GB T 7449-1987 电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则.pdf
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1、中华人民共和国国家标准电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则Guide to the lightning impulse and switching impulse testing of power transformers and reactors UDC 621.314.222 .6621.316 .933 :&21.317 GB 7 449-87 本导则等效采用IEC 722(1982比电力变压器和电抗器的雷电冲击试验与操作冲击试验的导国仙。本导则引用了GB 311.2 311. 683高电压试验技术平nGB1094.3-85电力变压器第三部分绝缘水平和绝缘试验中的内容。1 范围
2、本导则的日的是对电力变压器的富电冲击和操作冲击试验的现行方法提供一个准则并作一些说明,以作为GB 1094.3 85的补充。本导员IJ的内容通常也运用于电忧器,至于电磁式电压互感器也可以参照执行。本导则包括试验电路、接线、波形及试验时接地、故障检测方法、试验程序、测量技术以及试验结果分析等方面。本导则所述的一切试验技术,尽可能采用GB 311. 2311.6-83中所规定的内容。2总则本导则是以通用的冲击电压发生器对变压器和电抗器进行雷电冲击和操作冲击试验为基础而编制的。至于另用电容器组对变压器的低压或中j玉绕组放电,产生操作冲击波的方法也是适用的。但对于在电路中另加串联电感调波,对高压绕组传
3、递种衰减振荡波的方法,本导则没有涉及。本导则不规定其它产生或模拟操作冲击波的方法,如从低压或中压绕纽通人直流励磁电流然后截断,用工频电压的一个周波或某4段波形等方法。选烽变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验时的试验电路及端子接线有不同的考虑。雷电冲击试验时,变压器和电抗器所有端子和绕组均可分别地按规定的耐受电压水平值进行试验,但在操作冲击试验下,由于各绕组之间主要是靠磁销合传递电ff,个绕组加j王时,则传递至其它非试绕组的喘电底是一定的,因此规定的耐受电压水平只能在丰个绕古Ht达到。电抗器的雷电冲击试验与变压器相似,在本导则叶1是放在4起叙述的。但在操作冲击试验中,电抗器和变压器有不同的考虑
4、,且出现的问题也不完全样,故分别加以叙述。S标准波形按GB 1094.3-85的规定,试验时采用的标准被形为za. 雷电冲击全校:l. 2士30o /so 20 % s, b. 需电冲击截波2截断时间25肘,过零系数接近于0.3(0.25 0.35)1 c. 操作冲击波2视在波前时间T 1) )白20250间,超过90%峰俏的时间(Td)至少为2(1llflS , 从视在原点到第一个过零点的时间Tz)至少为500归。确定波形的方法见GB 311.3-83的有关规定;操作冲击波见木号则国l0 国家标准局1987-0316批准1987 10 01实施98 GB 7449-87 T,一一一一一-I
5、,一T, = t.67T 30% 电压90%c 100 %一l一一一一豆孟画I 电流a 1(厄摆T, 凋刷TT- I I ; 30 %伽电IfT, =!.67T 回%-l 100 %十I 电慌b电抗器图1变压器和电抗器的撮作冲击波形4 试验电路按试验设备,试品及测量装置的实际布置,可分为下述三个基本电路(参见阁2) : a. 主电路s包括冲击电压发生器,附加i周披元件及试品Bb. 测量电路,c. 截断波电路(产生截波用)。98 be R, 戳断阳1隙GB 7 449-8 7 c,. 试,!,I 电陀耐瞌电路z, ( c ) z, () 、誓唁降地i.图2典型的冲击试验电路图甘11罩c, 发生器
