G-SGSC-300kV-7.5kJ冲击电压发生器试验装置技术指标3000B
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G-SGSC-300kV-7.5kJ冲击电压发生器试验装置技术指标3000B
一般试验要求GB/T7高电压试验技术&& 测量系统GB/T7高电压冲击试验用数字记录仪ZB F24 001-90冲击电压测量实施细则GB191 包装运标志GB4208 外壳防护等级GB813-89 冲击试验用示波器及峰值表&3.&使用条件本冲击电压发生器试验系统装置主要适用于35kV及以下电力产品的雷电冲击电压全波及截波试验，也可用于其它产品的冲击试验。3.1 海拔高度不超过1500m3.2 环境温度：-15~+50℃3.3 空气相对湿度：≤90%3.4 安装使用地点：户内使用，可移动3.5必须设有一个可靠接地点，接地电阻&1Ω!&4.&冲击发生器（型号：HRHG-SGSC-300/7.5）4.1&& 冲击发生器主要技术参数4.1.1 标称雷电波冲击电压：HRHG-SGSC-300kV4.1.2 标称容量(能量)：7.5kJ4.1.3 级电容：0.5μF,100kV（MWF-2×50kV-1.0μF）干式全绝缘封装4.1.4 级电压：100kV4.1.5 级数/级容量：3 / 2.5kJ4.1.6 输出波形：±1.2/50μs标准雷电冲击电压全波，效率大于90%。采用截断装置可产生截断时间2~5μs的雷电截波，截波分散性小于100ns。(开关类产品和避雷器可以不做此项试验。)4.1.7 同步范围：大于20%4.1.8&使用持续时间：小于80%额定工作电压时可连续工作大于80%额定工作电压时可间断工作4.1.9&幅值调节误压差小于1%，最低输出电不大于10%设备标称电压。4.1.10 同步误动率：小于1%4.1.11 底座:1.5m × 1.2m ,脚轮移动。高度:约1.4米。重量:约300kg。&4.2&&&冲击电压发生器的技术说明4.2.1&& 发生器的结构4.2.1.1 采用瑞士HAEFELY公司SGSC系列的主回路设计，从而实现了整体超小型。4.2.1.2 采用每分钟一转的低速齿轮齿条传动机构调整各级球隙，不仅无噪声、磨损小，而且定位快速、准确。4.2.1.3采用弹簧压接、方便拔插的调波电阻固定机构，保证了接触的可靠性，使输出波形光滑无毛刺。4.2.1.4配合HRHGCS2000A控制系统的脉冲放大器可使同步球隙具有20%以上的触发范围，保证触发的可靠性，全自动控制方便可靠。4.2.1.5 同步球隙的触发无极性效应，无须双边触发。4.2.2&& 主电容器4.2.2.1&主电容器采用高密度固体电容器，每台电容量为1.0±0.05μF，直流工作电压为±100kV，电容器固有电感小于0.2μH，重量轻，体积小，为国内首创。4.2.2.2&电容器在正常工作状态和工作环境下凹凸变形小于1mm。4.2.2.3&电容器为固体绝缘介质和外壳干式全绝缘封装，不存在漏油、变形等问题。4.2.3&& 调波元件4.2.3.1&波头、波尾电阻具有足够的热容量，可保证发生器长时间连续运行。4.2.3.2&充电电阻具有足够的热容量，可保证发生器长时间连续运行。4.2.3.3&波头、波尾电阻采用板形结构，使用康铜丝无感绕制而成，外部采用绝缘树脂真空浇铸，接头为弹簧压接式，易于安装。4.2.3.4&波头、波尾电阻的连接头采用3mm不锈钢线切割制造。4.2.3.5&共有2组半波头电阻、1组半波尾电阻用于雷电冲击，另有1组充电电阻和保护电阻。4.2.4&& 控制、保护系统采用HRHGCS2000A型全自动控制系统HRHGCS2000A控制系统采用进口器件，与设备主体的连接采用两芯光缆。为冲击电压发生器主体部分提供各种控制，完全满足冲击试验的各种控制功能。4.2.4.1HRHGCS2000A全自动控制系统以日本三菱公司的FX2N系列可编程控制器为核心器件，因而控制器的体积非常小巧，外形为国际通用的19英寸的4U标准机箱，自成独立单元。控制器可实现手动控制和自动控制。控制器还具有与计算机的接口，可与计算机相连，使用专用软件包可进行计算机控制，从而实现智能化操作。专用软件包可以与测量和波形分析用的峰值电压表、示波器等配合使用，实现冲击电压试验系统计算机测控一体化。HRHGCS2000A全自动控制系统主操作单元（和辅助操作单元）采用日本三菱公司的图形化人机对话操作显示屏作为输入输出控制器件，操作单元的体积非常小巧，外形为国际通用的19英寸7U标准机箱，所有控制命令和状态显示都由人机对话操作显示屏完成。