文章编号:100328337(2004)0120039205陡波冲击电流试验装置及残压测量分析张益民(西安电瓷研究所,陕西西安710077)摘要:简要介绍了建立陡波冲击电流发生器的重要性。阐述了该试验装置的技术要求及测量要求、设计方案、波形调试及调试结果。分别对不同厂家的D3、D4、D5、D7电阻片的波头1Λs、215Λs和8Λs,幅值分别为5kA、10kA、20kA、40kA冲击电流下的残压进行了测量,并对测试结果进行了分析比较。关键词:陡波冲击电流发生器;波头;波尾;残压;相对误差中图分类号:TM83514文献标识码:B1引言西安电瓷研究所原有的陡波冲击电流发生器,在使用过程中发现,测量单片氧化锌电阻片时,陡波冲击电流幅值最大只能达到10kA;单片氧化锌电阻片波头1Λs幅值10kA陡波冲击电流下的残压与波头8Λs幅值10kA雷电冲击电流下的残压相比,仅增高2%～4%。这一结果与美国、日本等国所测数据相比相差较大,国外所测数据其增高约为6%～11%。上述现象出现的原因大致为:①原陡波冲击电流发生器的设计是采用10台MY502016型电容器圆形式布置,每台电容器到试品的距离相等,以使各台电容器送到试品的电流在同一时间达到,各并联回路的电流在试品处同时达到最大值,叠加起来可产生幅值20kA的最大电流。但是,经大量试验表明,各并支路的电流在试品处,并未同时达到最大值,电流幅值达不到20kA的要求,实际只能达到10kA。②主电容器由于使用过久,已出现漏油现象,绝缘性能下降,电容器充电电压达不到要求,这也是造成冲击电流幅值偏低的又一原因。③根据标准规定,冲击残压测量系统的响应特性时间要求应不大于20ns,原分压器未经校验,其响应时间可能远大于20ns,这是造成冲击残压测量幅值偏低的主要原因。随着高电压等级线路型金属氧化物避雷器的逐步使用,金属氧化物避雷器受到极短波头雷电流入侵的概率变大。因此,高幅值陡波冲击电流下的残压引起了普遍注意。为提高测试水平,应完善测试设备。因此,重新设计制作了一套幅值能达到40kA的陡波冲击电流发生器,其测量误差符合国家标准的规定。并且,利用该设备,分别在波头1Λs、215Λs、和8Λs,幅值5kA、10kA、20kA、40kA冲击电流下,对不同厂家的D3、D4、D5、D7电阻片的残压进行了测量,并对试验结果进行了分析比较,供有关部门在制定避雷器技术条件时作为参考。2陡波冲击电流发生器试验装置的调试211参数要求a,陡波冲击电流具有视在波前1Λs的冲击电流,实测波前时间为019Λs～111Λs,视在波尾半峰值时间不应大于20Λs。b,试验装置应能产生陡波冲击电流幅值40kA。c,试验装置测量系统的响应特性应符合以下要求:冲击电流测量系统的响应特性≤150ns冲击残压测量系统的响应特性≤20ns212设计方案的确定方案一:经理论计算并结合实际工作经验,设计采用4台脉冲电容器作为主电容,单台额定电压50kV,电容量2ΛF,但由于经费问题,予以否定。方案二:在试验室中,有多台脉冲电容器为原收稿日期:2003208208作者简介:张益民(19682),男,山西天镇人,工程师,现从事高电压技术研究。·93·2004年第1期(总第197期)电瓷避雷器INSULATORSANDSURGEARRESTERS2004Number1(Ser1№197)©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net1600kV冲击电压发生器拆换下来的旧电容器,单台额定电压100kV,电容量1ΛF,可采用两台电容器并联方式作为主电容。充电回路与8�20Λs残压试验回路的充电部分共用。无经费问题,确定采用方案二。213波形调试a,试验装置整体布置的原则是,放电路径应尽量短,以减小回路总电感,使冲击电流有尽可能大的陡度和幅值。尤其是产生波头1Λs的冲击电流,减小电感尤为重要,否则波头长度将会超过标准规定。b,回路中串联一个18左右的线性电阻,一方面可以限制试品电阻片闪络时的电容器短路电流,另一方面还可以起缩短波头时间的作用。该串联电阻的热容量和内电感都比金属丝绕电阻好。c,测量残压时,从电阻分压器到试品引线尽量短且用截面较大的裸铜线,否则,由于di�dt的影响,冲击电流幅值越高,影响越大,残压测量误差将增加3%～5%。d,调试结果如图1、图2所示。图15kA冲击电流示波图注:图中CH1为通道1冲击电流波形;CH2为通道2残压波形;实测波前时间1104Λs。214电流和电...
