Kiểm tra điện áp xung: Hướng dẫn đầy đủ về kiểm tra xung sét và chuyển mạch

1. Kiểm tra điện áp xung là gì?

MỘTkiểm tra điện áp xungáp một xung điện áp cao-thời gian{1}}cực ngắn cho một bộ phận của thiết bị điện để xác minh rằng lớp cách điện của nó có thể tồn tại trong tình trạng quá điện áp dosét đánhVàhoạt động chuyển mạchtrong một lưới thực sự.

Không giống như thử nghiệm khả năng chịu tần số nguồn- vốn duy trì điện áp ổn định 50/60 Hz trong một phút, thử nghiệm điện áp xung cung cấp dạng sóng được đo bằngmicro giây- thường là 1,2 µs phía trước tăng lên đến đỉnh và 50 µs giảm trở lại một nửa giá trị - trên lớp cách điện đang được đánh giá.

Đây là một trong những thử nghiệm điển hình bắt buộc đối với máy biến áp điện, ống lót, thiết bị chống sét, máy biến áp dụng cụ, thiết bị đóng cắt, GIS, cáp và chất cách điện trước khi chúng được đưa vào sử dụng.

Hướng dẫn này giải thích các dạng sóng tiêu chuẩn, các tiêu chuẩn áp dụng, quy trình kiểm tra và cách đọc dạng sóng xung thu được.

2. Tại sao cần phải kiểm tra

Các đường dây truyền tải trên không bị sét đánh hàng nghìn lần mỗi ngày trên bất kỳ mạng lưới điện quốc gia nào. Mỗi cú sét tạo ra một sóng điện áp lan truyền dọc theo đường dây và đến các máy biến áp, ống lót và thiết bị đóng cắt dưới dạng quá điện áp cực ngắn.

Hoạt động chuyển mạch - đóng cầu dao, đóng điện cho đường dây dài, xóa sự cố - tạo ra hiện tượng quá điện áp chậm hơn nhưng vẫn nghiêm trọng bên trong trạm biến áp.

Thiết bị tồn tại ở điện áp tần số-ở trạng thái nguồn-ổn định vẫn có thể bị hỏng dưới những áp lực nhất thời này. Thử nghiệm điện áp xung tái tạo cả hai loại sự kiện trong phòng thí nghiệm để các nhà sản xuất và công ty điện lực có thể chứng minh, trên cơ sở mẫu, rằng lớp cách điện sẽ duy trì hoạt động qua nhiều thập kỷ sử dụng.

3. Bốn dạng sóng xung tiêu chuẩn

3.1 Xung sét toàn sóng - 1.2/50 µs

Đây là dạng sóng tham chiếu cho các thử nghiệm loại sét.

Thời gian trước T₁=1.2 µs(dung sai cho phép ±30%, tức là. 0.84–1,56 µs)

Thời gian để đạt đến một nửa-giá trị T₂=50 µs(dung sai cho phép ±20%, tức là. 40–60 µs)

Dung sai biên độ cực đại: ±3%

Sóng đầy đủ kiểm travật liệu cách nhiệt chínhgiữa các cuộn dây, giữa cuộn dây với đất và giữa các pha.

3.2 Sóng xung sét - 2–6 µs

Khoảng cách cắt sẽ kích hoạt một cách giả tạo vào dạng sóng và kết thúc nó ở 2–6 µs. Sự sụp đổ đột ngột kết hợp các thành phần tần số cao-vào cuộn dây, gây căng thẳngcách nhiệt phần-ngõ và phần{1}}giao nhaumà một làn sóng đầy đủ không đạt được.

Thời gian cắt: 2–6 µs

Độ lệch chuẩn của thời gian cắt: < ±0.2 µs

Cần thiết cho máy biến áp điện và máy biến áp đo lường theo IEC 60076-4.

