1050KV沖擊電壓發生器成套試驗設備技術方案

HYJD-1050KV沖擊電壓發生器成套試驗設備

技術方案

一、適用范圍

本發生器適用于空氣間隙、絕緣子串、套管、電力變壓器和互感器等試品進行標準雷電沖擊電壓全波，標準操作波和截波等沖擊電壓試驗。

二、一般使用條件

海拔高度：£1000m

環境溫度：-5℃～＋40℃

相對濕度：<90％

zui大日溫差：25℃

使用環境：戶內

無導電塵埃

無火災及爆炸危險

不含有腐蝕金屬和絕緣的氣體存在

電源電壓的波形為實際正弦波,波形畸變率<5%

三、遵循標準

GB/T 311.1高壓輸變電設備的絕緣與配合

GB/T 16927.1高電壓試驗技術 *部分 一般試驗要求

GB/T 16927.2高電壓試驗技術 第二部分 測量系統

GB/T 16896.1 高電壓沖擊試驗用數字記錄儀

JB/T 7616 高壓線路絕緣子陡波沖擊耐受試驗

DL/T 557高電壓線路絕緣子陡波沖擊試驗、定義、試驗方法和判據

ZBF 24001沖擊電壓試驗實施細則

四、額定參數值

1、標稱電壓：±1050kV

2、額定級電壓：±150kV

3、標稱能量：79kJ

4、沖擊總電容：0.1429微法(單臺脈沖電容器2.0微法/75千伏，共7臺).

5、總級數：8級

6、標準波形參數：

(1) 標準雷電沖擊電壓全波，±1.2/50ms電壓利用系數>85％（空載300PF時大于90％）；

沖擊電壓波形參數及其偏差均符合有關國家GB311及GB16927標準的要求。

⑵截波時間為2～6ms，截波時間分散性標準偏差不大于0.1ms，

7、zui低輸出電壓大于10％標稱電壓

8、使用持續時間:在70％額定電壓以上，每120秒充放電一次可連續運行，在70％額定電壓以下，每60秒充放電一次可連續運行。

五、主要部件

1、充電部分

(1)采用恒流充電裝置；

(2)采用油浸式充電變壓器，次級電壓80kV，額定容量5千伏安；

(3)采用2DL-200kV/200mA的高壓整流硅堆,反向耐壓³200kV，平均電流³0.2A，高壓整流硅堆安裝在充電變壓器旁，可由傳動機構自動倒換充電電壓極性.控制臺上有極性開關轉換按鍵；

(4)高壓整流硅堆保護電阻采用漆包電阻絲有感密繞在絕緣管上；

(5)采用單邊不對稱恒流充電方式；

(6)自動控制時，恒流充電裝置在10%～100%額定充電電壓范圍內，實際充電電壓與整定電壓偏差不大于±1%，充電電壓的不穩定性不大于±1%，充電電壓的可調精度為1%；

(7)直流電阻分壓器2只，采用75kV，200MW，油浸式金屬膜電阻.低壓臂電阻裝在分壓器底法蘭內，低壓臂上的電壓信號用屏蔽電纜引入控制臺內；

(8)自動接地開關采用電磁鐵分合接地機構，試驗停止時可自動將主電容器短路并經保護電阻接地；

(9) 恒流充電的電感、電容、充電變壓器(包括高壓整流硅堆及極性轉換裝置)及其保護電阻，自動接地開關和絕緣支柱等安裝在一個底盤上；

2.本體部分

(1)主體結構形式采用四柱結構，由4只法蘭構成的鋼體支架平行外掛兩只電容器，構成一個穩定的結構組成1級，主體設備為7級，組成組合塔式結構，各級逐級疊裝，拆裝檢測方便，整體結構穩定；

(2) 本體采用對稱恒流充電方式，恒流調壓，從零至整定電壓連續可調，點火放電瞬間充電電源自動關斷，每級額定電壓150kV；

(3)本體絕緣支柱7級塔式結構.每級包括2臺MWF75-2.0鐵外殼油浸式脈沖電容器、充電電阻、波頭電阻、波尾電阻和點火球隙等，

所有同步放電球均裝在封閉的絕緣內，通過控制臺可手、自動調節球隙并帶供干燥的干凈空氣；

(4)單臺脈沖電容為2±0.05mF，直流工作電壓±75kV，電容器電感£0.2mH，復合膜油浸絕緣，電容器在正常的工作狀態和工作環境下，電容器出線套管能夠承受垂直拉力15kg，同時保證不損壞和滲漏油；

(5)波頭(前)電阻、波尾電阻均采用板形結構，無感繞制，其自感£2.5mH(減小電感的目的是為了增大負載容量，對于特大容量的負載（如大于5000PF）此項可采用外加調波電容和調波電阻的合適的組合來達到增大負載的目的。)，接頭均為彈簧壓接力式；

(6)波頭(前)、波尾電阻支架可以由四支電阻同時并聯，波頭(前)、波尾電阻長度相等，可通用，且每一級都設有存放多余的調波電阻及短路桿的位置；用短路桿插接可方便使發生器串聯運行；

