雷电冲击电压波形仿真应用

作者： 国自电气 时间：2024-09-08 09:14:34 阅读：41

雷电冲击试验是耐压与绝缘试验中的重要项目，是判断电气设备是否满足高压工作要求的重要依据。为方便对冲击电压波形的参数进行定量调整，本文基于simulink平台，建立雷电冲击电压发生器的仿真模型，并采用1600kV/80kj雷电冲击电压发生器进行验证。实验证明：仿真波形与实际波形的电压峰值 Ｕｍ、波前时间 Ｔ１与半峰值时间 Ｔ２之间的一致性误差未超过±3％，可快速、准确地调整冲击电压波形关键参数，提高日常实验效率，辅助实验设备的运维管理。

关键词：雷电冲击实验；simulink仿真；波前时间；半峰值时间

电气设备在运行过程中，除承受工作电压外，还可能受暂时过电压与雷电过电压的袭击。实验室一般利用冲击电压发生器产生的冲击电压，模拟雷击放电引起的过电压，实现对高压电气设备的绝缘检测。冲击电压的破坏作用与波形、幅值、波形陡度有关，主要体现为峰值电压、波前时间和半峰值时间等关键参数。我国现行标准对雷电冲击试验波形有严格规定：要求雷电冲击电压的波前时间为1.2μs，相对误差不超 过±30％，半峰值时间 为50μs，相对误差不超过±20％。由于试品存在电感，一般无法取得单极性标准全波电压，在波尾部分会有过零震荡，因此，要求震荡反峰值不超过施加电压幅值的50％。

冲击电压实验的电压等级高、操作复杂，特别是对不同试品开展试验时，需调整波形特征（包括 Ｕｍ、Ｔ１、Ｔ２等参数）。但在实验室内，该过程对操作人员要求较高，需通过“调整 －实验”反复多次后，才能使冲击电 压 发 生 器 输 出 符 合 的 波 形。本文基于simulink建立了冲击电压波形发生器成套装置的仿真模型，可用于冲击电压波形发生器的高效、准确调整，提高了实验效率。

图1

图2

试验过程略

本文提出的一种适用于雷电冲击实验的仿真模型，能根据被试品的测试要求，通过仿真模型计算冲击电压发生器的波前电阻值与波尾电阻值，并在设备绝缘测试前，模拟输出的冲击电压波形，实现冲击电压发生器的高效、准确调整，不仅提高了日常实验效率，而且能辅助实验设备的运维管理。