電抗器(變壓器)的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則(3)

      電抗器(變壓器)的雷電沖擊和操作沖擊試驗導則(3)
      一般地說，試驗程序包括試驗方法和試驗順序。優先采用觸發型截斷間隙，因為它能保持截波的截斷時間穩定，便于對所記錄的波形進行比較，并且在全截波試驗時，試驗電路和各元件參數可以統一，試驗順序接GB 1094.3—85的規定進行。
   
      注：若因設備條件所限，也允許采用簡單的球間隙產生截波，此時若采用全、截波交替試驗，因電路需反復變換元件參數，試驗費時甚多，難度較大，因此允許截波、全波分別試驗。在降低電壓下應分別校正測量裝置。
   
      沖擊電壓直接加在被試端子上是一種常用的、優先采用的方法；不過，在某些特殊情況下，如低壓或中壓繞組在運行時不會直接受到與其相連接系統中來的雷電過電壓，故對低壓或中壓繞組可采用“傳遞沖擊”方法。此時，低壓或中壓繞組和高壓繞組的沖擊試驗同時進行，在這種情況下，傳遞電壓的波形可以不考慮，只要求電壓值達到規定的水平。

      采用的辦法可詳見GB 1094.3—85中說明，但應注意有時低壓或中壓繞組可能無法達到規定的試驗電壓值；對于三角形聯結繞組，相間可能會出現較高的電壓，而使相間的內、外絕緣有受到損傷的危險，所以降壓或中壓的電壓值同樣也受到限制。采用這種方式試驗時，必須在預加的降低電壓下，測得高、低(中)各端子電壓及相間電壓，經計算后確定最后加壓值，如低壓或中壓繞組不能達到所規定的試驗電壓值，則不能采用這種方法。
   
      注：在油箱內部，例如在繞組的某些段間或整個繞組上裝有不帶間隙的非線性元件時，建議在施加全試驗電壓之前，逐級升壓；由所記錄的波形圖的變化，找出變化規律，方可施加全試驗電壓；但若將非線性元件用于鐵心接地或兩端接有放電間隙時，則無法找出波形圖變化規律。

      按GB 1094.3—85中的規定應記錄：
      a.外施電壓波形；b.至少一個瞬變現象的波形(見6.3條)。即至少需要兩個獨立的記錄通道。必須記錄外施電壓的波形，至于記錄其它瞬變現象，可根據所采用的故障探測方法來選擇。為了便于對試驗結果進行分析及使全試驗電壓下和降低電壓的波形圖便于比較，最好利用示波器上合適的衰減器，使相對應的波形圖均具有相同的幅值。
   
      在調節試驗電路參數時，需要詳細的記錄電壓波形；全波波形需記錄：波前部分，一般示波器掃描時間可選擇為10μs之內(中性點試驗時可以更長一些)；波尾部分，應能計算出半值時間，有時還需記錄出第一個反峰值。截波波形需記錄：從零至第一個反峰值出現后的整個波形，示波器掃描可選擇在10μs左右。

      主要是為了記錄波形的峰值，并且盡可能記錄較長時間的波形變化情況，通常示波器掃描時間可選擇為：對于全波，不小于50μs；對于截波，10～25μs。在正常試驗中，一般采用一個時間來記錄波形是足夠的，但試驗出現疑問時，為了便于判斷，則可能需要幾種不同掃描時間的記錄。

      一般地說，記錄瞬變電流的變化，是探測故障較靈敏的方法，因此觀察電流波形圖的變化情況，是試驗結果分析的主要依據。記錄電流波形圖，根據波形形狀和持續時間不同，可能需要二個或更多的掃描時間同時記錄；為了波形清楚起見，也可以選擇線性掃描或指數掃描，以保證：a.盡可能地得到包括波形峰值附近處的高頻分量在內的清晰波形；b.盡可能地得到電流波形變化的主要過程。
   
      對于具體的掃描時間，由于每臺變壓器的響應特性不同；波的傳播過程與繞組結構有一定的關系，因此，很難擬定一個確切的規定。全波試驗當記錄中性點電流時，上述情況a.可選擇為10～20μs；情況b.至少要記錄到電感電流達到峰值之后，以便觀察是否存在段間或匝間出現擊穿的短路故障，通常掃描時間可選擇為100～200μs，當記錄電容傳遞電流時，通常兩種情況可以用同一掃描，時間約為10～50μs，截波試驗的掃描時間一般亦可選擇為10～50μs。
   
      電抗器(變壓器)對操作沖擊波的響應有較大差異，這是因為變壓器有一個完全閉合的磁路，并且操作沖擊波持續時間較長，因此，在鐵芯中將出現相當多的磁通、試品等效電感是一個變量，而電抗器則不同。此外，二者的波形問題，試驗程序等也各不相同，所以對這兩種設備的試驗問題分別敘述。

      按GB 1094.3—85的規定，視在波前時間T1為20～250μs，從視在原點到第一個過零點時間T2≥500μs，超過90%峰值持續時間Td≥200μs(參見圖1a)；可見操作波試驗時對波前時間的要求并不嚴格，只是要求有足夠長的時間以保證繞組上的電壓分布基本上均勻即可。當波尾部分出現振蕩時，對反極性峰值的要求仍然同雷電沖擊全波一樣，應不大于施加電壓峰值的50%。
   
      波前時間是由繞組的等值電容、負荷電容和串聯制動電阻(參見圖2)等參數決定的，波前時間的調節問題基本與雷電沖擊全波試驗調波相同。波尾時間，不僅受電路各種參數影響，而且還可能受到磁密達到飽和的影響，一旦鐵芯磁飽和時，試品等值電感驟降，使波形迅速下跌過零，絕大多數電抗器與變壓器在全試驗電壓下鐵芯將達到磁飽和，因此波尾時間不能用半值時間來表征，而用T2和Td表征(參見圖1a)。
   
      鐵芯達到飽和的時間與鐵芯尺寸，剩磁情況和施加電壓高低有關。施加電壓相同的操作沖擊波，為了保證各次波形一致，必須使加壓前鐵芯的起始磁化狀態相同。降低電壓下的波形不可能與全試驗電壓下的波形相同，在降低電壓下；一般鐵芯不出現磁飽和，甚至有時在全試驗電壓下，也可能不出現磁飽和，如果鐵芯出現飽和，對波形的影響大小與其飽和程度有關，因此在降低電壓下，只能確定T1和T2。只有在施加第一次全試驗電壓之后，才能確定T2。由于電抗器與變壓器不同鐵芯柱的磁磁組不完全相同，因此各相試驗時，波形的波尾形狀也可能有差異。