)原理的簡要說明可參見附錄A。
試驗(yàn)設(shè)備、試品、高壓引線，連接電纜以及接地線等布置要考慮到試驗(yàn)室空間的限制，特別是各種結(jié)構(gòu)的鄰近效應(yīng)。由于沖擊試驗(yàn)時(shí)沖擊電壓和沖擊電流幅值很大并且變化率又很高，再者接地系統(tǒng)的阻抗并不是理想的無限小的值，因此，不能認(rèn)為整個(gè)接地系統(tǒng)都處在零電位。不同接地點(diǎn)的電位將有明顯的差異，故選擇一個(gè)合適的“參考接地點(diǎn)”是非常重要的。
試品和沖擊電壓發(fā)生器之間的電流回線應(yīng)是低阻抗的，并且此電流回線應(yīng)與接地系統(tǒng)牢固地接在一起，最好在試品附近處的接地點(diǎn)接地，此接地點(diǎn)便認(rèn)為是“參考接地點(diǎn)”，所有接地線均應(yīng)是低阻抗的導(dǎo)線，參見GB311.5—83。
電壓測量電路應(yīng)從試品加壓端子上直接引出，引線應(yīng)盡可能的短，并且是一個(gè)只有測量電流流過的單獨(dú)的支路，它應(yīng)與上述“參考接地點(diǎn)”連接良好，電壓測量支路的電流和通過試驗(yàn)繞組的電流相比應(yīng)是很小的。在操作沖擊試驗(yàn)中，沖擊電壓和沖擊電流的變化率比雷電沖擊試驗(yàn)時(shí)要小的多，并且通常又無截波試驗(yàn)要求，因此試驗(yàn)電路周圍和“參考接地點(diǎn)”的電位梯度均明顯降低，危險(xiǎn)性較小。但仍建議按雷電沖擊試驗(yàn)的接地方式接地。
5、測量系統(tǒng)及校正
測量裝置應(yīng)按GB 311.5—85標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行校驗(yàn)；至于測量系統(tǒng)及其校正，本導(dǎo)則不再提出任何新的建議。試驗(yàn)前，應(yīng)對試驗(yàn)電路和測量系統(tǒng)進(jìn)行全面的檢查；此時(shí)施加電壓值可在額定耐受試驗(yàn)電壓的50%以下，檢查時(shí)，電壓值可用球隙放電或用其它已經(jīng)檢驗(yàn)合格的測量系統(tǒng)進(jìn)行比較來決定。當(dāng)用球隙測量電壓時(shí)，只能做為檢查性的工作，不能做為測量系統(tǒng)的定期校正工作。檢查完畢，除拆除檢查用的各種裝置外，試驗(yàn)電路和測量系統(tǒng)均不得變動(dòng)。關(guān)于分壓器的型式及其使用方法、準(zhǔn)確度、校正和檢查等，詳見GB311.4—83和GB 311.5—83中的有關(guān)規(guī)定。
6、雷電沖擊波試驗(yàn)
在大型電抗器(變壓器)的雷電沖擊全波試驗(yàn)中，由于其繞組的等值電感小和(或)等值電容大，往往不可能得到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)波形，此時(shí)應(yīng)允許波形有更大的偏差。視在波前時(shí)間，由于變壓器沖擊入口電容是一個(gè)常數(shù)，故為得到符合要求的T1，只能減少串聯(lián)制動(dòng)電阻，另外，因?yàn)樵O(shè)備本身和試驗(yàn)回路中存在著一定數(shù)量的寄生電感，若串聯(lián)制動(dòng)電阻值過小，將使波形的波前部分產(chǎn)生嚴(yán)重的振蕩，按GB 311.3—83規(guī)定，振蕩(或過沖)幅值不應(yīng)大于施加電壓峰值的5%，這樣就使串聯(lián)制動(dòng)電阻的阻值不能太�。粡亩鴽Q定了波形的T1值。
若想得到標(biāo)準(zhǔn)的T1值，往往振蕩(或過沖)幅值超限，若保證振蕩(過沖)幅值，將使T1值超限，因此必須兩者同時(shí)兼顧。一般地說，在振蕩(過沖)幅值不超過施加電壓峰值10%的前提下，應(yīng)盡量的縮短T1值。
對于大型電力變壓器，尤其是低壓或中壓繞組的沖擊試驗(yàn)T2往往達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限，增加T2時(shí)間的辦法，通常是增加Cg和Rp，但Cg由試驗(yàn)設(shè)備而定。當(dāng)Lt過小時(shí)，Rp增加到一定數(shù)值后則基本上不起調(diào)節(jié)作用。另外可以改變試品本身的接線以增加其阻抗，盡量拉長T2值。如：
