全自動沖擊電壓發生器

一、設備技術參數及附件功能

1.  總則

1.1 本參數適用于35kV及以下變壓器、互感器、開關等電力產品的雷電沖擊電壓全波、截波試驗的設備，它提出了設備的功能設計、結構、性能、安裝和試驗等方面的技術說明。

1.2 本套設備滿足現行國際標準、國家標準及有關行業標準。

2.  引用執行的標準

GB311.1高壓輸變電設備的絕緣配合

GB/T16927.1高電壓試驗技術   一般試驗要求

GB/T16927.2高電壓試驗技術   測量系統

GB/T16896.1高電壓沖擊試驗用數字記錄儀

ZB F24 001-90沖擊電壓測量實施細則

GB191 包裝運標志

GB4208 外殼防護等級

GB813-89 沖擊試驗用示波器及峰值表

3.  使用條件

本沖擊電壓發生器試驗系統裝置主要適用于適用于35kV及以下高壓設備沖擊

全波及截波試驗，也可用于其它產品的沖擊試驗。

3.1 海拔高度不超過1500m

3.2 環境溫度：-15~+50℃

3.3 空氣相對濕度：≤90%

3.4 安裝使用地點：戶內使用，可移動

3.5必須設有一個可靠接地點，接地電阻≤0.5Ω

4.  沖擊發生器（型號：UHV-400/30）

4.1   沖擊發生器主要技術參數

4.1.1 標稱雷電波沖擊電壓：400kV

4.1.2 標稱容量(能量)：30kJ

4.1.3 級電容1.5μF,100kV干式全絕緣封裝

4.1.4 級電壓：100kV

4.1.5 級數/級容量：4/7.5kJ

4.1.6 輸出波形： 1.2μs/±30%/50μs±20%標準雷電沖擊電壓全波

                 2～6μs標準雷電沖擊電壓截波

4.1.7 同步范圍：大于20%

4.1.8  使用持續時間：

小于80%額定工作電壓時可連續工作

大于80%額定工作電壓時可間斷工作

4.1.9  幅值調節誤壓差小于1%，輸出電不大于10%設備標稱電壓。

4.1.10 同步誤動率：小于1%

4.2    沖擊電壓發生器的技術說明

4.2.1   發生器的結構

4.2.1.1 采用瑞士HAEFELY公司SGS系列的主回路設計，從而實現了整體超小型。

4.2.1.2 采用靠球觸發，無誤觸發，磨損小，而且定位快速、準確。

4.2.1.3采用彈簧壓接、方便拔插的調波電阻固定機構，保證了接觸的可靠性，使輸出波形光滑無毛刺。

4.2.1.4 靠球觸發可使同步球隙具有20%以上的觸發范圍，保證觸發的可靠性，全自動控制方便可靠。

4.2.1.5 同步球隙的觸發無極性效應，無須雙邊觸發。

4.2.2   主電容器

4.2.2.1  主電容器采用高密度固體電容器，每臺電容直流工作電壓為±100kV，電容器固有電感小，重量輕，體積小，為創。

4.2.2.2  電容器在正常工作狀態和工作環境下凹凸變形小于1mm。

4.2.2.3  電容器為固體絕緣介質和外殼干式全絕緣封裝，不存在漏油、變形等問題。

4.2.3   調波元件

4.2.3.1  波頭、波尾電阻具有足夠的熱容量，可保證發生器長時間連續運行。

4.2.3.2  充電電阻具有足夠的熱容量，可保證發生器長時間連續運行。

4.2.3.3  波頭、波尾電阻采用板形結構，使用康銅絲無感繞制而成，外部采用絕緣樹脂真空澆鑄，接頭為彈簧壓接式，易于安裝。

4.2.3.4  波頭、波尾電阻的連接頭采用3mm不銹鋼線切割制造。

4.2.3.5  配有波頭電阻、波尾電阻用于雷電沖擊調波，另有1組充電電阻和保護電阻。

4.2.4   控制、保護系統

4.2.4.1 采用IGCS-2020型全自動控制系統為沖擊電壓發生器主體部分提供各種控制，沖擊試驗的各種控制功能。IGCS-2020控制系統采用進口器件，與設備主體的連接采用兩芯光纜。

IGCS-2020全自動控制系統以可編程控制器為核心器件，因而控制器的體積非常小巧，控制器可實現手動控制和自動控制。使用專用軟件包可進行計算機控制，從而實現智能化操作。專用軟件包可以與測量和波形分析用的數字采集卡等配合使用，實現沖擊電壓試驗系統計算機測控一體化。

