雷电击电压试验装置冲的核心工作原理是通过储能元件充电、受控放电来模拟自然界雷电过电压的波形与能量,以此考核电力设备的绝缘耐受能力,其工作过程可分为三个核心阶段,整体遵循 “储能 - 整形 - 施加" 的逻辑:
储能阶段:装置的核心储能部件为冲击电容器,通过高压直流电源(通常是工频高压经整流后得到)对其进行充电,将电能以电场能的形式存储在电容器中。充电电压可根据试验需求调节,以匹配不同电压等级电力设备的试验标准。
波形整形阶段:当冲击电容器充电至预设电压后,通过触发装置(如球隙开关)控制其放电。放电回路中会串联 / 并联波头电阻和波尾电阻,这两个电阻是实现雷电冲击标准波形的关键:
波头电阻主要用于控制电压上升的速率,决定冲击电压的波前时间(标准雷电冲击波前时间为 1.2μs);
波尾电阻主要用于控制电压衰减的速率,决定冲击电压的半峰值时间(标准雷电冲击半峰值时间为 50μs),从而形成符合 GB/T 16927.1 等国家标准的 1.2/50μs 雷电冲击电压波形。
电压施加阶段:经过整形后的雷电冲击电压,会通过高压引线施加到被试电力设备的绝缘部位,同时通过测量系统(如分压器、示波器)监测设备两端的电压波形及设备的绝缘响应,判断其是否能耐受雷电过电压的冲击,避免实际运行中因雷击导致绝缘击穿。
部分高装置还会配备多回路或多级冲击发生器,可实现更高电压等级的试验,或模拟截波等特殊雷电冲击工况。
电力系统中的高压电气设备在投入运行之前需要进行冲击电压试验来检验其在过电压作用下的绝缘性能。随着电力科技的发展,需要进行冲击电压试验的试品种类日益增多。冲击电压发生器是一种产生雷电冲击电压波及操作过电压波等脉冲波的高电压发生装置,是高压试验室的基本试验设备。
雷电冲击电压试验装置主要用于电力设备等试品进行雷电冲击电压全波、雷电冲击电压截波和操作冲击电压波的冲击电压试验,检验绝缘性能。冲击电压发生器是一种模仿雷电及操作过电压等冲击电压的电源装置。主要用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等试验中。
适用范围:变压器、户外断路器、互感器、电抗器、避雷针、开关及其它高压电器、高压晶闸管阀SVC(HVDC)、电力电缆、各类高压绝缘子、套管等试品的标准雷电冲击,雷电截断波,操作冲击及用户要求的非标准冲击波的各类冲击电压试验。一套设备就可产生多种试验波形(标准的和非标准的波形,用户提出来的波形)。
适用领域:质检鉴定计量检测监督机构,电力设备制造厂,铁路通信,航空航天和航空航天飞行器,大专院校以及气象等部门的防雷和雷电试验。