一、概述

本發(fā)生器適用于35千伏及以下電壓等級的電力電纜、電容器、空氣間隙，套管、電力變壓器和互感器及等試品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波試驗及其他科學(xué)試驗研究。

二、使用條件

海拔高度：≤1000m

環(huán)境溫度：－15℃～＋45℃

日溫差： ≤25℃

空氣相對濕度：≤90％（20℃）

耐地震能力：≤7級

地面水平加速度3.0m/s2、地面垂直加速度1.5m/s2

電源電壓的波形為實際正弦波,波形畸變率<3%

設(shè)有一可靠接地點,接地電阻＜0.5Ω

安裝地點:戶內(nèi)

三、遵循技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

GB7449                    電力變壓器和電抗器的雷電沖擊和操作沖擊的試驗導(dǎo)則

GB1094.3                 電力變壓器第三部分  絕緣水平和絕緣試驗

GB/T 311.1               高壓輸變電設(shè)備的絕緣與配合

GB/T 16927.1          高電壓試驗技術(shù) 部分 一般試驗要求

GB/T 16927.2          高電壓試驗技術(shù) 第二部分 測量系統(tǒng)

GB/T 16896.1          高電壓沖擊試驗用數(shù)字記錄儀

ZBF 24001               沖擊電壓試驗實施細(xì)則

GB/T11920             電站電氣部分集中控制裝置通用技術(shù)條件    

GB/T191                 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志

DL/T 846.1             高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第1部分：高電壓分壓器測量系統(tǒng)

DL/T 848.2            高壓試驗裝置通用技術(shù)條件 第2部分：工頻高壓試驗裝置
DL/T 848.3            高壓試驗裝置通用技術(shù)條件 第3部分：無局放試驗變壓器

DL/T 848.5           試驗裝置通用技術(shù)條件 第5部分：沖擊電壓發(fā)生器

四、結(jié)構(gòu)描述及介紹

1.充電部分

(1)采用恒流倍壓充電方式，額定輸出直流電壓±100kV 額定輸出直流電流10-100mA；

(2)采用油浸式充電變壓器，初級電壓220V，次級電壓50kV，額定容量5千伏安。變壓器無滲漏油；

(3)采用2DL-200kV/100mA的高壓整流硅堆,反向耐壓3300kV，平均電流30.1A，高壓整流硅堆安裝在充電板上；

(4)高壓整流硅堆的保護(hù)電阻采用漆包電阻絲制作；

(5) 恒流充電裝置在15%～99%額定充電電壓范圍內(nèi)，充電電壓的不穩(wěn)定性不大于±1%，充電電壓的可調(diào)精度為1%；

(6) 直流電阻分壓器采用100kV，200MW，高壓玻璃釉電阻.低壓臂電阻裝在分壓器底部，低壓臂上的電壓信號用屏蔽電纜引入測量系統(tǒng)內(nèi)；

(7) 自動接地開關(guān)采用電磁鐵分合接地機(jī)構(gòu)，試驗停止時可自動將主電容器短路放電并經(jīng)保護(hù)電阻接地；

(8) 充電變壓器、高壓硅整流器、電阻分壓器、充電限流電阻等安裝在同一個移動式底盤上；

(9) 裝置不僅可用作沖擊電壓發(fā)生器的充電電源，而且也可作為直流電壓發(fā)生器產(chǎn)生100kV 的直流電壓，進(jìn)行其他產(chǎn)品的直流試驗。

2.本體部分

(1)本體采用倍壓充電回路，每級額定電壓100kV；

(2)本體絕緣支柱2級塔式結(jié)構(gòu).每級包括1臺MWF100-3絕緣外殼油浸式脈沖電容器、當(dāng)產(chǎn)生雷電波時，根據(jù)試品電容量大小，選擇適當(dāng)?shù)睦纂姴ú^電阻、波尾電阻；

