冲击电压激励下介电响应实验测试

作者： 国自电气 时间：2024-08-15 09:17:24 阅读：20

1，实验平台

    本节采用泰克 AFG3011C 函数/任意波形发生器与 Trek MODEL 30/20A高压放大器搭建冲击电压激励源，采用泰克 MDO 3054混合域示波器对电压和电流波形进行数据采集，实验平台结构见图例。暂态电压激励源可以输出幅值30 kV、上升沿250μs、半峰值时间2500 μs的标准操作冲击电压，并且通过控制任意波形发生器的输出信号，可实现高压脉冲的波前、波尾时间、幅值以及重复频率的快速调节。施加于套管中心导杆的冲击电压采用分压比2000∶1的电阻分压器测量，套管末屏泄漏电流通过50Ω采样电阻测量。分压器的高、低压臂电阻、电流采样电阻均为无感电阻。同时，利用WK6500B高精度阻抗分析仪获取其阻抗、相位随频率变化曲线，进一步对冲击电压及响应电流信号在频域内进行校正，以尽可能消除电阻频响特性引入的测量误差。

2，测试结果

    对变压器套管施加幅值约 6kV的标准操作冲击电压，测得外施电压与响应电流的波形及幅频特性曲线见图。由图可知，套管末屏响应电流在50Ω采样电阻上产生幅值约为556.5mV，上升沿约13.9μs的电压波形，转换为末屏泄漏电流幅值约为11.13mA。外施冲击电压信号的各频率分量幅值随着频率的升高而逐渐降低，而电流波形的幅频特性呈现先增加后减小的趋势。

    根据前文所述冲击电压激励下油纸绝缘介电响应算法，对外施电压和响应电流信号进行处理，求得冲击电压激励下待测变压器套管模型的频域介电谱，并将其与 DIRANA产品扫频测量获得的频域介电谱进行对比，见图。由图可知，文中所提出的基于冲击电压激励的变压器套管介电响应测量方法具有较高的准确性，能够实现介电响应的快速测量。

结语

文中提出一种冲击电压激励下变压器套管介电响应快速测量方法，利用冲击电压信号中所包含的丰富的频率分量作为激励信号，获取套管末屏响应电流并进行数据处理与计算，从而测得套管的频域介电响应信息。首先，对油纸绝缘介电响应理论及冲击电压激励下介电响应的计算方法进行介绍；其次，基于油纸绝缘频域介电响应扩展德拜模型参数，在Simulink平台中搭建冲击电压激励下变压器套管介电响应仿真模型，对套管施加标准操作冲击电压并获取响应电流信号，求得套管的频域介电谱，从而验证了冲击电压作为介电响应测量激励信号的可行性，以及介电响应算法的准确性；最后，搭建实验平台，对待测套管模型施加标准操作冲击电压，通过电阻分压器与采样电阻测得电压和电流信号并进行数据处理，得到冲击电压激励下变压器套管介电响应。仿真与实验结果表明，文中所提出的基于冲击电压激励的测量方法，能够快速而准确地获取变压器套管的介电响应信息。