高电压大电容负载下雷电冲击电压波形的调试_张建新
四川大学高电压—冲击电压实验报告
. . 高电压实验（二）
———冲击电压实验
学 院 : 电气信息学院
专 业 : 电气工程及其自动化
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实验五 冲击电压试验
一．实验目的：
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．预习要点：
冲击电压在系统中的存在形式和表现.冲击电压的特点；
标准雷电冲击电压波；冲击电压截波；冲击电压陡波；冲击电压操作波；有关概念、波形及其参数。
冲击电压发生器；冲击电压的测量；冲击电压试验方法；GB311《高电压试验技术》等。
三．实验项目：
1.现场认识和了解冲击电压试验系统
现场认识和了解冲击电压试验的系统和结构,了解其工作原理.明确操作要点和注意事项.掌握操作方法和步骤.学会正确操作试验系统。
2.雷电冲击标准电压波实现
对冲击电压实验系统进行重构.满足产生雷电冲击标准电压波要求.对冲击电压实验系统进行调试.实现冲击电压截波的产生和测量。
3.冲击电压截波实现
对冲击电压实验系统进行重构.满足产生冲击电压截波要求.对冲击电压实验系统进行调试.实现冲击电压截波的产生和测量。
4.冲击电压陡波实现
对冲击电压实验系统进行重构.满足产生电压陡波要求.对冲击电压实验系统进行调试.实现冲击电压陡波的产生和测量。
5.冲击电压操作波实现
对冲击电压实验系统进行重构.满足产生冲击电压操作波要求.对冲击电压实验系统进行调试.实现冲击电压操作波的产生和测量。
四．冲击高压试验设备元件清单
雷电冲击试验原理
雷电冲击试验原理
雷电冲击试验
1. 介绍
1.1 什么是雷电冲击试验？
雷电冲击试验是一种测试电子设备和系统抵御雷电冲击的能力的方法。它通过模拟真实的雷击环境，测量设备在雷击过程中的电磁兼容性和抗干扰能力，评估设备的可靠性和安全性。
1.2 雷电冲击试验的重要性
雷电是自然界的一种强电现象，容易对电子设备和系统造成损坏甚至瘫痪，给人们的生活和工作带来巨大风险。因此，通过雷电冲击试验，可以发现设备的潜在问题，并采取相应的措施提高设备的抗雷能力，保障人们的生命财产安全。
2. 工作原理
2.1 雷击波形
在进行雷电冲击试验之前，首先需要了解雷击波形。雷击波形包括前向波、反向波和尾波三个部分。前向波是由雷云到地面之间的电荷转移引起的大电流冲击波，反向波则是由地面反射回来的电压冲击波，而尾波是前向波和反向波相互作用形成的振荡波形。 2.2 雷电冲击试验装置
雷电冲击试验装置主要包括发生器、高压脉冲电流传输线、脉冲电流注入装置和测试对象。发生器产生模拟雷击的波形信号，高压脉冲电流传输线将信号传输至脉冲电流注入装置，再通过脉冲电流注入装置将信号注入到测试对象上。
2.3 测试过程
雷电冲击试验过程可以分为以下几个步骤： - 设置试验参数：包括模拟雷击波形、幅值和次数等。 - 连接测试对象：将被测试设备与脉冲电流注入装置连接。 - 发出脉冲信号：由发生器产生雷击波形信号，通过高压脉冲电流传输线传输至脉冲电流注入装置，再注入到测试对象上。 - 检测和评估：对于测试对象进行检测和评估，记录设备的响应和损坏情况。 - 结束测试：根据试验要求，结束雷电冲击试验。
3. 试验标准
3.1 国际标准
国际上常用的雷电冲击试验标准有IEC 和MIL-STD-461等。
3.2 测试参数
在进行雷电冲击试验时，通常需要设置以下测试参数： - 放电等级：根据实际需求选择合适的放电等级，常用的有 2kV、4kV、6kV 等。
避雷冲击电压试验
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可编辑 避雷冲击电压试验
冲击电压试验的目的与波形
