電抗器(變壓器)的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則(2)

      電抗器(變壓器)的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則(2)
      下列參數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.沖擊電壓發生器電容Cg；
      c.調波元件Rsi，Rse,Rp,CL及分壓器阻抗Z1；
      d.沖擊電壓發生器和整個試驗電路的寄生電感和雜散電容；
      e.截斷波裝置；
   
      視在波前時間T1，主要決定于Cg、Ct、Rsi、Rse、CL等參數。視在半值時間T2，主要決定于Lt、Cg、Rp等參數，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用的設備，基本上是一樣的，只是元件的參數不同，如電阻值和電容值不相同，此外，還有試驗時試品端子接線不同。沖擊電壓發生器的輸出電壓，由試品的試驗電壓決定，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的不同要求，一套設備必須有幾種不同參數的Rsi、Rse、Rp和CL。操作沖擊試驗需要高值的Rsi，和(或)CL，這將使發生器輸出效率明顯的降低。關于波形調節原理的簡要說明可參見附錄A。
   
      試驗設備、試品、高壓引線，連接電纜以及接地線等布置要考慮到試驗室空間的限制，特別是各種結構的鄰近效應。由于沖擊試驗時沖擊電壓和沖擊電流幅值很大并且變化率又很高，再者接地系統的阻抗并不是理想的無限小的值，因此，不能認為整個接地系統都處在零電位。不同接地點的電位將有明顯的差異，故選擇一個合適的“參考接地點”是非常重要的。
   
      試品和沖擊電壓發生器之間的電流回線應是低阻抗的，并且此電流回線應與接地系統牢固地接在一起，最好在試品附近處的接地點接地，此接地點便認為是“參考接地點”，所有接地線均應是低阻抗的導線，參見GB311.5—83。
   
      電壓測量電路應從試品加壓端子上直接引出，引線應盡可能的短，并且是一個只有測量電流流過的單獨的支路，它應與上述“參考接地點”連接良好，電壓測量支路的電流和通過試驗繞組的電流相比應是很小的。在操作沖擊試驗中，沖擊電壓和沖擊電流的變化率比雷電沖擊試驗時要小的多，并且通常又無截波試驗要求，因此試驗電路周圍和“參考接地點”的電位梯度均明顯降低，危險性較小。但仍建議按雷電沖擊試驗的接地方式接地。
   
      5、測量系統及校正
      測量裝置應按GB 311.5—85標準要求進行校驗；至于測量系統及其校正，本導則不再提出任何新的建議。試驗前，應對試驗電路和測量系統進行全面的檢查；此時施加電壓值可在額定耐受試驗電壓的50%以下，檢查時，電壓值可用球隙放電或用其它已經檢驗合格的測量系統進行比較來決定。當用球隙測量電壓時，只能做為檢查性的工作，不能做為測量系統的定期校正工作。檢查完畢，除拆除檢查用的各種裝置外，試驗電路和測量系統均不得變動。關于分壓器的型式及其使用方法、準確度、校正和檢查等，詳見GB311.4—83和GB 311.5—83中的有關規定。
   
      6、雷電沖擊波試驗
      在大型電抗器(變壓器)的雷電沖擊全波試驗中，由于其繞組的等值電感小和(或)等值電容大，往往不可能得到規定的標準波形，此時應允許波形有更大的偏差。視在波前時間，由于變壓器沖擊入口電容是一個常數，故為得到符合要求的T1，只能減少串聯制動電阻，另外，因為設備本身和試驗回路中存在著一定數量的寄生電感，若串聯制動電阻值過小，將使波形的波前部分產生嚴重的振蕩，按GB 311.3—83規定，振蕩(或過沖)幅值不應大于施加電壓峰值的5%，這樣就使串聯制動電阻的阻值不能太小；從而決定了波形的T1值。
   
      若想得到標準的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T2往往達不到標準規定的下限，增加T2時間的辦法，通常是增加Cg和Rp，但Cg由試驗設備而定。當Lt過小時，Rp增加到一定數值后則基本上不起調節作用。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.非試繞組的高壓端子經制動電阻接地，這將使試品的被試繞組的有效電感顯著增大；但必須保證非試繞組端子上的電壓不超過該繞組的額定耐受電壓的75%。
      b.自耦變壓器被試繞組的非試端子(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.當被試繞組是全絕緣或三角形聯結繞組時，被試繞組的非試端子，允許通過小于500Ω的制動電阻接地，但應保證非試端子上的電壓不超過本身額定耐受電壓的75%。
  
      當試品電感太小和(或)發生器的電容較小，以至波尾呈現振蕩時及極性電壓峰值不應超過施加電壓峰值的50%。根據這個原則，關于發生器電容值的選擇及波形調節準則，可參見附錄A。

      當由高壓端加壓時，加壓端應為標準波形，中性點端只考慮電壓，不要求波形。當中性點直接加壓時，允許T1≤13μs。為保證T2值，允許高壓端經電阻接地。當中性點未引出時，三相入波也可參照上述原則。

      不同的TC (定義見GB 311.3—83)，由于繞組具體結構及其布置不同，將在繞組的不同部位處產生不同持續時間和幅值的電壓，因此，不可能對變壓器或電抗器規定一個嚴格的截斷時間，只要求在2～5μs之內即可。

      電壓過零系數(定義見GB 311.3—83)和電壓驟降陡度過零系數和電壓驟降陡度，是由截斷電路的布置和電路中各元件的參數決定的。滿足過零系數不大于0.3，截斷電路不應另加任何阻抗。當過零系數大于0.3時，允許截斷電路接入附加阻抗ZC(參見圖2)把過零系數限制在0.25～0.35范圍內。應盡量縮短截斷裝置和加壓端子連接線的長度，以便得到更短的截斷持續時間，增大電壓驟降陡度，這樣才能嚴格的考驗試品。

                                                              圖3  雷電沖擊試驗中的端子接線和故障探測方法
       a—中性點電流；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時，試品端子接線，在GB 1094.3—85中已有較詳細的敘述，至于電抗器則可參見關于電抗器的相應標準中的規定。通常非試繞組所有端子及被試繞組的非試端子，均應接地。但是，為了改善半值時間T2，有時則采用特殊接線(參見本導則第4章和6.1條)。
   
      當分接繞組，繞組的某一部分或增壓變壓器的串聯繞組是用避雷器保護時，在試驗時，建議用電阻代替避雷器，電阻值的大小應使制動電阻上的電壓值與避雷器保護水平相接近。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象的波形圖來探測故障，參見圖3，一般地說，在正常試驗中只需記錄施加電壓波形和其中任一個瞬變現象波形。
  
      a.中性點電流，即通過被試繞組的電流，由被試繞組的接地端引出；
      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.傳遞到非試繞組上的電壓。
      a 、b.和c.的總和稱為“線電流”。電抗器試驗時，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象記錄方法。