沖擊電壓發(fā)生器動作時的等值電路如圖2所示。圖中C1為主電容,又稱沖擊電容,它相當于各級串聯(lián)后的總電容,即;C2為負荷電容,即C2=C0,它包括調(diào)波電容、試品電容、測量設(shè)備(分壓器)電容及聯(lián)線等寄生電容;G 代表控制放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻,它們相當于各級rf和rt的總和,即Rf=nrf,Rt=nrt;U1為充電電壓,它相當于各級串聯(lián)后的總電壓,即U1=nV;U2為輸出電壓,即所需的沖擊電壓。此等值電路相當于單級沖擊電壓發(fā)生器的電路。根據(jù)電路分析,輸出電壓U2(t)為一雙指數(shù)函數(shù)
τ1>>τ2
參考此分析解,并根據(jù)實際經(jīng)驗,沖擊電壓波形參數(shù)可按下式作近似估計:波前時間
半峰值時間
T2≈0.69Rt(C1+C2)
沖擊電流幅值的大小與回路參數(shù)有關(guān),在相同的電容值與充電電壓時,電感值越小,電流幅值就越大。為了獲得盡可能大的電流,通常要選用電感值小的脈沖電容器,并在布置主電容器時連接線的總長度應(yīng)盡可能短,使回路總電感值盡可能減小 。
沖擊電流試驗設(shè)備是指模擬雷電流或操作波電流的試驗裝置。主要用來檢驗避雷器的殘壓和沖擊電流耐受能力,也可用來檢驗其他電力設(shè)備、材料在沖擊電流作用下的性能,測定接地裝置的沖擊接地阻抗等。沖擊電流發(fā)生器主要有雷電波和矩形波兩種。
由于大型電力變壓器繞組的等值電容非常大,并且等值電感非常小,這樣的波形就會有一些偏差。由于試驗品有電感存在,并且單極性波形不好,在波尾部分還有一定的過零振蕩,這樣對振蕩反峰值有一定的要求,其幅值小于電壓中幅值的50%。這樣大部分的變壓器有不過零現(xiàn)象存在,在分析波形的時候一定要注意。
沖擊發(fā)生器本體,還可由脈沖電容器、阻尼電阻以及球隙等諸多組件構(gòu)成;截波裝置,則可細分成脈沖電容器以及球隙等多個成分;分壓器,有兩個關(guān)鍵的部位,即高壓和低壓臂電阻,以及其他相關(guān)部件。
在進行變壓器雷電沖擊試驗以后,還會進行工頻耐壓、倍頻感應(yīng)、局部放電、空載等試驗項目,然而對于這些試驗項目來講,只是作為了一種輔助辦法。
由于變壓器在工頻耐壓、感應(yīng)以及雷電沖擊作用下的絕緣特性有著非常大的差異,在某個地方發(fā)生了故障,梯度和沖擊電位會非常高,其它試驗試很難發(fā)現(xiàn),并且沖擊電壓截波的電位是不一樣的,而全波的繞組電位梯度也是不一樣的,并且電位的分布也是不一樣的,截波和全波基本上都是運用了各自范圍試驗的結(jié)果進行分析判斷。