为了试验避雷器在大气过电压作用下的保护特性并优化产品这一特性，在工厂里就要做避雷器的冲击放电试验。因为大气过电压的持续时间很短，都是以微秒计的，所以我们把试验站或实验室里产生的模仿大气过电过电压叫做冲击电流。产生这种电压的装置叫“冲击电压发生器”。用这种电压测试避雷器就是做避雷器的冲击放点试验。通过试验，求出避雷器在不同时间的放电电压值。这些放电电压值和时间的关系，即是伏秒特性，都应符合防雷技术条件的规定。冲击电压发生器还可以做各种用电器和电器元件的傅淼特性试验。大型的冲击电压发生器还可以模仿大气雷击放电，它和冲击电流发生器一样在实际生产和科学研究中是很有用的。它往往是更具需要而单件设计生产的，所以我们对它的主要部件详加介绍。
由于目前冲击试验方法还比较复杂，故在技术条件中规定这类试验只在产品的形式试验和抽查试验同时进行。
所谓波形就是指避雷器两端冲击电压值随时间的变化曲线。国家标准规定了我国采用标准冲击试验电压波形，称为全波或1.2/50μs冲击波。
根据国外对雷电参数的实测，雷电压波前小于1~1.5μs的，出现机会少，一般均大于这个数值，冲偏严考虑，一般规定1~1.5μs。雷电压的波长50μs则代表实际测中出现机会较多的波长。由于规定-------------精选文档-----------------
可编辑 了一定的波前、波长的时间就使就使得各地的试验波形比较一致。我国生产的各种高压电气设备绝缘的冲击强度就是用这种波形来试验的。避雷器本来应该用标准波来做冲击试验，但由于一些具体条件限制，目前我国阀型防雷器技术条件里规定可以用斜角波来代替做冲击试验。
工厂里用这种波形做冲击试验的原因是调整波形容易，测定不同时间的放电电压值比较准确，并且与编制波形之间的相差在技术允许范围内。
冲击试验电压波形参数的快速确定
冲击试验电压波形参数的快速确定
秦松林
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】2003(29)3
【摘 要】提出了利用数字化示波器的测量功能快速确定冲击试验电压波形参数的方法。讨论和评估了该方法对实际测量结果的影响 。
【总页数】3页(P6-7)
【关键词】数字示波器;冲击电压测量;波形参数确定
【作 者】秦松林
【作者单位】上海交通大学
【正文语种】中 文
【中图分类】TM835
【相关文献】
1.基于优化模型的直流电缆雷电冲击电压试验波形参数控制 [J], 乐彦杰;俞恩科;陈国志;张磊;张健;高震
2.冲击电压发生器波形和参数的计算模型与仿真 [J], 王国枝;田俊梅
3.雷电冲击电压波形实测误差的分析与确定 [J], 戚庆成;陈昌渔;薛永健
4.数字化冲击电压波形参数计算方法的研究 [J], 赵刚;朱旭东;陈文
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10kv雷电冲击标准
10kv雷电冲击标准
10kv雷电冲击标准主要涉及雷电冲击电压和雷电冲击电流两项参数。这些参数用于描述雷电对电力设备的冲击能力。在实际应用中，10kv雷电冲击标准需要根据电力系统的运行特点和实际条件来制定。
雷电冲击电压波形一般为8/20s波形。这种波形反映了雷电冲击电压的瞬时变化特性。在制定10kv雷电冲击标准时，需要考虑这个波形对电力设备的影响。
此外，10kv雷电冲击标准还涉及到试验设备的要求，如冲击耐压测试仪、浪涌冲击测试仪等。这些设备需要根据相关标准（如tb/t 2653、gb/t 22387、gb/t 17627、gb/t 16927、gb 14048、gb 7251、gb/t 16935、iec 61730、gb 4706、gb 3048等）进行配置和检验。
在实际应用中，10kv雷电冲击标准有助于评估电力设备在雷电冲击过程中的安全性能，确保电力系统的稳定运行。需要注意的是，这些标准可能会根据电力系统的运行状况和设备特性进行调整。因此，在制定和执行10kv雷电冲击标准时，应充分考虑实际情况。