操作单元通过RS232接口可与计算机连接，采用专门的控制程序包也可由计算机完成所有全自动测控操作。4.2.4.2 控制系统具备以下控制功能：采用PLC技术，使用两芯光纤传输控制命令和反馈设备状态，因而避免了电磁干扰，提高了控制系统和计算机的安全性。控制功能具有手动、全自动和程序控制功能，各层次功能相对独立，确保系统的可靠性。采用可控硅调压方式，具有充电电压反馈测量系统。点火球隙及截波球隙距离可手动及全自动调整，并在液晶面板上显示。具有可调时延的截波触发脉冲，并具有发生器点火触发的反馈系统。采用函数控制恒流充电方式，充电电压的稳定度可达到0.5%。液晶面板可指示冲击发生器的充电电压及充电过程，精度为1%。可由液晶面板直接输入充电电压和充电时间。具有充电异常保护功能，可全自动或手动发出触发点火脉冲冲击发生器工作状态的指示，如自燃、未触发、充电异常、充电稳定等。设备主体及充电部分接地和接地解除控制。可通过控制器上的按钮自动转换充电电压极性可自动或手动控制充电电压的充电过程可自动或手动响警铃报警具有过电流和过电压自动保护4.2.4.3 同步球隙第一级采用三电极球隙触发，触发范围大于20%。4.2.5&& 安全接地系统4.2.5.1&采用电磁铁自动接地机构通过一个接地电阻将发生器的第一级电容接地。4.2.5.2&接地操作与充电控制具有连锁保护，确保操作安全正常。&4.3&&& 主要配置的设备4.3.1&整流充电电源（与冲击本体一体化）型&&&号：&&&&&&&&&HRHG-LGR-100/20额定电压：&&&&&&&&&Un = 100kV DC (正或负极性)额定电流：&&&&&&&&&In = 20mA (额定电压下)电压控制&&&&&&&&&&&可控硅模块调压，调压范围0～100% Un极性转换：&&&&&&&&&手动变换高压硅堆的方向输入电压：&&&&&&&&&220V 单相电压电源频率：&&&&&&&&&50/60 Hz电源消耗：&&&&&&&&&约2kVA&4.3.2&弱阻尼电容分压器型&&&号：&&&&&&&&&HRHG-CR-300/500额定电压：&&&&&&&&&300kV额定电容：&&&&&&&&&500pF电容节数：&&&&&&&&&1节每节电容：&&&&&&&&&500pF（MWF300-500脉冲电容器）方波响应：&&&&&&&&&部分响应时间小于100ns，过冲小于10%分压比：&&&&&&&&&&&1000分压比不确定度：&&&小于1%4.3.3&测量设备型&&&号：&&&&&&&&&&HRHG-DIMS3000B数字化冲击测量系统幅值测量：&&&&&&&&&&HRHG(IPM)23型冲击峰值电压表输入范围：100V ～ 1600V（冲击电压）测量不确定度：小于1%波形测量：&&&&&&&&&&TDS3012B数字示波器最高采样率1.25GS/s，带宽大于100MHz，分辨率9bit记录长度10k字节（可满足冲击试验要求），2通道波形分析：&&&&&&&&&&19英寸工业控制计算机工作站（采用15寸液晶显示屏）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&冲击测量专用软件包：冲击波形参数计算及显示波形比较功能波形的放大、缩小及平移波形的存储及调用波形的成图及报告编写附&&&件：&&&&&&&&&&高性能100倍专用衰减器2支&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&A4幅面喷墨打印机1台隔离滤波屏蔽设计4.3.4 单球截断装置(开关类产品和避雷器可以不做此项试验)型&&&号：&&&&&&&&&&HRHG-MC-300G额定电压：&&&&&&&&&&300kV球隙形式：&&&&&&&&&&300mm直径半球间隙触发方式：&&&&&&&&&&三电极放电触发&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（采用高性能脉冲放大器输出10kV，100ns触发脉冲）时延方式：&&&&&&&&&&2～5us时延可调的电子延时电路提供截波触发脉冲&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&（与HRHGCS2000A控制系统配合，电位器微调截波时间）截波分散性：&&&&&&&&截波时间标准偏差小于0.1μs&&&&&&&&&&HRHGCS-2000A全自动控制系统主要部件如下表所示&部件名称功能说明安装位置控制柜提供各种控制命令安装在发生器本体底座上脉冲放大器1发生器本体球隙触发安装在发生器本体底座上隔直电容器隔离触发脉冲的直流高压安装在发生器第一球隙附近点火反馈分压器检测发生器球隙的触发状况安装在发生器本体底座直流电压分压器测量发生器充电电压安装在发生器本体底座脉冲放大器2截断装置球隙触发安装在截断装置底座上从操作单元（选件）各种控制命令、参数的输入及状态显示安装在控制柜上主操作单元各种控制命令、参数的输入及状态显示安装在控制室的控制台上。