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：GB311《高压输变电设备的绝缘配合-高电压试验技术》规定了三种标准冲击波形（1）1.2/50微妙标准雷电冲击全波（2）1.2/2~5微妙标准雷电截波过零系数0.25-0.35（3）250/2500微妙的标准操作冲击波Tf为20~250us90%持续时间≥200us过零时间≥500usIEC517规定GIS组合电器现场冲击试验的二种标准冲击波形（4）Tf＜15微妙的振荡雷电冲击波（5）Tcr＞100微妙的振荡操作冲击波图1雷电冲击电压全波波形图2冲击电压截波波形（尾截波）4.截波标准规定：（1）波前时间Tf为1.2uS，允许误差±30%；（2）截波时间Td为2~5uS（3）试验电压Um，允许偏差±3%，是指规定值和实测值之差，不是指测量误差。（4）当实际波形波前部分有振荡（过冲）规定振荡幅值不应超过0.05Um，反冲波幅值ur/Um过零系数规定为0.25-0.35波形图画法：以D点与反波峰值的幅值的30%和90%的两点的联线与反波峰值的交点为N，与D点横向平行的交点为M，从M点所作的横轴垂线与O1之间的距离为截波时间Td。T1=1.67T5.冲击电压的产生及测量四．仪器设备：冲击电压发生器五、试验接线六．实验冲击电压加压过程及波形图等待触发冲击电压波波形冲击电压发生器现场现象七、实验现象及结果当冲击电压升高到一定幅值时，某一瞬间一个大概接近2米长气隙被击穿放电，出现耀眼的电弧并伴随一声震耳欲聋的巨响，发生瞬时放电，且放电时间极短。第一次近距离的观看类似雷击放电一样的实验现象，感受颇深，这也提醒我们要始终保持一种强烈的敬畏心理，电力系统中的各种无声无息的电现象还是很危险的！