雷电冲击过电压的理论与试验
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。
1.波形组成
根据冲击电压雷电波定义，当ttt,雷电波电压大小为最大幅值时的0.5倍。 雷电过电压波形时间1.2us±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)。
冲击电压试验
冲击电压试验
由于冲击高电压试验对试验设备和测试仪器的要求高、投资大，测试技术也比较复杂，所以在绝缘预防性试验中通常不列入冲击耐压试验。但为了研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压作用时的绝缘性能，在许多高压试验室中都装设了冲击电压发生器，用来产生试验用的雷电冲击电压波和操作冲击电压被。许多高压电气设备在出厂试验、型式试验时或大修后都必须进行冲击高压试验。
冲击电压发生器是高压实验室的基本设备之一，冲击试验电压要比设备绝缘正常运行时承受的电压高出很多。随着输电电压等级的不断提高，冲击电压发生器的最高电压也相应提高才能满足试验要求。
一、冲击电压波形的定义
绝缘耐受冲击电压的能力与施加的电压波形有关，而实际的冲击电压波形具有分散性，即每次的波形参数会有不同，为了保证多次冲击试验的重复性和不同试验条件下试验结果的可比较性，必须规定统一的冲击电压波形参数。我国对标准冲击电压波形的规定和国际电工委员会（IEC）标准相同。如图1－26所示。在经过时间T1时，电压从零上升到最大值，然后经过时间T2-T1，电压下降到最大值的一半。规定电压从零上升到最大值所用的时间T1称为波头时间（或波前时间），电压从零开始经过最大值又下降到最大值一半的时间T2成为半峰值时间（或波长时间、波尾时间）。
utT10.5UmUmoT2 AA1t/Ae2t/Aeuto21tteeA
图1--26 标准冲击电压波形
图1--27非周期性的冲击电压波形
非周期性的冲击电压波形由两个指数电压波形叠加组成，如图1－27所示，即
)()(21tteeAtu （1--25）
式中：1－波尾时间常数。
2－波头时间常数，通常1远大于2。
A－单指数波幅值。
对于实际的冲击电压波形，其起始部分通常比较模糊，在最大值附近的波形比较平坦，很难确定起始零点和到达最大值的时间。所以实际中通常采用视在波头时间和视在半峰值时间来定义冲击电压波形。按照国际电工委员会（IEC）标准，实际冲击电压波形参数的定义如图1－28所示。
雷电冲击电压实验
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;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;明确冲击电压实验的有关注意事项;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、试验项目
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
1、冲击电压在系统中的存在形式和表现
因雷电影响会在电力系统中产生大气过电压;有两种基本形式;即直击雷过电压和感应雷过电压;他们都表现为一段作用时间很短的过电压脉冲波..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;使系统状态改变;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..
2、冲击电压的特点 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严重的威胁;而冲击陡波对绝缘子内绝缘的威胁更大..
