冲击电流试验装置的校准方法研究

冲击电流试验是评价计量仪表耐受瞬时大电流能力的重要型式试验项目之一,对评价仪表实际运行中的安全性能具有重要意义。针对电流探针和数字示波器试验装置等不确定度来源,提出一种校准冲击电流试验装置的方法,并结合实例详细地给出评定测量不确定度的过程,为冲击电流试验的校准工作提供参考经验。

避雷器试验用多波形冲击电流试验设备的分析

对整只避雷器多波形冲击电流试验设备参数和整只避雷器电气参数进行计算,分析了整只避雷器冲击电流试验设备回路参数的选择对回路设计的影响,提出了一种多功能冲击电流试验设备的设计思路,按此思路研制出了一种整只避雷器试验用多波形冲击电流试验设备,该试验设备可以按标准要求进行35 kV及以下电压等级避雷器的4/10冲击电流耐受试验、8/20冲击电流波形下重复转移电荷试验以及残压试验、(200~230)μs波形下重复转移电荷试验、30/80操作冲击电流残压试验。

多种冲击电流下金属氧化物压敏电阻动态模型准确性分析

为研究IEEE模型和Pinceti模型对金属氧化物压敏电阻(metal-oxide varistor,MOV)的仿真准确性,以额定电压为150~750 V的6种MOV为对象,理论和试验分析了不同幅值4/10μs、8/20μs雷电冲击电流和30/60μs操作冲击电流下的残压及吸收能量。结果表明,在IEEE模型参数确定中,随操作冲击电流幅值的增大,非线性电阻参考电压取值增大但电感取值减小;在残压预测中,IEEE模型误差为2.6%,较Pinceti模型误差4.6%更准确;在MOV吸收能量估算中,IEEE模型在低于10 kA电流幅值下的准确性高于Pinceti模型,且IEEE模型对30/60μs操作冲击电流的准确性较高,对8/20μs雷电冲击电流准确性较低。

风电机组典型接地装置的降阻措施冲击试验研究

良好的接地装置是风电机组防雷的重要保证,而冲击特性是衡量风电机组接地装置电气性能优劣的重要指标。文中采用冲击大电流试验装置模拟雷电流,对风电机组典型接地装置—环形接地体及其在不同土壤环境下的改型结构进行冲击特性模拟试验。引入了冲击特性变化率的概念来定量描述冲击电流峰值对接地装置冲击接地电阻的影响,其值大小反映影响强弱,符号反映影响趋势,结合冲击特性变化率对试验数据进行对比分析,结果表明:针对上层电阻率高、下层电阻率低的土壤结构,加装深入到下层土壤的垂直接地体可显著降低接地装置的冲击接地电阻,但其冲击特性变化率由-0.36Ω/k A变化到-0.07Ω/kA;在总接地体长度不变的情况下,将环形接地体改型为环形和水平射线的组合接地体可在电流峰值一定范围内降低接地装置的冲击接地电阻,但更为显著的是接地体的冲击特性变化率变化到-0.8Ω/kA。试验结果对风电机组接地装置降阻改型及其研究工作有一定指导意义。

金属化薄膜电容器的电流冲击试验

电力电子电容器通常应用于非工频场合,其耐峰值电流Ipeak和耐冲击电流I赞s能力是关键技术参数,由于耐电流能力是金属化薄膜电容器的最薄弱环节,所以有该指标的产品必须进行耐电流能力的试验考核。采用大功率电子开关组成电容器充放电回路,通过调节充电电压或放电回路参数来定量控制放电电流、电流衰减周波和电流电压变化率,试验方法快捷、简便、实用,是金属化电容器进行设计验证和质量控制的有效手段。

长效化学降阻剂接地体大电流冲击特性的研究

一、前言长效降阻剂处理的接地体,在工频电流通过时,具有良好的降阻特性,这已是人们所熟知的。然而,在雷电冲击大电流情况下又如何呢?在如此短暂时间内积蓄很大的能量在降阻剂中,会产生什么样的后果呢?其物理和化学性能的稳定性又怎样呢?这些都是人们所关心的问题。我们先后在湖南和广西进行了三次现场试验,研究用降阻剂处理后的接地体的冲击特性,取得了预期的效果。

瞬态冲击电流发生设备的设计

针对GB/T 31465.1—2015关于电流循环冲击试验的测试要求,设计了一种冲击电流发生试验装置。利用PWM调制技术通过调整晶闸管的触发相位角度来控制系统输入电压,既满足了试验要求,又减少了设备体积。设备集测量、控制和通信技术于一体,可靠性高且成本相对较低,满足了汽车行业的熔断器测试需求。

雷击导致圆钢损伤的试验研究

雷电直接击中金属材料时,常造成金属材料表面严重烧蚀,其力学性能是否受到影响,内部结构是否发生变化值得研究。利用冲击电流发生器对圆钢试样进行模拟雷击试验,随后对试样进行拉力试验及金相分析。试验发现,与短时间雷击相比,长时间雷击才是导致金属材料力学性能下降的主要原因,长时间雷击后试样的抗拉强度降低了10%左右,其内部结构出现气孔、裂纹等明显的雷击特征。雷击电弧放电的高温效应造成金属材料结构损伤,影响建筑物结构安全,雷击造成的金属损伤特征可作为雷电灾害鉴定的判据之一。