a.非試?yán)@組的高壓端子經(jīng)制動(dòng)電阻接地，這將使試品的被試?yán)@組的有效電感顯著增大；但必須保證非試?yán)@組端子上的電壓不超過該繞組的額定耐受電壓的75%。
b.自耦變壓器被試?yán)@組的非試端子(接地端除外)，可以通過小于400Ω的電阻接地，但應(yīng)保證非試端子上的電壓不超過本身額定耐受電壓的75%。
c.當(dāng)被試?yán)@組是全絕緣或三角形聯(lián)結(jié)繞組時(shí)，被試?yán)@組的非試端子，允許通過小于500Ω的制動(dòng)電阻接地，但應(yīng)保證非試端子上的電壓不超過本身額定耐受電壓的75%。
當(dāng)試品電感太小和(或)發(fā)生器的電容較小，以至波尾呈現(xiàn)振蕩時(shí)及極性電壓峰值不應(yīng)超過施加電壓峰值的50%。根據(jù)這個(gè)原則，關(guān)于發(fā)生器電容值的選擇及波形調(diào)節(jié)準(zhǔn)則，可參見附錄A。
當(dāng)由高壓端加壓時(shí)，加壓端應(yīng)為標(biāo)準(zhǔn)波形，中性點(diǎn)端只考慮電壓，不要求波形。當(dāng)中性點(diǎn)直接加壓時(shí)，允許T1≤13μs。為保證T2值，允許高壓端經(jīng)電阻接地。當(dāng)中性點(diǎn)未引出時(shí)，三相入波也可參照上述原則。
不同的TC (定義見GB 311.3—83)，由于繞組具體結(jié)構(gòu)及其布置不同，將在繞組的不同部位處產(chǎn)生不同持續(xù)時(shí)間和幅值的電壓，因此，不可能對變壓器或電抗器規(guī)定一個(gè)嚴(yán)格的截?cái)鄷r(shí)間，只要求在2～5μs之內(nèi)即可。
電壓過零系數(shù)(定義見GB 311.3—83)和電壓驟降陡度過零系數(shù)和電壓驟降陡度，是由截?cái)嚯娐返牟贾煤碗娐分懈髟膮?shù)決定的。滿足過零系數(shù)不大于0.3，截?cái)嚯娐凡粦?yīng)另加任何阻抗。當(dāng)過零系數(shù)大于0.3時(shí)，允許截?cái)嚯娐方尤敫郊幼杩筞C(參見圖2)把過零系數(shù)限制在0.25～0.35范圍內(nèi)。應(yīng)盡量縮短截?cái)嘌b置和加壓端子連接線的長度，以便得到更短的截?cái)喑掷m(xù)時(shí)間，增大電壓驟降陡度，這樣才能嚴(yán)格的考驗(yàn)試品。
圖3 雷電沖擊試驗(yàn)中的端子接線和故障探測方法
a—中性點(diǎn)電流；b—電容傳遞電流；c—油箱電流；d—傳遞電壓
變壓器雷電沖擊試驗(yàn)時(shí)，試品端子接線，在GB 1094.3—85中已有較詳細(xì)的敘述，至于電抗器則可參見關(guān)于電抗器的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。通常非試?yán)@組所有端子及被試?yán)@組的非試端子，均應(yīng)接地。但是，為了改善半值時(shí)間T2，有時(shí)則采用特殊接線(參見本導(dǎo)則第4章和6.1條)。
當(dāng)分接繞組，繞組的某一部分或增壓變壓器的串聯(lián)繞組是用避雷器保護(hù)時(shí)，在試驗(yàn)時(shí)，建議用電阻代替避雷器，電阻值的大小應(yīng)使制動(dòng)電阻上的電壓值與避雷器保護(hù)水平相接近。試品的接地方式，主要由所采用的故障探測方法決定。通常是采用記錄施加電壓和下述瞬變現(xiàn)象的波形圖來探測故障，參見圖3，一般地說，在正常試驗(yàn)中只需記錄施加電壓波形和其中任一個(gè)瞬變現(xiàn)象波形。
a.中性點(diǎn)電流，即通過被試?yán)@組的電流，由被試?yán)@組的接地端引出；
b.電容傳遞電流：即傳遞到鄰近繞組的電流；
c.油箱電流：即傳遞到油箱上的電流；
d.傳遞到非試?yán)@組上的電壓。
a 、b.和c.的總和稱為“線電流”。電抗器試驗(yàn)時(shí)，方法b.和方法d.是不適用的；方法c.因靈敏度比其它方法低，僅作為一種輔助的瞬變現(xiàn)象記錄方法。 |