(3)級脈沖電容為3±0.05mF，直流工作電壓±100kV，電容器剩余電感￡0.15mH，電容器垂直放置、同時保證不損壞和滲漏油，安裝就位無變形；

(4) 波頭電阻、波尾電阻均采用圓形結(jié)構(gòu)，無感繞制。

電阻采用西門子的特殊結(jié)構(gòu)，保證電阻的熱容量能滿足試驗要求；剩余電感??；

(5) 接頭均為壓件接式，方便調(diào)波時的插拔且接觸可靠；

(6) 波頭、波尾電阻支架可以由多支電阻同時并聯(lián)使用；

(7) 球隙采用異極性觸發(fā)。

(8)球隙距離也可在控制部分人為干預(yù)；

(9) 本體支柱采用環(huán)氧材料制造，電位的部分采取抗老化和電暈的措施；

(10) 采取防暈措施，在充電過程中不會出現(xiàn)明顯電暈；

 3、200KV沖擊弱阻尼分壓器

高壓臂由單級電容器組成，額定參數(shù)200kV/300pf。額定雷電沖擊耐受電壓為200kV

分壓器分壓比為：1000:1

刻度因數(shù)不確定度　Kε≤1%

過沖：β≤20%

部分響應(yīng)時間：≤100ns

五、沖擊測控一體化系統(tǒng)

本套設(shè)備采用具有水平的計算機(jī)測控一體化系統(tǒng),將控制和測量功能組合在一起。

控制系統(tǒng)采用了日本三菱公司的PLC可編程控制器，使控制系統(tǒng)實現(xiàn)了小型化、智能化及高可靠性。

屏幕采用10”觸摸屏。

控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的元器件及部件全部選用進(jìn)口件，如：PLC可編程控制器采用日本三菱公司、示波器采用美國泰克公司等。

測量系統(tǒng)具有波形顯示、分析、成圖和打印等功能。可以按照高壓試驗的習(xí)慣設(shè)定測量參數(shù)從而自動整定好數(shù)字示波器。可自動計算各個波形參數(shù)，所采用的計算方法按照GB/T16896.1-1997及IEC1083標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

控制測量系統(tǒng)采用了的抗干擾技術(shù)，在高電壓、強(qiáng)電場的環(huán)境下運(yùn)行，系統(tǒng)測量準(zhǔn)確、控制安全、可靠。

控制系統(tǒng)技術(shù)說明如下:

控制系統(tǒng)的主要目的是控制沖擊電壓發(fā)生器操作，完成正常的充放電過程，所有運(yùn)行參數(shù)均可通過觸摸屏的操作來完成，并對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控。

系統(tǒng)控制方式為手動或自動,自動控制方式能按規(guī)定的程序進(jìn)行沖擊電壓試驗，在界面顯示發(fā)生器狀態(tài)(接地/不接地,充電速度,充電電壓等)。

（1） 動作控制

能夠手動或自動控制放電球距跟蹤充電電壓；

控制本體自動接地；

沖擊次數(shù)預(yù)置、極性自動換接等功能；

（2）充電控制

充電電壓,充電速度,充電極性直接由界面輸入設(shè)定；系統(tǒng)自動跟蹤設(shè)定電壓下的球隙跟蹤。充電方式采用可控硅調(diào)壓方式恒流充電。能夠自動控制沖擊電壓發(fā)生器的充電過程，可以根據(jù)試驗要求，調(diào)節(jié)充電電壓和充電時間，并顯示充電電壓值；可控硅調(diào)壓方式較之傳統(tǒng)的調(diào)壓器調(diào)壓方式，具有體積小，響應(yīng)速度快，控制精度高。充電穩(wěn)定度0.3%，充電速度可調(diào)。

采用自控方式充電時,能使充電電壓按所需的充電曲線上升，自動穩(wěn)定在預(yù)先整定的充電電壓值上，從而保證了充電的均勻性、重復(fù)性和試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（3）觸發(fā)控制