接地装置冲击特性研究分析

为研究接地装置的雷电冲击特性,以火花效应和电感效应的研究为主线探讨了土壤的放电特性、接地装置的高频响应及土壤电气参数的变化规律;比较了电路理论、电磁场理论以及动态建模等3种暂态建模方法;评析了目前接地装置冲击试验的进展。通过归纳与分析,指出了这一研究领域中迫切需要解决的技术问题及初步解决方法:利用X射线胶片或高速成像仪器采集土壤放电图像以研究土壤的放电形式及放电区域的尺寸;确定土壤的临界击穿场强及残余电阻率,并用于暂态建模中;区分火花效应与土壤电气参数频变性以及火花效应与电感效应的影响范围;建议分别采用分布参数电路模型、集中参数电路模型、电磁场模型分析伸长接地体、复杂接地装置及接地装置的频域特征;采用高电压、大容量冲击电流试验系统研究高幅值、波前时间短的冲击电流作用下接地装置的冲击特性,并用于指导冲击接地电阻的现场实测。

杆塔地网接地电阻冲击特性的研究

改善输电线路杆塔接地装置的冲击特性、降低冲击接地电阻是减少输电线路雷击事故,提高供电可靠性的有效方法。通过对模拟试验中最优化的电极进行冲击大电流试验,得出冲击系数α的大小与冲击电流幅值、电极形状和布置形式有关,不是一个定值;接地体在防雷保护中作用的大小主要取决于冲击接地阻抗和过渡过程的特征,而不是工频接地电阻。

电子式剩余电流断路器抗浪涌电流的设计

对电子式剩余电流断路器试验方法及产品失效原因进行了详细的分析,并给出了改进方案。通过试验证明了该方法能有效保证产品3 000 A浪涌电流冲击试验的合格率,提高了剩余电流断路器的可靠性。

电涌保护器残压测量中的影响因素分析

按GB 18802.1—2002之规定进行8/20μs冲击电流下的电涌保护器(SPD)残压测试时,测试结果常受到各种因素的影响。笔者通过试验验证,理论探讨,分析了SPD两端引线、高压探头与被测SPD之间的连线方式、残压信号传输线缆等多种因素对残压测量结果的影响。确定了电涌保护器残压测量过程中的各种影响因素及影响趋势,提出准确测量残压的方法。

高压探头连线方式对电涌保护器残压测量的影响

按GB 18802.1—2002之规定,进行8/20μs冲击电流下的电涌保护器(SPD)残压测试时,测试结果常受到试验布置的影响。分析高压探头与被测SPD之间的连线方式对残压测量结果的影响。通过对比常见的几种连线方式下的残压测量结果分析认为,利用双绞线进行连接,测得的残压值最为接近真实值。

杂散参数对冲击电流波形影响的数学分析

在冲击电流试验回路中,输出波形必须满足IEC标准规定的要求。已有研究表明,杂散参数对陡波冲击电流发生回路的影响尤为严重,而且避雷器等试品具有非线性U-I特性,在冲击电流发生回路的设计中必须考虑。针对此问题,首先研究了回路的剩余电感对输出波形的影响。对于波前时间小于1μs的陡波冲击电流发生器,回路需要的总电感在1μH左右,所以要尽量减小回路的剩余电感,否则会使波前时间增大,超出IEC标准要求。然后在线性回路情况下推导了考虑杂散电容时回路输出电流的表达式,进而研究杂散电容对输出波形的影响。研究表明,随着杂散电容的增大,波前时间和波尾时间增大,回路效率降低。但只要杂散电容小于0.1μF,其对冲击电流波形参数引起的误差都在IEC标准规定的误差容限之内。实际回路杂散电容以pF计,因此可以忽略不计。最后,同时考虑试品的非线性特性和杂散电容,分析了杂散电容对输出波形的影响,结论与在线性回路情况下一致。另外避雷器试品有助于提高波头陡度,这是陡波冲击试验中的有利因素。

SPD后备保护的可靠性及实验验证

综述低压配电系统选用电涌保护器(SPD)的后备保护的基本要求、后备保护元件的作用;介绍保护断路装置熔断器和断路器的特性以及分类配合试验验证。

新型带电拆装线路避雷器的研制

作为配电线路雷电过电压防护的最有效设备之一,串联间隙避雷器需求量巨大,在运行中避雷器也不可避免地发生击穿损坏事件,而雷害严重的山区、郊区线路往往不具备带电作业的条件,每年因安装、更换避雷器造成了大量的计划性停电。由此提出了一种带电拆装避雷器的研制方法,设计了避雷器本体与支柱绝缘子分离的固定间隙结构,特别设计了基于绝缘操作杆的带电安装工具,提出了利用弹簧自锁结构实现避雷器本体带电更换的方法。同时,研究选择了避雷器本体的关键参数,对研制的样品开展雷电冲击放电试验、整只大电流冲击耐受试验、振动试验,以验证避雷器整体技术性能的可靠性。研制的带电拆装避雷器已请国家发明专利,并在福建电网开展示范应用,状况良好。