四川大学高电压—冲击电压实验报告

高电压实验（二）

———冲击电压实验

学院 : 电气信息学院

专业 : 电气工程及其自动化

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老师：

实验五冲击电压试验

一．实验目的：

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，明确冲击电压试验的有关注意事项，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．预习要点：

冲击电压在系统中的存在形式和表现，冲击电压的特点；

标准雷电冲击电压波；冲击电压截波；冲击电压陡波；冲击电压操作波；有关概念、波形及其参数。

冲击电压发生器；冲击电压的测量；冲击电压试验方法；GB311《高电压试验技术》等。三．实验项目：

1.现场认识和了解冲击电压试验系统

现场认识和了解冲击电压试验的系统和结构,了解其工作原理，明确操作要点和注意事项，掌握操作方法和步骤，学会正确操作试验系统。

2.雷电冲击标准电压波实现

对冲击电压实验系统进行重构，满足产生雷电冲击标准电压波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压截波的产生和测量。

3.冲击电压截波实现

对冲击电压实验系统进行重构，满足产生冲击电压截波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压截波的产生和测量。

4.冲击电压陡波实现

对冲击电压实验系统进行重构，满足产生电压陡波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压陡波的产生和测量。

5.冲击电压操作波实现

对冲击电压实验系统进行重构，满足产生冲击电压操作波要求，对冲击电压实验系统进行调试，实现冲击电压操作波的产生和测量。

四．冲击高压试验设备元件清单

1．T：实验变压器；2．主电容；3．高压硅堆；4．r f：波头电阻；

5．r t：波尾电阻；6．g1~g6：放电球隙；7．r：保护电阻；

8．R：充电电阻；9．G：测量球隙；10．C X：被试品；

11．C1、C2、C3：分压器电容；12．CRO：示波器。

五、实验原理

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2种基本形式，即直击雷过电压和感应

雷过电压，它们都表现为一段作用很短的过电压脉冲。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，是系统状态改变，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形。 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加严重的威胁，而冲击陡波对冲击陡波对绝缘子内绝缘子内绝缘的威胁更大。

操作冲击波的能量来自系统内部，其作用时间比雷电波长得多，持续的能量累积造成的损害可能比雷电波更为严重 3.冲击电压的波形及其参数

大自然的雷电波或实际的操作波并不一致，但为了便于研究和工程应用，对统计结果进行优化和标准化，形成工程上应用的标准冲击波，主要包括以下4种： （1）雷电冲击电压全波

图5-1 雷电冲击电压全波波形 参数：T1/T2=1.2/50μs

精确要求：峰值003≤±，00130T ≤±，00220T ≤±

（2）冲击电压截波

图5-2 冲击电压截波波形（尾截波）

图5-3 冲击电压截波波形（头截波）参数：Tc=2～5μs

截波过零洗漱U2/Uc=0.30.05

（3）冲击电压陡波

图5-4 冲击电压陡波波形 参数：T1/T2=0.2/10μs T1=2～5μs

陡度25KV/ns 或1000KV/μs （4）冲击电压操作波

参数：参数：Tcr/T2=250/2500μs

精确要求：峰值003≤±，00cr 30T ≤±，00260T ≤±

4.冲击电压的产生与测量 （1）冲击电压的产生

试验所需冲击电压波由冲击电压发生器产生。以冲击电容并联充电串级放电的原

理工作，流行多种结构，如下图：、

六．实验接线：

1.雷电冲击标准电压波实验接线

2.冲击电压截波实验接线

3.冲击电压陡波接线

八、实验数据和波形记录

雷电冲击电压标准波波形

读出参数Up=—518.02KV,T1=1.12μs，T2=43.50μs 冲击电压截波波形（尾截波）

读出参数Up=—843.07KV,T1=1.14μs ，T2=16.93μs 读出Tc=3.5μs ，U2=200KV ，Uc=780KV

两次波形对比

九、数据处理

1.雷电冲击电压标准波

000000001.12 1.2

1100 6.7301.2T -=

⨯=-<± 0000000043.5050

2100 1.32050T -=⨯=-<±

所以雷电冲击电压标准波满足精度要求 2.冲击电压截波波形（尾截波）

Tc=3.5μs 在2～5μs 范围内

U2/Uc=200/780=2.56满足U2/Uc=0.30.05±

故满足要求

十、心得体会

这次“冲击电压”给人留下最深的印象就是那一声巨响了，感受颇深。除了这些，我还通过这次试验了解了冲击电压在系统中的存在形式和表现和冲击电压的特点，认识和了解冲击电压试验系统。学习到了因雷电影响会在电力系统中产生大气过电压，有2种基本形式，即直击雷过电压和感应雷过电压，它们都表现为一段作用很短的过电压脉冲。实验丰富了我的理论知识，加强了我的实际操作能力还有数据分析能力。在老师的讲解下，我对冲击电压产生了兴趣，今后将更深入的了解它的特点还有它对系统的影响。

高压试验最重要的就是随时保有安全意识，通过实验也加强了我对高电压操作安全的意识，这对于以后的实际工作有很大的意义！