3.3 Chuyển đổi sóng xung - 250/2500 µs

Chậm hơn và lâu hơn, thể hiện tình trạng quá điện áp do hoạt động của cầu dao trên hệ thống EHV/UHV gây ra.

Thời gian trước Tcr=250 µs

Thời gian để đạt đến một nửa-giá trị T₂=2500 µs

Được sử dụng chủ yếu cho các khe hở không khí, cách nhiệt bên ngoài và thiết bị EHV.

3.4 Sóng trước dốc{1}}

Mặt trước rất nhanh - lên tới 1000–2500 kV/µs - được sử dụng cho các thử nghiệm độ dốc-dòng chống sét và nghiên cứu cách điện-quay-của thiết bị chống sét trên cuộn dây nhỏ gọn.

4. Tiêu chuẩn áp dụng

Khi nhà cung cấp báo giá "tuân thủ IEC 60060", ý họ là bộ tạo, bộ chia và máy ghi cùng nhau đáp ứng các yêu cầu về độ không đảm bảo đo và dung sai dạng sóng của các tiêu chuẩn này.

5. Quy trình kiểm tra - Từng bước

Thiết lập đối tượng thử nghiệm.Gắn máy biến áp, ống lót hoặc thiết bị khác, nối dây dẫn điện áp cao-từ cực đầu ra của máy phát đến điểm kiểm tra và nối bộ chia điện dung bị suy giảm yếu qua vật thể.

Chọn chế độ dạng sóng.Đối với sóng toàn sét, phân phối điện trở phía trước và phía sau trên các tầng máy phát. Để chuyển đổi hoặc chế độ dao động, hãy hoán đổi bộ điện trở hoặc thêm cuộn cảm bên ngoài theo hướng dẫn.

Đặt điện áp sạc.Máy phát điện sạc thông qua dòng sạc-không đổi đến giá trị tạo ra điện áp đỉnh mong muốn (thường thấp hơn định mức 20% vì không có-hiệu suất tải là ~90%).

Chạy một ảnh hiệu chỉnh.Bắn ở điện áp thấp, ghi lại dạng sóng trên máy ghi kỹ thuật số, xác minh thời gian đầu và thời gian đuôi so với tiêu chuẩn và điều chỉnh Rf/Rt nếu cần.

Áp dụng các bức ảnh chính thức.Thông thường, ba lần chụp "điện áp giảm" ở mức 50–75% định mức, tiếp theo là ba lần chụp "điện áp đầy đủ" ở BIL định mức. Đối với các thử nghiệm sóng-cắt nhỏ, sau đó sẽ có một tập hợp các ảnh cắt nhỏ riêng biệt.

Đánh giá.Máy ghi âm ghi lại từng cảnh quay. Bài kiểm tra đạt nếu:

biên độ cực đại trong khoảng ±3%

thời gian phía trước và phía sau trong phạm vi dung sai

no abnormal oscillation (>Tỷ lệ dao động cực đại 5%)

không có đèn flash hoặc sự cố trong quá trình chụp

Báo cáo kiểm tra loại tiêu chuẩn-được phần mềm điều khiển tạo tự động, có dấu vết dạng sóng và kết quả đạt/không đạt.

6. Cách đọc dạng sóng xung thu được

Khi bạn mở dấu vết của máy hiện sóng, hãy kiểm tra bốn điều:

Giá trị đỉnh- nó có đạt được BIL mục tiêu trong phạm vi ±3% không?

Thời gian trước (T₁)- trong khoảng từ 0,3 đến 0,9 của đỉnh; đo gốc ảo. Nên hạ cánh khoảng 1,2 µs.

Thời gian đạt đến một nửa giá trị (T₂)- từ điểm gốc ảo đến điểm trên đuôi nơi điện áp đã giảm xuống còn 50% giá trị cực đại. Nên hạ cánh khoảng 50 µs.

Dao động ở phía trước- tiếng chuông lởm chởm trên 5% đỉnh thường có nghĩa là độ giảm chấn không đủ; thêm một điện trở phía trước lớn hơn một chút.