6、电容,c,负荷电容Ic 1 试I;i世电容BL ,-i式品等值!.感,R军串联电阳(披荆电rll1R,一外部串联电阳t戎波前电阻hRe 并联电阻(放尾电阻)I Z 一戳断电路巾的附加Ill.抗,z 沙压器高压臂阻抗,z 2 jffC器;ft特ll民it z由f试验设备不同,R,R,可能只有4个。下如j参数对冲击电压波形有影响:a. 试品的等值电容c,和等值电感Lt J 就台试品而言,在某一波形下Ct基本E是.b1il定值,专豆子L,随试品端ft要线不同1111不同,详见6.1,6.3, 7.2.1, 7.3. l及附录A。b. 冲击电压发牛器电容cl c. 调拨元ftRs;,Rse, RP,
7、CL及分压器阻扰Zl J d. 冲击电压发生器和整个试验电路的寄牛电感和杂散电容, 截断波装置,视在彼岸J时间T1,主要决定于c,c,. R, R, CL等参数。视在半(直时间T2.主雯决定f, t 、C,R p等参数,但如LT太卦,R,十R,对T,也有明显的影响。至1二操作波Tz详见第7章。ill电冲击和操作冲击试验用的设备,基本I二是甲样的.(是Ji;f牛的参数不同,直ll电H.fl.i和电容(白不相lci,此外,还有试验时试品端ft墓线不同。100 GB 7449-87 冲击电j王发生器的输出电压,由试品的试验电压决定,所需要的能量主雯由试品的阻抗决定。为了满足雷电冲击和操作冲击试验的不
8、同要求,套设备必须有几种不同参数的R,;,R、Rr相(Lo操作冲击试驮需要高值的R,和(或)CL,这将使发生器输出效率明显的降低。关于波形调节原理的简要说明可参见附录A。试验设备、试品、高压引线,连接电缆以及接地线等布置要考虑到试验宅空间的限制,特别是各种结构的邻近效应。由F冲击试验时冲击电压和冲击电流幅值很大并且变化率又很高,再者接地系统的阻抗并不是理想的无限小的值,因此,不能认为整个接地系统都处在零电忱。不同接地点的电位将有明显的差异,I&边悸A个)的“参考接地点”是非常重要的。试品和冲击电II发生器之间的电流回线应是低阻扰的,并且此电流困线应与接地系统牢阳地接在起,最好在试i11附近处的
9、接地点接地,此ti地点便认XJ;是“参考按地点气所有接地线均应是低阻扰的哼线,参,1,GB311.5-83。电压测量电路应从试品加压端t ti接引出,引线应尽可能的短,并且是个只有测量;电流流过的单独的支赂,它应与k述“参考接地点”连陕良好,电压测量支路的电流和通过试验绕织的电流相比应是很小的。在操作冲击试验中,冲击电!长和冲击电流的变化率比雷电冲击试验时要小的多,并且通常又无截波试验要求,因此试验电路周围和“参考接地点”的电位梯度均明显降低,危险性较小。但仍建议按宙电冲l行试验的接地启式f墓地。5测量系统及校正测量装置应按GB311.585标准要求进行校验,奎于测量系统及其校正,本导则不再提
10、出ff:fuJ新的建议。试验前,应对试验电路和测量系统进行全面的检查,此时施加电压值可在额1立耐受试验电压的506以下,检杏时,电压值可用球隙放电或用英它已务检验合格的测量系统进行比较来决定。:J用球隙测量电IE时,只能做为检性的1;作,不能做为测最系统的定期校1ECf午3枪鱼完毕,除拆除检查用的各种装置外,试验电路和1测最系统均不得变动。关于分压器的型式及其使用方法、准确度、校l正和怜查等,详见GB 311.4-83和GB311.5 83 41的有关规定。6 雷电冲击波试验6. 1 全波浪形在大型电力变压器和电抗器的雷电冲击全波试验巾,由于其绕细的等值电感小和(或)等值电容大,往往不可能得到
11、规定的标准波形,此时也允许放形钉更大的偏差。6. 1. 1 视在波前时间Tt 由f变压器/tfl击人II r包容是个常数,战为得到符介雯求的Tl,只能减少串联电阻,另外,丙为设备本身和试验回赂rp存在着一定数鼠的寄生电感,r,串联电阳f民i1小将使波形的波前部分产生严霞的振荡,按GB 311.3-83规屯,振荡(或过冲)幅值不应大子施加电压峰值的5u,这样就使串联电阻的阻他不能.A1J;从而j决定(il主形的7l f肉。若想得到标准的T,值,往往振荡(戎过冲幅值超阳,fi保i1E振荡(i:J:/ttl)幅值,将使T,的超限,衬此必须两者同时兼顾。般地说,在振荡(过冲)幅值不扭过施加电压峰值10
