雷电冲击电压发生器
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雷电冲击电压发生器的特点有哪些发生器如何操作雷电冲击电压发生器紧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。
多种波形冲击电压发生器可雷电冲击电压发生器紧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。
多种波形冲击电压发生器可产生标准雷电波、操作波、雷电截波、振荡雷电波、振荡操作波、线路绝缘子陡波、合成绝缘子陡波和变压器感应操作波共八种冲击电压波形,技术指标符合国家标准和IEC标准的规定。
产品特点:回路电感小,并实行带阻滤波措施,在大电容量负载下能产生标准冲击波,负载本领大;电压利用系数高,雷电波和操作波分别不低于85%和80%;调波便利,操作简单,同步性能好,动作牢靠;接受恒流充电自动掌控技术,自动化程度高,抗干扰本领强;成套装置:冲击电压发生器本体、充电装置、弱阻尼电容分压器、多球截波或单球截波装置、陡波装置、陡波分压器、掌控台和测量装置。
能产生:标准雷电波、操作波、雷电截波、振荡雷电波、振荡操作波、线路绝缘子陡波、合成绝缘子陡波、变压器感应操作波等八种冲击电压波形雷电冲击电压发生器额定参数值标称电压:±900kV级电压:±150kV额定能量:21.9kJ每级主电容:0.325μF150kV(单台脉冲电容器0.65μF/75kV)冲击总电容:0.05417μF总级数:6级负荷电容:300—2000PF以下能产生以下几种波形1、标准雷电冲击电压全波,±1.2/50μs电压利用系数>90%(空载);波头时间1.2±30%微秒,波尾时间50±20%微秒。
2、1000~1500V/nS合成绝缘子陡波冲击电压,最大幅值600kV。
3、盘形悬式绝缘子2.8p.u.4、针式绝缘子2.0p.u.5、柱式绝缘子2.3p.u.这几种冲击电压波形参数及其偏差均符合有关国家GB311及GB16927标准的要求。
雷电波冲击电流发生器的MATLAB/Simulink仿真及参数选取摘要:本文介绍了雷电波冲击电流发生器的工作原理,对冲击电流发生器的放电回路进行了理论分析。
介绍了一种在MATLAB/Simulink仿真环境下,通过模拟冲击电流发生器放电回路来进行电阻和电感等参数选取及冲击电流波形调试的方法,为实际检测中雷电波冲击电流发生器的波形调节提供理论依据及软件参考。
关键词:冲击电流发生器,MATLAB,Simulink,仿真1. 引言在通信上为了考核电涌保护器和通信设备抗感应雷能力的测试,检测实验室需要具备模拟雷电流的设备——雷电波冲击电流发生器,根据GB18802.1-2002[1]《低压配电系统的电涌保护器》以及通信行业标准1235.2-2002[2]《通信局(站)低压配电系统用电涌保护器测试方法》的规定,8/20s标准雷电流是测试电涌保护器动作负载试验以及残压测试的规定波形。
标准中对8/20s波形图及其参数规定如图1所示:图1 冲击电流波形视在原点(O1):通过冲击电流峰值的10%和90%所画直线与时间坐标轴的相交点;视在波头时间(T f):其值等于冲击电流峰值的10%增加到90%(见图1)所需时间T的1.25倍;视在波尾(或半峰值)时间(T t):冲击电流视在原点O1与电流下降到峰值一半的时间间隔。
容许偏差:峰值±10%波前时间T f ±10%半峰值时间T t ±10%在冲击峰值附近,允许小的过冲或振荡,但是单个幅值不应超过其峰值的5%。
当电流下降到零后,反极性的振荡幅值不应超过峰值的20%。
2. 冲击电流发生器的工作原理[3]冲击电流发生器的基本原理是:数台或数组大容量的电容器经由高压直流装置,以整流电压或恒流方式进行并联充电,然后通过间隙放电使试品上流过冲击大电流。
以信息产业防雷质量监督检验中心防雷实验室的冲击电流发生器为例,如图2所示,它包括充电回路和放电回路两部分。
雷电冲击电压发生器原理1. 概述雷电是自然界中常见的电现象,其强大的能量往往会对人类的生产生活造成严重的影响。
为了防止雷电对设备和建筑物造成损害,人们发明了各种防雷设备,其中就包括雷电冲击电压发生器。
本文将重点介绍雷电冲击电压发生器的原理以及其在防雷领域的应用。
2. 雷电冲击电压发生器的作用我们需要了解雷电冲击电压发生器在防雷领域的作用。