Sóng 1,2/50 µs "sạch" tăng lên đều đặn, đạt cực đại một lần và suy giảm mà không có điểm giao nhau thứ cấp.

7. Các dạng lỗi thường gặp và ý nghĩa của chúng

Phóng điện qua đối tượng thử nghiệm trong khi chụp- vật thể không cách nhiệt được; dạng sóng sụp đổ sớm.

Dạng sóng quá chậm ở phía trước- điện trở phía trước quá lớn hoặc điện dung tải cao hơn dự kiến.

Tiếng chuông đầu sóng- dưới-bị ẩm; tăng điện trở phía trước hoặc kiểm tra kết nối mặt đất của dải phân cách.

Đỉnh quá thấp mặc dù điện áp sạc chính xác- kiểm tra xem tất cả các giai đoạn đã được kích hoạt chưa; một giai đoạn không kích hoạt được sẽ tiêu tốn toàn bộ điện áp của nó (ví dụ: một trong bốn giai đoạn có nghĩa là bạn bị mất 100 kV).

Dấu vết ồn ào- nối đất kém, vòng nối đất-giữa bảng điều khiển và tháp hoặc cáp phân chia được định tuyến gần các dây dẫn-điện áp cao.

8. Những gì bạn cần để chạy thử nghiệm

Một hệ thống kiểm tra điện áp xung hoàn chỉnh bao gồm:

Máy phát điện áp xung(Mạch Marx, có kích thước bằng BIL của đối tượng thử nghiệm của bạn)

Bộ sạc DCvới khả năng sạc-dòng điện liên tục và-nối đất tự động

Bộ chia điện dung có độ ẩm yếu(Độ chính xác tỷ lệ ± 1%, Phản hồi nhỏ hơn hoặc bằng 100 ns)

Máy ghi kỹ thuật số/máy hiện sóng(12-bit hoặc cao hơn)

Bảng điều khiển PLCvới bảo vệ quá áp / quá dòng / di chuyển-giới hạn

Thiết bị cắt(nếu thử nghiệm máy biến áp nằm trong phạm vi)

Để thử nghiệm-loại phân phối của máy biến áp, ống lót, bộ chống sét, thiết bị đóng cắt và cáp có cấp điện áp lên đến 35 kV, Máy phát điện Marx 4 tầng 400 kV/30 kVlà cấu hình khởi đầu tiêu chuẩn.

Đối với cấp 220 kV-trở lên, hãy mở rộng quy mô lên tới1200 kV / 120 kJgõ-cấu hình kiểm tra.

9. Kiểm tra điện áp xung và kiểm tra dòng điện xung

Cần làm rõ nhanh: thử nghiệm điện áp xung (1,2/50 µs)cách nhiệt. Kiểm tra dòng điện xung (8/20 µs) - chạy trên một thiết bị riêng biệt máy phát điện xung- đo điện áp dư và khả năng truyền-điện tích của thiết bị chống sét. Các thử nghiệm loại thiết bị bắt giữ yêu cầu cả hai.

10. Kết luận

Thử nghiệm điện áp xung là bằng chứng quyết định nhất cho thấy một thiết bị điện áp cao{0}}sẽ duy trì được tuổi thọ hoạt động của nó. Nắm vững bốn dạng sóng (1,2/50 µs đầy đủ, 2–6 µs cắt nhỏ, chuyển đổi 250/2500 µs, dốc-phía trước), dung sai IEC 60060 và danh sách kiểm tra đọc dạng sóng-ở trên và bạn có thể chỉ định, thực hiện và diễn giải các thử nghiệm này một cách tự tin.

Chạy chương trình kiểm tra điện áp xung? Hãy cho chúng tôi biết đối tượng thử nghiệm của bạnvà cấp điện áp hệ thống -, chúng tôi sẽ đề xuất cấu hình máy phát, bộ chia và máy ghi phù hợp.