雷电冲击过电压的理论与试验.doc

雷电冲击过电压的理论与试验
齐广振
20071626
一、引言写高电压技术的学习体会
雷电冲击耐压是用截波作试验,耐压试验又称“工频耐压试验”,是用50HZ正弦波作试验,两者试验波形不同。
雷电冲击耐压试验的截波前沿很陡,虽然有效值不一定非常高,但是波形的峰值很高,所以是一个由多次谐波组成的尖峰冲击波,它模仿了雷电波进入后对于绝缘的冲击;
工频耐压试验就是比较高的正弦波,它仿效了操作时回路发生的过电压状态。目前,真空断路器使用得最多的是10KV和6KV,个别也有66KV和35KV的,在这些电压等级的系统中,雷电冲击波对于电器设备的危害远远大于工频操作过电压,所以就有工频耐压通过了,但是雷电冲击过不了的。当电压上升至500KV及以上,操作过电压对于设备的危害将大于雷电冲击,到那时,是雷电冲击好过,而工频耐压不好过了。
二、雷电冲击过电压理论波形组成及其传播理论
用频率响应法和低电压短路阻抗法对高低压绕组测试表明,绕组不存在明显变形。
波形组成
根据冲击电压雷电波定义,当,。
±30%,半峰值时间50us±20%,频带范围几Hz至MHz
为了确定变压器绕组绝缘是否损坏以及可能损坏的程度,进行了局部放电试验。测试中对高低压绕组同时进行监测。首先测试高压C相、低压c相,在低压bc加压。试验时发现在L3倍额定电压下,高低压局部视在放电量都很大,高压约为5000pC,低压侧约为4000pC。由于放电波形不稳定,很难比对高低压绕组放电量变化情况。测试高压A相、低压a相,在低压ca加压,施加电压约80%额定电压时,高低压绕组放电量突然增大,放电量达数万pC。于是降低施加电压,通过比对高低压绕组放电情况,认为很可能低压存在严重放电。随着时间的延长,放电趋于稳定,但高数值放电仍然时常出现。测试高压B相、低压b相时,高低压绕组均没有出现大的放电量,放电量为18OpC。重新测试高压C相、低压C相时,发现高低压绕组的放电量均已经很小,约为200PC。而重新测试高压A相、低压a相时仍然有幅值很大的放电波形时常出现。综合分析可以认定高压A相出现的大幅值的放电波形是低压a相传递过去的,低压a相局部纵向绝缘存在严重的损坏情况。第一次测试高压C相出现的大幅值放电波形实际也是从低压a相传递过去的。只不过随着加压时间的延长,损坏的匝间毛刺变小,低压a相起始放电电压上升,使得重新测试C相时低压a相放电量大大降低(这时低压a相施加的电压只有65%匝电压)。
三、雷电冲击过电压试验写产生与测量
雷击试验的电流波形对于一个8~20ms的波形,T1 = 8ms、T2 = 20ms。通常,试验中冲击电压的范围从±2kV到±16kV,步长为±2kV,施加在电源线之间或一条电源线与被测设备(EUT)机架的地之间,即L-N、L-G和N-G。冲击的功率直接加载到EUT中的SMPS 上,因此必须保证SMPS不会被毁坏,并且在冲击电压被施加后还能正常工作。在1990年代初IEC61000-4-5标准出现以前,大多数设备制造商使用的都是JEC210/212标准。之后,IEC61000-4-5标准得到了广泛应用。
试验环境
雷电冲击试验的测试环境。使用带有外部SMPS适配器的LCD TV作为EUT。雷电冲击发生