雷电冲击电压实验.doc

雷电冲击电压实验
一、实验目的:
电气设备在电力系统运行中除承受正常运行的工频电压外,还可能受到暂时过电压及雷电过电压的袭击。本实验通过实验装置及控制平台模拟产生相应的雷电冲击波,观察长气隙击穿放电现象以及通过控制台观察冲击波的波形。进而了解冲击电压发生器的功能要求及技术要求,了解其工作原理、系统组成、具体结构、以及相关操作,明确冲击电压试验的有关注意事项,掌握完整的操作流程和操作技能,初步具备开展相关试验任务的能力。
二、实验项目:
通过雷击冲击电压发生器产生高压冲击波击穿长气隙放电。
三、实验说明:
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因雷电影响会在电力系统中产生大气过电压,有2种基本形式,即直击雷过电压和感应雷过电压,它们都表现为一段作用很短的过电压脉冲。这种过电压波一般会引起绝缘子闪络或避雷器动作,从而形成冲击截波。如果过电压幅值很大,其波头上升很快,引发的绝缘子闪络或避雷器动作就可能发生在波头部分,将形成冲击陡波。
因系统的倒闸操作、元件动作或发生故障等原因,是系统状态改变,引发过渡过程,可能产生涌动的电压升高,形成操作冲击波。它是一种作用时间较长的过电压波形。
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雷电冲击电压波是一种作用时间很短的过电压脉冲波,具有单极性,一般为负极性,如果引起放电,其产生的冲击电流很强。
冲击截波对电感线圈类设备可能造成更加严重的威胁,而冲击陡波对冲击陡波对绝缘子内绝缘子内绝缘的威胁更大。
操作冲击波的能量来自系统内部,其作用时间比雷电波长得多,持续的能量累积造成的损害可能比雷电波更为严重。
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大自然的雷电波或实际的操作波并不一致,但为了便于研究和工程应用,对统计结果进行优化和标准化,形成工程上应用的标准冲击波,主要包括以下4种:
(1
)雷电冲击电压全波
参数:T1/T2= 精确要求:峰值≤±3% ,T1≤±30% , T2≤±20%?
(2)冲击电压截波
头截波尾截波
参数: Tc=2~5μs 截波过零洗漱U2/Uc=±?
(3)冲击电压陡波
参数:T1/T2= T1=2~5μs 陡度25KV/ns或1000KV/μs
(4)冲击电压操作波
参数:Tcr/T2=250/2500μs 精确要求:峰值≤±3% ,Tcr≤±30% , T2≤±60%?
四、冲击电压的产生与测量
1、冲击电压的产生
试验所需冲击电压波由冲击电压发生器产生。
以冲击电容并联充电串级放电的原理工作,流行多种结构,如下图:
冲击电压发生器基本结构
冲击电压发生器双边充电结构
冲击电压发生器高效结构
通过调整冲击回路的充电电阻和放电电阻的大小,可以分别调整冲击电压波的破钱时间和波尾时间,从未可以得到标准的雷电冲击电压全波和冲击电压操作波。
将截波装置并联于冲击电压回路,可以获得相应的冲击截波电压。
调整泊头电阻,并将陡化装置并联于冲击电压回路,可以获得相应的冲击陡波电压。
2、冲击电压的测量
冲击电压的测量一般使用专用的冲击分压器+测量电缆+数字存储示波器+峰值电压表,如果要对冲击回路电流进行测量,需要加入无感分流器和相应的