2芯多模光纤连接控制柜和主操作单元连接控制柜和主操作单元&HRHG-DIMS-B测量控制器&可实现手动控制、全自动控制及程序控制。主要测控功能如下：测量显示量：直流充电电压变压器原边电流发生器本体球隙距离截断间隙球隙距离状态显示量：主电源接触器的合切状态接地装置的投切状态发生器球隙的触发状态发生器充电电压极性状态控&&&&& 制：控制功能具有手动、全自动和程序控制功能，各层次功能相对独立。采用可控硅调压方式，具有充电电压反馈测量系统。点火球隙及截波球隙距离可手动及自动调整，并在液晶面板上显示。具有可调时延的截波触发脉冲，并具有发生器点火触发的反馈系统。采用函数控制恒流充电方式，充电电压的稳定度可达到0.5%。液晶面板可指示冲击发生器的充电电压及充电过程，精度为1%。可由液晶面板直接输入充电电压和充电时间。具?%上一篇：下一篇：
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浅析雷电冲击缺陷故障的判断与处理
&&&&&&本期共收录文章20篇
　　摘要：电力变压器受到雷电冲击时，对电力系统会造成很大的影响，但是关于雷电冲击缺陷故障的判断和处理这一领域十分注重实证分析方法，且理论性很强。虽然在国内相关研究已经取得了丰硕的成果，但是由于其很强的经验积累绩效和实证性的缘故，其缺陷故障的判断与处理至今仍然是业内研究的重点方向。文章将结合该单位近几年来发生的雷电冲击故障分析与处理进行探讨和总结。 中国论文网 /8/view-4557045.htm　　关键词：雷电冲击；故障判断；故障处理 　　中图分类号：TM77l 文献标识码：A 文章编号：（8-02 　　1 概述 　　作为电力系统中的主要设备之一，电压器要承受大气过电压的作用，需要满足冲击绝缘强度的要求，才能保障电力系统的安全运行。要做到对雷电冲击缺陷故障的判断与处理，一般需要经过雷电冲击实验的考核，对变压器的纵缘和主绝缘都要进行严格的要求，如何清楚变压器能否经受雷电冲击即是冲击实验项目中的重点研究方向，做到雷电冲击缺陷故障的判断和处理。 　　2 雷电冲击实验故障的判断原理 　　各种故障在变压器的冲击试验中层出不穷，为了确定样品的绝缘性质是否受到破坏，一般可以通过记录示伤电阻的电流和外加的电压波形图进行判断。在进行雷电冲击试验时，冲击电压的波形可以通过分压器来得到，电流的波形则通过示伤电阻来得到，故障判断用50%电流及电压的波形和在全电压情况下进行对比，常用的方法是假设在50%的电压下的波形可认定为正常波形，可以比照波形的重合程度判断绝缘（变压器）是否受到破坏。 　　3 雷电冲击波 　　冲击试验的电压并不是由雷电过电压直接决定，而是由保护用避雷器的水平所决定的，变压器承受的雷击过电压是指避雷器放电后雷电流的残压，在变压器上作用避雷器残压，将雷电冲击试验波形分为截波和全波两类。雷电冲击波一般是指感应雷或直击雷在空中金属管道上或架空线路产生沿管道或线路两个方向传递的冲击波。冲击波在电缆中的传播速度约为150m/μs，在架空线路中约为 　　300m/μs，各种冲击波的波形相差比较大。当进行耐压试验时，波长为（40±4）μs、波头为（1.5±0.2）μs、峰值电压取400～4800kV。因为大型变压器绕组的等值电容大和等值电感小，即允许波形可以发生较大偏差，并且因为样品电感存在，不能得到单极性波形，振荡反峰值不能大于施加电压值的50%，在波形分析时也要注意某些变压器存在不过零的现象。 　　4 雷电冲击缺陷故障的判断 　　在进行雷电冲击电压试验之前，需要进行下列准备 　　工作： 　　（1）对全部项目应进行例行试验，包含外施耐压试验、感应耐压试验和绝缘特性测定，以判断绝缘是否有 　　缺陷。 　　（2）对变压器进行真空注油，由于当油中存在气泡时，气泡放电经常会导致对试验结果的误判，雷电冲击试验对这一方面要求非常严格。 　　（3）为了了解绕组各部的梯度分布和电位，尽可能测量低电压冲击波下的分布电压，以估计各部绝缘的裕度。 　　（4）处于对纵绝缘考验最严厉的情况，把开关转到最小电压分接位置。