雷电冲击电压发生器是一种专门用于防雷的设备,其主要作用是在雷电冲击发生时把电压分配到耐雷设备上,从而避免雷击对设备造成损害。
3. 雷电冲击电压发生器的原理雷电冲击电压发生器的工作原理主要包括两个方面:波头电阻和波尾电阻。
4. 波头电阻波头电阻是指在雷电冲击发生时,电压波前的电阻,其作用是降低电压的波峰,从而减小雷电冲击对设备的影响。
波头电阻需要具备高强度、高频率响应和快速放电的特点,用于消耗雷电冲击的能量,保护被保护设备的安全。
5. 波尾电阻波尾电阻是指在雷电冲击后的电压波尾的电阻,其作用是将残余的电压波尾导向接地,以确保雷电冲击后设备的安全。
波尾电阻需要具备高功耗、高耐压、高放电容量和长寿命等特点,用于将电压波尾慢速放电,保障设备不受雷电冲击的损坏。
6. 雷电冲击电压发生器的应用雷电冲击电压发生器在工业、建筑、交通等领域都有广泛的应用。
例如在电力系统中,雷电冲击电压发生器可以保护变压器、线路等设备免受雷电冲击的影响;在建筑领域中,它可以抵御雷电对建筑物的损害;在交通领域中,它可以保护信号设备、通信设备等免受雷击的影响。
7. 结语雷电冲击电压发生器作为一种重要的防雷设备,其原理及应用对防止雷击对人类生产生活造成的损失具有重要意义。
通过了解其原理和应用,我们可以更好地了解防雷设备的工作原理,提高防雷设备的使用效果。
希望本文对读者有所帮助,多谢关注。
8. 雷电冲击电压发生器的发展趋势随着科技的不断发展,雷电冲击电压发生器的技术也在不断进步。
未来,人们对雷电冲击电压发生器提出了更高的要求,希望其在防雷领域能够有更加广泛和深远的应用。
避雷器试验用冲击电流波形及发生器回路参数简捷计算谭幼谦摘 要:从L-C-R 回路放电过程的经典描述出发,详细讨论了回路阻尼系数α与放电电流及元件电压变化规律,确定按减幅振荡条件才能得到符合避雷器标准要求的冲击电流波形的回路参数计算公式。
以简化的折线代替MOV 的伏安特性,简化了充电电压与放电电流幅值的计算。
最后还给出了α=0.33(即Tf/Tt=1/2.5)条件下回路参数R 、L 、C 及Tf 相互关系的诺模图,供直接选用,免去计算工作。
关键词:避雷器试验、标准冲击电流、减幅振荡、阻尼系数、MOV 伏安特性、诺模图中国分类号:TM 文章标识码:0 前言金属氧化物电阻MOV 以其臻于理想的伏安特性,已经全面代替了以前的碳化硅SiC 非线性电阻而广泛应用于过电压保护工程、成为现代避雷器的核心元件。
它的冲击电流试验设备参数选择也随之趋于简化。
本文拟以讲义方式详细推演R-L-C 放电回路的元件参数与波形的关系。
证实应以减幅振荡条件选择回路参数,才能得出符合标准的冲击电流波形,用折线式简化伏安特性代替MOV 的非线性伏安特性,可大大简化冲击电流发生器回路元件参数计算。
1 冲击电流波形标准国家标准GB 与国际IEC 标准对试验用冲击电流的波形规定相同,其定义参数见图1.。
图中是一条记录到的示波图迹线,放在线性刻度的坐标系中,将迹线上对应于幅值100%、90%、50%、10% 的各点,作垂线交于时间轴各相应点。
再将经90%及10%两点的直线延长,向下交时间轴于O ’,向上与100%水平线相交,此点的垂线横坐标即T 1.0。
以此垂线为底边,以O ’为顶点组成的直角三角形,另一腰即线段O ’- T 1.0的时长就定义为波前时间即T f 。
同时O ’-T 0.5线段的时长定义为半峰值时间即Tt 。
按标准定义此波形记为T f/Tt (单位是微秒),斜杠‘/’并无数学意义。
如此看来实际波形的起点O 并不参与波形定义时间计算,实际上这个起点时常也是模糊不清或有振荡,难以确定,所以需要定义一个O ’点,标准中称之为定义的‘视在原点’。