采用大功率直線電磁鐵觸發(fā)，確保沖擊設(shè)備點火可靠，同步放電穩(wěn)定。

（4）安全聯(lián)鎖控制

整個系統(tǒng)具有門聯(lián)鎖、自動接地和安全接地與系統(tǒng)聯(lián)鎖，過流和過壓保護(hù)功能；

緊急停止功能。

（5）擴(kuò)展功能

能與其它計算機(jī)通過串口進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交換；

測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明如下：

測控一體化工作臺為兩聯(lián)柜形式，顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)放置在桌面上，計算機(jī)主機(jī)、示波器、隔離濾波電源、UPS等放在控制柜內(nèi)。

用戶在系統(tǒng)界面上選擇“波形分析”功能后,系統(tǒng)進(jìn)入測量功能設(shè)置界面。

測量系統(tǒng)以美國泰克公司的TDS－2012C數(shù)字存儲示波器為波形數(shù)據(jù)采集平臺,工作方式的設(shè)置由測控軟件（具有軟件著作權(quán)）自動完成。其帶寬100MHz，標(biāo)稱分辯率達(dá)9bit，采樣速度達(dá)1.25GS/s，記錄長度10M，通道2個；可記錄雷電全波、操作波和雷電截波。用戶只需根據(jù)界面提示，輸入各項試驗條件即可（用戶也可選擇其它示波器）。

系統(tǒng)可以完成表1所示的各種沖擊電壓的測量和表2測量誤差及系統(tǒng)波形參數(shù)分析功能。軟件已通過IEC61083-2評測。

可使用2002年從德國進(jìn)口的KAL1000沖擊校準(zhǔn)儀（儀器具有PTB校準(zhǔn)證書）校準(zhǔn)示波器和軟件。

表1 沖擊電壓波形及其參數(shù)

表2 測量系統(tǒng)不確定度(含分壓器)

沖擊電壓的所有信以位圖
(.bmp)文件和數(shù)據(jù)文件(.DAT)
格式保存在硬盤上。

系統(tǒng)的典型測量功能包括:

沖擊電壓測量和波形分析: 2
通道,采樣速率1.25GS/S

不同沖擊電壓波形的比較和離線分析: 可將試驗得到的波形 以數(shù)據(jù)文件(*.DAT)的格式存盤，從硬盤中讀出并顯示在屏幕上，幫助用戶比較不同沖擊試驗得到的沖擊試驗波形

試驗報告數(shù)字化: 點擊菜單項“試驗報告”可直接進(jìn)入中文Word ，在已設(shè)計好的沖擊試驗報告模板上編寫試驗報告。利用Word *的處

系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)

1、標(biāo)稱電壓：±200kV

2、額定級電壓：±100kV

3、額定能量：15kJ

4、沖擊電容量：0.75mF

5、總級數(shù)：2

6、額定級電容量：1.5mF (單臺脈沖電容器3mF/2x50千伏，共2臺)

7、沖擊電壓波形：負(fù)荷電容為300～3000PF以下時能產(chǎn)生

T1=1.2mS±30%、T2=50mS±20%、峰值電壓偏差≤3%的標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波

沖擊電壓波形參數(shù)及其偏差均符合GB/T 311.1及GB/T 16927.1國家標(biāo)準(zhǔn)及IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求

8、電壓利用系數(shù)：負(fù)荷電容為1000PF以下時，標(biāo)準(zhǔn)雷電波的電壓利用系數(shù)≥90%，標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊全波的電壓利用系數(shù)≥80%負(fù)荷電容為2000PF以下時，標(biāo)準(zhǔn)雷電波的電壓利用系數(shù)≥80%

9、同步范圍：級電壓在20%～99%額定電壓范圍內(nèi)，正負(fù)極性同步范圍不小于25%

10、同步放電失控率：<5%

11、輸出電壓：≥±10%額定電壓

12、充電電壓不穩(wěn)定度：<±1.0%

13、使用持續(xù)時間:在2/3額定電壓以上，每120秒充放電一次可連續(xù)運(yùn)行，在2/3額定電壓以下，每60秒充放電一次可可連續(xù)運(yùn)行

本發(fā)生器適用于35千伏及以下電壓等級的電力電纜、電容器、空氣間隙，套管、電力變壓器和互感器及等試品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊電壓全波試驗及其他科學(xué)試驗研究。