在变压器雷电冲击试验当中较直接的判断方式有：油箱内烟、气泡逸出、变压器油箱中有响声，当冲击试验后，以高周波感应耐压试验，试验的空载损耗和空载电流明显增加。当前，判断雷电冲击缺陷故障的主要有示伤电流波形，观察有无畸变和分析波形比较法，观察冲击试验的电压波形和。 　　4.1 雷电冲击缺陷故障分析 　　4.1.1 中性点电流法。流过绕组电容的合成电流即是中性点电流，对变压器施加冲击波，假设断间、层间、匝间出现了击穿的现象，如此绕组的电抗值、短路线匝的去磁作用都会跟着改变。 　　4.1.2 电压波形法。依据电压的不同波形来比较，加入可以明显地看出波形发生畸变，则表示较为明显的故障。波形法是比较100%和50%时波形的改变，主要看波形走势变化、振荡频率和波形振幅，但是只有当线圈大面积被击穿时在电压波形上才能有所反应，灵敏度较低。 　　4.2 缺陷故障实例分析 　　4.2.1 当对变压器电压引线的升高座进行放电时，电压端对地放电，因为电压截断，造成中点电流的感应电流不能有效发展，所以得到的最后波形为截波式，影响实验 　　数据。 　　4.2.2 高压绕组对铁心或者低压放电所产生的波形起伏比较明显，在后期则会呈直线趋势，极大地影响了数据的整理。 　　4.2.3 由于电压绕组的中部对地放电，通常为绕组一半对地放电，突然电压会急剧降低，导致中点电流的时间减少，造成波形的畸变。 　　4.2.4 时常发生多层纵绝缘击穿，这种故障会导致振荡的频率明显的改变、波形幅值显著增大。 　　4.2.5 实验过程中还会出现调压绕组击穿的现象，周期随之变小，波形幅值也明显增大。 　　4.2.6 变压器纵绝缘类的故障主要在于沿支撑条或者绕组产生贯通性的故障，使中点电流值增加明显，但是持续的时间不长，很快又会降落。 　　4.2.7 由于局部放电不同程度的变化，全波局部放电，较轻微的放电经常会出现不定性的波形。 　　4.2.8 全波低高压绕组间的放电由于变化速度很快，导致故障的电压波截断、波长缩短中点、电流波形畸变。 　　4.2.9 实例证明：本变压器出厂监造时，出厂前雷电冲击试验故障波形图如图1至图4所示（B相变压绕组）： 　　分析如下：通过波形比较分析，随着电压不断的增加，通过示伤电阻得到的电流波形尾端也发生震荡明显。经诊断分析属绕组尾端震荡纵绝缘击穿。 　　以上只是对于常见的冲击故障做的简单分析。因为变压器的线圈型式，绝缘材料、结构等不同，变压器参数的分布必然会受到影响，于其实验而言也会对波图形产生影响。发生故障也因问题的的特异性而定，有些故障类型一样，但波形却可能不同，这就要依据具体的情况利用辅助方法综合判断。 　　5 缺陷故障的处理 　　加强变压器可能存在的绝缘薄弱点，并且静放24小时之后再进行实验，前次的结果和实验结果基本是相同的，但是在冲击试验之后，会发生绕组绝缘短路的现象。变压器解体之后，在绕组的内侧会发现放电的现象。导线的质量问题会导致变压器样品通过全造成放电的现象，可以将放电部位拆开进行分析，2根导线并绕成的绕组，每一处的短路发生在饼间绝缘上，产生冲击放电，并且在之后的试验中会将故障扩大，产生击穿的问题，通过查找，可以发现绝缘层与层之间没有压叠，导线上具有没有绝缘的孔隙，当强压作用时，会造成油隙的放电现象，导致绝缘纸板的碳化，造成短路和击穿，当导线绝缘纸绕包结构出现故障，可以更换变压器的高压绕组的导线，重新装配然后进行试验，知道试验合格。 　　6 结语 　　雷电冲击对变压器的运行会造成重大的影响，攸关变压器的安全运行，但是由于电压等级多种多样、绕组工艺繁多、变压器的容量不一，使得许多雷电冲击缺陷故障的判断和处理措施都没有规定的方法，只有在经验积累的基础上，继续深入研究，该课题也一直是业界的焦点。 　　参考文献 　　[1] 孙锋.浅谈雷电冲击试验[J].电气制造，2009，（6）. 　　[2] 郭二平.变压器雷电冲击试验故障分析[J].变压器，2008，（11）. 　　[3] 贺以燕，章忠国，孙军.IEC02电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则[J].电力设备，2005，（5）. 　　[4] 杨敏青，朱士全.大型变压器雷电冲击试验波形的改善[J].变压器，1999，（3）. 　　[5] 钱清.变压器冲击试验故障判断的辅助手段[J].安徽电力职工大学学报，2000，（3）. 　　作者简介：周常凭（1964—），男，湖北人，黄冈供电公司检修公司工程师，研究方向：智能电网。
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