交流——冲击叠加电压试验平台方法研究

作者： 国自电气 时间：2024-09-24 09:34:34 阅读：24

高压电气设备内部绝缘隐患对其安全稳定运行造成了严重的威胁。现场耐压试验是现场交接试验规程中的重要项目，包括工频耐压试验和冲击耐压试验。随着近几年中国超高压、特高压输电线路的大规模建设和投运，实际运行经验发现，已通过耐压试验的电气设备在运行中仍然出现绝缘故障，也出现了通过交流耐压试验的电气设备在进行冲击耐压试验时发生闪络的现象。

利用冲击电压试验进行绝缘故障的诊断一直是国内外研究的热点，学者们一直期望不仅能获得设备的整体绝缘状况，还希望发现可能的局部绝缘缺陷。近年来，国内外学者对电气设备绝缘材料在工频过电压或冲击过电压下的局部放电特性进行了大量的试验研究与理论分析，取得了丰硕的研究成果。以往对于 GIS、电力变压器、电力电缆及其附件等高压电力设备的局部放电特性研究主要集中在电气设备受到单独的工频电压或冲击电压作用的情况下，对于电气设备在交流叠加冲击电压作用下的局部放电特性鲜有研究，然而，实际运行中的高压电气设备除了承受正常的工频交流电压外，不可避免地会承受操作过电压和雷电过电压的作用，此时电气设备绝缘将同时承受两种电压的共同作用，严重威胁设备的绝缘性能。通过上述分析论述可知，研究 GIS、电力变压器、电力电缆及其附件等电气设备绝缘缺陷在交流叠加冲击电压作用下的局部放电特性具有重要的实际工程意义，同时对于电气设备的绝缘优化也具有重要的意义。

为研究分析交流—冲击叠加电压下电气设备绝缘缺陷的局部放电特性，文中研究设计了一套叠加相位可控的交流—冲击叠加电压试验平台，理论计算结合电路仿真分析了两种电压叠加过程中各设备的电压与电流分布情况。设计选取了冲击电压发生器与工频试验变压器保护器件类型及参数，避免了两种电压叠加过程中对设备的损坏。设计了高压球隙同步触发电路，在工频任意相位控制高压球隙导通。

试验平台设计

IEC 60060-1：2010提出可采用联合与合成电压进行设备绝缘试验，根据此，设计了交流叠加冲击电压的施加方法。文中所设计的交流—冲击叠加电压试验平台见图 1，主要由 100kV冲击电压发生器、100kV/10kVA交流试验系统、保护器件、测量系统、相位同步触发装置组成。工频相位同步触发器可在工频任意相位控制高压球隙导通，产生叠加相位完全可控、可调的交流—操作冲击叠加电压、交流—雷电冲击叠加电压，叠加误差小于5%。合理的保护器件设计有效地避免了两种电压叠加过程中对试验设备的损坏，保证了试验平台的可靠性。通过仿真与试验验证了本文所设计的试验平台的有效性。

图1

结论

1)设计了交流—冲击叠加电压试验平台回路，实现了交流电压与操作冲击电压叠加、交流电压与雷电冲击电压叠加。

2)理论计算与电路仿真相结合，设计了冲击电压发生器与交流试验变压器保护电路，避免两种电压叠加过程中对试验装置的损坏。