华中科技大学研究生课程考试答题本考生姓名**考生学号****系、年级*************类别硕士考试科目高电压测试技术考试日期2012年12 月15 日目录一、设计要求................................................................................. - 1 -二、冲击电压发生器的设计 .......................................................... - 1 -2.1原理分析 (1)2.2、设计回路图 (3)2.3、参数计算 (4)2.3.1、负荷电容,冲击电容的选取以及效率的估算 ....................................- 4 -2.3.2、波头电阻,波尾电阻,充电电阻,保护电阻的选取 ........................- 6 -2.3.3、试验变压器的选择 ................................................................................- 7 -2.3.4、硅堆选择 ................................................................................................- 9 -2.3.5、球隙的选择 ......................................................................................... - 10 -2.3.6、绝缘支撑件的选择 ............................................................................. - 11 -2.3.7、固有电感的估算 ................................................................................. - 11 -三、仿真实验及结果 ................................................................... - 13 -3.1、不考虑杂散参数的仿真 ........................................................................ - 13 -3.2、考虑杂散参数的仿真 ............................................................................ - 14 -3.3、对参数进行改进 .................................................................................... - 17 -四、测量系统设计 ....................................................................... - 18 -4.1分压器选型、参数与结构设计,电缆以及匹配阻抗的选择 (18)4.2考虑高压引线的影响 (21)4.3测量仪器的选择 (21)五、冲击电压发生器以及测量系统的总体结构.......................... - 22 -六、设计小结............................................................................... - 22 -一、设计要求设计一个标称电压为1500KV的冲击电压发生器及其测量系统,并且满足以下要求:1.产生1.2/50us的标准雷电冲击波;2.冲击电压发生器中计算所用元器件的参数,进行结构设计及杂散参数分析;测量系统中的结构设计、参数、分压器选型选取;3.考虑杂散参数的仿真分析及参数改进;二、冲击电压发生器的设计2.1 原理分析电力系统中的电力设备除了要承受正常情况下的工作电压以外,还要考虑在雷电冲击波作用下的承受能力,以应对环境变化所带来的影响。
球隙不仅可以测量交流电压和直流电压,也可以用来测量冲击电压。
测量交直流电压时的许多规定,仍可用于冲击测量。
冲击电压测量标准中规定,在测量标准全波和波尾截断的标准波时,峰值电压的不确定度不应大于±3%,球隙是能满足此点要求的。
一般间隙的冲击放电电压高于交流和直流的放电电压,冲击比大于1。
因为球隙是个稍不均匀电场,它的伏一时特性大体上是条水平线,冲击比等于1。
所以球隙的冲击放电电压和交直流放电电压可以并列一张表中。
但表中所列的是50%放电电压值,即是造成铜球隙50%放电概率的期望电压值。
雷电冲击波和操作冲击波都可用球隙测量电压,并可在同一表中查得。