操作冲击波的能量来自于系统内部;其作用时间比雷电波长的多;持续的能量累积造成的损害可能比雷电波更为严重
3、冲击电压发生器就是一种产生脉冲波的高电压发生装置..它被用于研究电力设备遭受大气过电压雷电时的绝缘性能..冲击电压的破坏作用不仅决定于波形、幅值、还与波形陡度有关..目前国内冲击电压发生器能产生8种冲击波形..下面简单介绍一下：
变压器雷电冲击试验波形调节方法
变压器雷电冲击试验波形调节方法
变压器是一种用来调节电压的重要电气设备，它在电力系统中起着至关重要的作用。变压器在运行过程中会受到各种外部因素的影响，其中雷电冲击是一个常见的问题。当遭受雷电冲击时，变压器会受到严重的损坏甚至失效，因此对变压器进行雷电冲击试验是非常必要的。而在进行这一试验时，需要对波形进行调节，保证试验的准确性和有效性。本文将介绍关于变压器雷电冲击试验波形调节方法的相关内容。
一、变压器雷电冲击试验的意义
我们来了解一下变压器雷电冲击试验的意义。变压器在电力系统中扮演着电压调节和传递的关键角色，一旦变压器损坏或失效，会直接影响整个电力系统的运行。而雷电冲击是造成变压器损坏的常见原因之一。进行变压器的雷电冲击试验可以帮助我们评估其在雷电环境下的稳定性和安全性，为其正常运行提供参考依据。
变压器雷电冲击试验的波形特点是指在雷电冲击试验中所生成的电压脉冲波形。一般来说，雷电冲击试验波形具有高峰值、快速上升时间和短暂持续时间的特点，这种波形能够模拟真实的雷电冲击情况，对变压器的抗雷电冲击能力进行有效检测。而在进行雷电冲击试验时，需要对波形进行调节，以确保试验的准确进行和结果的有效性。
1. 脉冲成形器
2. 负载模拟
除了通过脉冲成形器进行波形调节外，还可以采用负载模拟的方法对波形进行调节。负载模拟是通过连接合适的负载电阻或其他负载装置，改变试验回路的参数，进而影响试验波形的形状。通过调节负载的参数，可以实现对波形的幅值、上升时间和衰减时间等方面的调节，从而满足不同试验要求的波形特点。
3. 控制电容器
另外一种对变压器雷电冲击试验波形进行调节的方法是通过控制电容器来实现。通过连接合适的电容器并对其充放电过程进行控制，可以改变试验回路的电压波形，从而实现对波形的调节。控制电容器方法相对简单，可以通过不同电容器的组合实现对不同波形的调节。但是需要注意的是，在使用控制电容器进行调节时，需要严格控制充放电过程，以避免对变压器产生额外的损害。
变压器雷电冲击试验波形调节方法 2
变压器雷电冲击试验波形调节方法
变压器是电力系统中不可或缺的重要设备，其安全稳定运行对于电网的稳定运行和电力供应至关重要。在电力系统中，雷电冲击是一个普遍存在的问题，它会对变压器造成严重的损坏甚至影响整个电网的供电稳定性。对于变压器雷电冲击试验进行波形调节具有重要意义。本文将就变压器雷电冲击试验波形调节方法进行讨论。
一、雷电冲击试验概述
雷电冲击试验是对变压器的耐雷击性能进行测试的一种方法，通过模拟雷电冲击的波形和电流对变压器进行试验，以验证其在受到雷电冲击时的耐受能力。雷电冲击试验主要包括雷电冲击电压测试和雷电冲击电流测试两种方式，其中雷电冲击电压测试是指将一定的波形电压加在变压器绕组上，测试其绝缘破坏情况。雷电冲击电流测试是指将一定的波形电流加在变压器绕组上，测试其内部局部放电和热稳定性情况。这些试验都需要对波形进行调节，以确保试验的真实性和准确性。
二、雷电冲击试验波形调节方法
1. 波形发生器调节
在进行雷电冲击试验时，首先需要对波形发生器进行调节，以产生符合要求的雷电冲击波形。通常情况下，雷电冲击波形的前半周期是顶峰上升较快的脉冲，而后半周期是逐渐下降的过渡波形。波形发生器需要能够产生符合这种特点的脉冲波形，同时需要能够调节脉冲的幅值、上升时间、脉冲宽度等参数。通过对波形发生器的调节，可以得到符合试验要求的雷电冲击波形。
2. 衰减器调节
在进行雷电冲击试验时，为了保护测试设备和确保试验的安全性，需要对脉冲波形进行衰减处理。通常情况下，会通过在波形发生器输出端接入衰减器来对脉冲波形进行衰减处理。衰减器可以通过调节电阻、电容等元件来实现对脉冲波形的衰减，从而使得试验过程更加安全可靠。
3. 绕组选择
在进行雷电冲击试验时，需要选择合适的绕组位置进行试验。不同的绕组位置受到雷电冲击的影响不同，因此需要选择对变压器影响最大的绕组位置进行试验。还需要考虑到试验绕组的安全性，以避免试验过程中对设备造成损坏或危险。