(7) 全套配有

7.1 雷電波頭電阻3套；

7.2 波尾電阻2套；

7.3充電電阻1套（備用1只）；

(8)*級球隙采用雙邊異極性觸發，第二級至第柒級球隙均采用三間隙球隙點火，同步誤動率或拒動率不大于2%；同步范圍≥20%。

(9)各級球隙距離由電動機驅動作直線調整，控制系統指示對應球距的充電電壓，傳動結構帶有上下限位開關；

(10)球隙距離可在控制系統上手動或自動調節；

(11)本體可每二級或多級并聯使用，并聯連接桿采用統一接插件，方便換接。設備上能擱置多余的調波電阻而不影響電氣性能；

(12)本體裝有絕緣梯，其載重量按120kg設計，以方便工作人員更換調波元件，每級試驗存放調波電阻和連接桿的托架；

(13)本體zui下一級采用實心絕緣柱，其它各級采用二端密封絕緣筒，密封性能良好；

(14)各級間均采取防暈措施，在整套充電過程中不會出現明顯電暈。

(15) 配有安全接地系統，便于試驗人員攀登本體更換電阻或維修時啟動接地系統，將所有電容器全部短接并接地。

(17)級間絕緣及機械支撐能夠承受165kV直流電壓而不產生放電。

(18) 本體上安裝的攀登絕緣梯，絕緣梯方便工作且安全可靠，本體機械完夠滿足機械和電氣強度。

(19) 發生器頂部裝有均壓罩，由龜塊鋁片組成。

3、±1050KV弱阻尼電容分壓器

高壓臂電容器由1節組成，每節額定參數1050kV/400微微法，額定雷電沖擊耐受電壓為1050kV。

該分壓器配備一只低壓臂電容器，分壓比分別為3500，分壓比精度小于±1％；

弱阻尼電容分壓器的方波響應特性滿足GB311標準要求

4、900kV多級截斷間隙裝置

包括1800微微法/150kV均壓電容器六臺，截波點火球隙六對，2～6ms的延時觸發裝置等。截波時間為2～6ms，截波時間分散性標準偏差不大于0.1ms，多球截波球隙距離由控制臺通過電動傳動機構調節。

六、IMC沖擊電壓發生器測控一體化系統

1．概述

IMCS03012沖擊電壓發生器測控一體化系統是集測量、控制于一體的高電壓設備自動化信息平臺，它以超高速、大容量瞬態信號采集模塊、程控放大器以及下位機及執行機構為核心部件組成，通過工業控制計算機實現對全系統的全自動控制和快速信號分析處理。由于采用通用的工業控制計算機作為信息平臺，為日后的沖擊電壓發生器測控升級和擴充提供了廣闊的空間，同時為構建試驗室信息中心提供了硬件基礎。以上各個部分均按照工業級工藝標準設計制造，為系統可靠性、穩定性、度、及運行速度提供了保證。

IMCS03012針對高電壓試驗室的運行環境，尤其考慮了沖擊試驗的特點采用了抗強電磁干擾設計，技術性能指標滿足IEC61083以及IEEE1122、GB/T16896.1-1997/200X 、IEC61000等標準的要求。

操作軟件在VC編程環境下編寫，基于WINDOWS操作系統運行，為系統兼容性，通用性提供了保證。界面簡單直觀、便于操作。

2．主要特點

• 全測控一體化；集成度高；
• 采集用3012美國泰克示波器
• 系統采用上下位機模式，上下位機之間用光纖連接。
• 在試驗過程中實時顯示波形及波形參數，包括峰值、波頭時間、波尾（截斷）時間，并存貯數據；
• 波形分析軟件通過計算機測試分析；
• 工業一體化設計具有高穩定性、高可靠性和優異的電磁兼容性，不需要任何額外的屏蔽裝置；
• 自動生成試驗報告和圖表；
• 同時顯示試驗電壓和試品電流的波形，便于比對分析；
• 通過網絡（LAN）實現遠程控制和數據傳輸功能，測量數據可以實時共享；
• 用戶根據試驗內容預設的參數可以保存和重新調用，避免重復性工作；
• 上下位機采用光纖隔離，保證了操作臺的安全性。
• 上下位機通訊采用全雙工模式，使用通訊協議，保證了通訊的可靠性。
• 硬件電器連鎖，保證操作的正確性和可靠性；
• 軟件兩級操作互鎖，上位機（工業控制計算機）會根據當前狀態屏蔽不合法的操作，下位機在執行任何操作前都要根據當前狀態進行合法性判斷，然后執行。
• 采用閉環控制恒流充電及電壓微調的充電模式，既保證了充電的精度又縮短了充電時間。

• 3．控制系統的主要功能

• 自動充電方式：設定每級充電電壓值自動充電并保持；
• 手動充電方式：手動調節電壓并微調；
• 同步球隙根據所整定的充電電壓，自動調整球隙距離，并顯示實際的距離值。球隙限位開關動作時，發出指示；特設球隙距離微調，便于小范圍的調節球距。
• 充電速度選擇，用戶可根據試驗需要，選擇充電速度。
• 自動轉換充電電壓極性,并在屏幕上顯示；
• 過壓、過流保護，自動接地；
• 自動點火：根據設定的參數，包括整定電壓值和整定時間值自動完成一個升壓、保持、點火的過程；
• 可以直觀的顯示每次放電的狀況，包括放電電壓值、正常放電或自放電；

• 緊急分閘，不同于手動分閘，緊急分閘直接通過按鈕切斷主回路電源，用于異常狀況，如控制室停電等。

• 技術參數

  測量通道數		2通道
  采樣速率	100MS/s
  幅值分辨率		9Bits
  幅值誤差	<1%
  顯示屏幕	15”LCD，1024×768  32位真彩色
  上位機		以In P4 2.4GHz處理器為核心的一體化工作站為平臺
  下位機控制單元	以基于51內核的MCU處理器為主控單元
  截波點火控制脈沖延時		精度0.1us。
  隔離單元耐電強度	>2500V/RMS ,1min
  下位機AD采樣分辨率		9Bit
  下位機AD采樣非線性誤差	<1LSB
  下位機AD采樣時間	<10us
  下位機AD采樣通道		8
  下位機數字通道	32輸入，32輸出