测量交直流电压时球隙必须串有很大阻值的保护电阻来保护球面和防止振荡,冲击放电时间很短,不需要保护球面,而且放电前经过球隙的电容电流较大,如串接电阻过大,会影响测量结果。
但也不能不串接电阻,因为电阻可用来降低电压截断速度。
否则在电压截断时,在试品上可能会引起不希望的电压。
另一个目的是此电阻可用来消除大直径球的球隙回路中的振荡,这种振荡可能在球隙间引起比试品上更高的回路中的振荡,这种振荡可能在球隙间引起比试品上更高的电压。
对于较小直径的球,这一现象通常是不重要的。
标准规定串联电阻的阻值不应超过500 Ω,为了避免造成振荡,电电阻器应是低电感的,其电感量应不超过30 μH。
球隙放电的分散性较小,不过在冲击电压下,一般仍要经过2~3次预放电以后,放电才逐渐趋向稳定值。
所谓稳定值仍是在一个较小范围内的分散值,所以球隙采用50%放电电压值来测量冲击电压。
常采用多极法来确定50%放电电压值。
根据情况可以固定电压,逐级调整球隙距离;也可以固定球隙,逐级调节施加的电压值。
通常是由小值往大值调节。
图1:电压与放电概率P相邻两级间级差不大于预期放电电压的1%。
每级加压至少10次,各次放电间的时间间隔不小于30 s,共做5级。
每级加压至少10次。
由每级的放电概率及相应的电压值或距离,可在正态概率纸上求得50%放电电压值,见图1 。
防雷常用术语介绍浪涌(surge):沿线路传送电流、电压或功率的存在时间特别短的瞬态波。
其特性是快速上升后缓慢下降。
浪涌保护器(surge protective device):用来限制瞬态过电压及泄放相应的瞬态过电流的装置。
它至少应含有一个非线性元件,简称SPD。
电源SPD:用于保护低压用电设备不被从电源线路侵入的浪涌所损害。
信号SPD:用于保护弱电设备不被从信号线路侵入的浪涌所损害。
天馈SPD:用于保护射频收发系统不被从天馈线路侵入的浪涌所损害。
电压开关型SPD (V oltage switching type SPD):无电涌出现时为高阻抗,当出现电压电涌时突变为低阻抗。
通常采用放电间隙、充气放电管、闸流管和三端双向可控硅元件做这类SPD的组件。
有时称这类SPD为“短路开关型”或“克罗巴型”SPD。
限压型SPD(V oltage limiting type SPD):无电涌出现时为高阻抗,随着电涌电流和电压的增加,阻抗跟着连续变小。
通常采用压敏电阻、抑制二极管做这类SPD的组件。
有时称这类SPD为“箝压型”SPD组合型SPD(Combination type SPD):由电压开关型组件和限压型组件组合而成,可以显示为电压开关型或限压型或这两者都有的特性,这决定于所加电压的特性一端口SPD(串联型电源SPD one-port SPD):一种与被保护电路并联连接的SPD。
它可以有分离的输入和输出端子,但无专用的串联阻抗插入在输入与输出端子之间。
二端口SPD(并联型电源SPD two-port SPD):一种有输入及输出两组端子、且在其间插有专用串联阻抗的SPD。
保护模式for电源SPD(modes of protection):用于描述配电线路中SPD保护功能的配置情况。
在交流配电系统中分为相线与相线(L-L)、相线与地线(L-PE)、相线与中性线(L-N)、中性线与地线(N-PE)之间等四种保护模式。
35KV电力变压器雷电冲击试验技术方案一、适用范围本发生器用于35kV及以下电压等级的电力变压器、互感器、电抗器、避雷器、开关、及其它试品进行标准雷电冲击电压全波/截波试验。
二、使用条件海拔高度:≤1000m环境温度:-25℃~+45℃相对湿度:≤90%(20℃时)最大日温差:≤25℃抗地震能力:≤8级烈度安装地点:户内电源电压的波形为实际正弦波波形畸变率<3%设有一可靠接地点,接地电阻<0.5Ω三、遵循标准GB7449 电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击的试验导则GB1094.3-03 电力变压器第三部分绝缘水平和绝缘试验GB/T.311.1-1997 高压输变电设备的绝缘与配合GB/T 16927.1-1997 高电压试验技术第一部分一般试验要求GB/T 16927.2-1997 高电压试验技术第二部分测量系统GB/T 16896.1 高电压冲击试验用数字记录仪DL/T 848.5 高压试验装置通用技术条件第5部分冲击电压发生器四、额定参数值1、额定标称电压:±400kV2、额定级电压:±100kV3、额定能量:20kJ4、冲击总电容:0.25μF5、总级数:4级6、额定级电容量:1μF7、冲击电压波形参数:负荷电容为300~5000PF以下时能产生:标准雷电冲击电压全波 1.2±30%μs /50±20%μs,幅值±3%,峰值处振荡不大于幅值的5%;雷电截波截断时间2-6μs;这2种冲击电压波形参数及其偏差均符合有关国家GB311及GB16927标准的要求。