12、.%的前提F,应尽量的缩短Tl 值。6. 1. 2 视在半值时间T,对于大电电变压器,尤其是低压戎rlf仨绕刻的冲击试验T,千:1t达4;如j标准规定的问民,增加T,时间的办法,通常是增加c.和Rr,fEJ(,由试验设备而定。当Lt过小时,Rr增加到-Ji:数伯后则基本t本起i用Tif1;用。另外可以仪变试品本身的接线以用加莫fl抗,j兰培拉长7、2fl白。如ga. 非试绕tli的尚!王端f络电旺l接施,i革将使i式品的被试绕组的有效电感显著增大z但必须保i1EJ OJ GB 7449-87 非试绕组端于上的电压不超过该绕组的额定耐受电压的75%。b. 自藕变压器被试绕组的非试端子(接地端除夕
13、忡,可以通过小于4000的电阻接地,但应保iJE非试端于上的电压不跑过本身额定耐受电压的75%。c. 当被试绕组是全绝缘或三角形联结绕组时,被试绕组的非试端子,允许通过小于sooQ的电阻接地,但应保证非试端子上的电压不超过本身额定耐受电压的75%。当试品电感太小和(或发生器的电容较小,以至波尾呈现振荡时及极性电压峰直不应超过施加电压峰值的50%。根据这个原则,关于发生器电容值的选择及波形调节准则,可参见附录A。6. 1.3 中性点试验的全波波形当由高压端加压时,加压端应为标准波形,中性点端只考虑电压,不要求波形。当中性点良接加压时,允许T1 500间,扭过90%峰值持续时间Td;zoo阳(参见
14、la);可见操作放试验时对波前时间的要求并不严格,只是要求街足够长的时间以保证绕组上的电压分布基本t均匀即时。当被)cf部分出现振荡时,t反极性峰值的要求仍然司雷电冲击仓波A样,应不大T施JU电压岭值的so。波前时间是由绕组的等值电容、负衍电容和串联电Pllc参见图2)等参数决定的,披前时间的l,tj节问题基本与需电冲击全被试验调波相同。波尾时间,不仅受电路各种参数影响,而且还叮能受到磁峦j占到饱和的影响,lL t1k . C.; TS lil和1时,it恼等值电感骤降,吏波形迅速下跌过零,绝大多数变!E器在全试验电压F铁总将达到磁炮和l,因此波尾时间不能用ff自时间来表征,而用T,平u7d表
15、hl(参见罔l吟。铁芯、达到饱和的时间与铁芯尺寸,剩磁悄悦和施加电!E riif底有关。施加电It、制闷的操作冲击彼,为了保证各次波形一致,必须使加压前铁足;的起/f,j磁化状态相同。降低电压下的波形不可能与合试验电压下的波形完全相间,在降低电Jkr:; 般铁芯不出现磁饱和,甚至有时在全试验电压下,也可能不出现磁饱和,如果铁芯Ill现饱和,对波形的影响大小与其他和程度有关,因此在降低电压下,只能确也T1和72。只有在施加l第次全试验电!Ii之后,才能俐在T,a由T变压器不同铁芯性的磁阻也不完全相同,因此各相试验时,波j怪的波)Jf;i民也叮能差异。7. 2. 2 试品端于接线和故障探视lj方法
16、按照GB 1094.3-85的要求,对于兰相变lk器只允l午采用种接线。如国4所;j;,Jt1j1饨点,c:.、是按地的,一相加压另两个非试相端f呵以连挂在a起,对f二jfjjf; !).:ii绕纠斗在试枉!端j必须)f赂,般不允许非试绕细短路。网为对操作冲击试驼,这种短路的放应基本l.与f岳阳内压试验时村H吨。电ffi副局tct,斟i相撒闭J均是也盹,、lZF飞!”1: 底线在!、111,t;剖f施加rff1 I岳纯臼lJ(l0lr 罔4操作/tjl;Jj i式验Ij I的itif iW线和J,投降以测机1、J GB 7449-87 选佯哪一个绕组自接施加电压及此电压值的大小,般可由制造决定
17、,施加电!长俏的大小,必须保证最高额定电压绕组上的端电压,达到额定耐受电压水半。虽然操作冲击波的基本波形部分是通过电磁感应传递的,从理论t来讲当对相端手施加电压U时,非试相端fi二的电压将为o.5U,相间电叹为1.5U,但是,由于相间祸合电容,每相本身的电容和电感等将能引起附加的振荡,并迭加在基木传递波上,所以,在实际试验时若平4采取适i吁f告施的l飞5非试端Fk的电压耍高于0.5U,相间电压也高于1.5(/ (参见附录B图B14)。通常采用在非试相端Ft接入电阻负载,把非试相的电压限制为0.5倍的被试相所施加的电压,31F试相接入电阻时,将使非试相被形的被llii时间拉长,这样被试相瑞电压波
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