8、同步范围:级电压在10%~100%额定电压范围内,正负极性同步范围不小于20%;9、点火范围10%~100%10、同步放电失控率:< 2%11、输出电压:≤10un12、充电电压不稳定度:≤±1.0%13、使用持续时间:>70%un额定电压以上,每90秒充放电一次可连续运行;在<70%un额定电压下,每45秒充放电一次可连续运行。
RDCJ-300KV雷电冲击电压发生器技术条件一、使用条件海拔高度:<1000米相对湿度:<90%环境温度:-10℃~+40℃无灰尘、无毒、无腐蚀气体。
当湿度>90%凝露时,表面揩干,自然风干后,可继续使用。
相对湿度大于90%时,输出不降低。
二、额定参数值1、额定标称电压:±300千伏2、额定级电压:±150千伏3、额定能量:11.25千焦耳4、冲击总电容:0.25微法(脉冲电容器1微法/2×75千伏,共3台)5、负载能力:0~5000微微法。
6、输出冲击电压波形(1)1.2/50微秒雷电冲击电压全波,电压(空载)不小于95%;(2)截断时间2~5微秒雷电冲击电压截波,电压效率大于85%;冲击电压波形参数及其偏差均符合有关国家标准的要求。
7、使用持续时间:在80%额定电压以上,每90秒充放电一次可连续运行;在80%额定电压以下,每45秒充放电一次可连续运行。
三、主要部件1.充电部分(1)、采用恒流充电装置(2)、采用绝缘筒油浸式充电变压器,原边电压220伏,付边电压85千伏,额定容量5千伏安,变压器密封良好,无渗漏油;(3)、采用2DL-200千伏/100毫安的高压整流硅堆;(4)、高压整流硅堆保护电阻采用漆包电阻丝有感密绕在绝缘管上;(5)、采用不对称倍压充电方式;(6)、恒流充电装置在20%~100%额定充电电压范围内,实际充电电压与整定电压偏差不大于±1%,充电电压的不稳定性不大于±1%,充电电压的可调精度为1%.(7)、直流电阻分压器采用150千伏,300兆欧油浸式金属膜电阻,低压臂电阻装在分压器底法兰内,低压臂上的电压信号用屏蔽电缆引入控制台内。
(8)、自动接地开关采用电磁铁分合接地机构,试验停止时可自动将主电容器经保护电阻接地。
(9)、恒流充电的电感、电容装在控制台内,充电变压器、高压整流硅堆、保护电阻、自动接地开关和绝缘支柱等安装在一个移动式底盘上。
雷冲击峰值电压
雷冲击峰值电压是指当闪电或雷电击中建筑物、电线杆等设施时,电压瞬间升高到的最高值。
雷冲击峰值电压具有极高的峰值和短暂的
持续时间,可以引起严重的电气故障、火灾和爆炸等危险。
为了保护
设施和人员安全,需要对雷冲击峰值电压进行精确测量和有效防范。
雷冲击峰值电压的产生是由于雷电流在击中设施瞬间产生高强度
的电场和磁场,导致电荷的极速移动和电压的瞬间升高。
通常情况下,雷冲击峰值电压可达到数十千伏至数百千伏,甚至超过1000千伏。
这
样高的电压会造成电气设施的直接损坏和迅速蔓延,同时还会产生强
烈的电磁辐射和电弧放电,引起火灾和爆炸。
为了减少雷电带来的影响,对雷冲击峰值电压的测量和防范至关
重要。
首先,需要对建筑物和电气设施进行有效的雷电防护措施,如
安装避雷针、接地装置、防雷网等。
此外,还需要使用专业的测试仪
器对雷冲击峰值电压进行精确测量和分析,以便及时采取相应的保护
措施。
常用的测试仪器包括高压差动探头、高压测量仪、电冲击波发
生器等。
除了防范和测量,还需要加强对雷电的科学研究和预测。
目前,
常用的雷电预警方法包括雷达探测、气象观测和地面电场监测等。
通
过对雷电的预测和监测,可以提前采取相应的预防措施,减少雷电带
来的危害和损失。
总之,雷冲击峰值电压是电气设施和建筑物面临的重大威胁之一,对于防范和测量都需要进行科学有效的措施。
只有加强科学研究和技
术应用,才能更好地保护人员和财产安全,减少雷电带来的影响。