4.2.4.2 控制系統具備以下控制功能：

采用PLC技術，使用兩芯光纖傳輸控制命令和反饋設備狀態，因而避免了電磁干擾，提高了控制系統和計算機的安全性。

控制功能具有手動、全自動和程序控制功能，各層次功能相對獨立，確保系統的可靠性。

采用可控硅調壓方式，具有充電電壓反饋測量系統。

點火球隙及截波球隙距離可手動及全自動調整，并在液晶面板上顯示。

具有可調時延的截波觸發脈沖，并具有發生器點火觸發的反饋系統。

采用函數控制恒流充電方式，充電電壓的穩定度可達到0.5%。

液晶面板可指示沖擊發生器的充電電壓及充電過程，精度為1%。

可由液晶面板直接輸入充電電壓和充電時間。

具有充電異常保護功能，可全自動或手動發出觸發點火脈沖

沖擊發生器工作狀態的指示，如自放電、未觸發、正常觸發等。

設備主體及充電部分接地和接地解除控制。

可自動或手動控制充電電壓的充電過程

可自動或手動響警鈴報警

具有過電流和過電壓自動保護

隔離濾波屏蔽設計

4.2.5   安全接地系統

4.2.5.1 采用電磁鐵自動接地機構通過一個接地電阻將發生器級電容接地。

4.2.5.2  接地操作與充電控制具有連鎖保護，確保操作安全正常。

4.3    主要配置的設備

4.3.1  整流充電電源（與沖擊本體一體化）

型    號：UHV-100/100

額定電壓： Un = ±100kV DC (正或負極性)

額定電流： In = 100mA (額定電壓下)

電壓控制 自動換極性調壓，調壓范圍0～100% Un

極性轉換： 可變換高壓硅堆的方向

輸入電壓： 220V 兩相電壓

電源頻率： 50/60 Hz

電源消耗： 約5kVA

4.3.2  弱阻尼電容分壓器

型    號：UHV-400KV/800pF

額定電壓： 400kv

額定電容： 800pF

電容節數： 1節

方波響應： 部分響應時間小于100ns，過沖小于10%

分壓比： 根據情況

分壓比不確定度： 小于1%

4.3.3  截斷裝置

型    號：UHV300kV

額定電壓： 300kV

球隙形式： 300mm直徑半球間隙

觸發方式： 三電極放電觸發

（采用高性能脈沖放大器輸出15kV，100ns觸發脈沖）

時延方式： 2～6us時延可調的電子延時電路提供截波觸發脈沖

（與IGCS2020控制系統配合，電位器微調截波延時時間）

截波分散性： 截波時間標準偏差小于0.1μs

4.3.4  測量設備

型    號：UHVMS-6000數字化沖擊測量系統

波形測量： 高速數字采集卡

采樣率1.0GS/s，帶寬100MHz，分辨率8bit

記錄長度10K字節（可滿足沖擊試驗要求），2通道

記錄長度（k/通道）：10

輸入量程（V）：200

通道輸入阻抗（MΩ/20pF）：1

波形分析： 工業控制計算機（WIN7 操作系統）

沖擊測量專用軟件包：

沖擊波形參數計算及顯示

波形比較功能

波形的放大、縮小及平移

波形的存儲及調用

波形的成圖及報告編寫

附    件： 高性能100倍專用衰減器2支

全自動沖擊測量控制操作畫面

主體設備圖

二、技術方案特點說明

1、方案所采用的SGS發生器主體級電壓為100kV為，符合當前國內外的發展趨勢。主體結構采用世界的結構設計，是當前國內結構的發生器。

2、方案所采用的控制測量系統是目前國內技術的產品，核心器件可編程控制器，幾乎所有的控制功能都由軟件編程實現，因此系統結構簡單，外圍電路板極少，可靠性。

3、方案的測控結構一體化整體設計，具有液晶顯示工業計算機，可實現全自動控制測量分析。測控系統采用液晶觸摸屏操作，具有多種狀態提示畫面，實現了人機對話式的智能操作。系統取消了多芯控制電纜，采用光纖通訊線，無須開電纜溝，使得控制室布局更加簡單方便。

4、方案所采用的光纖控制傳輸系統，有效地解決了高壓試驗中遇到的地電位抬高對測控系統的危害，排除了由控制引線導致的電磁干擾，極大地提高了系統的可靠性，特別是在進行截波沖擊試驗時安全性更好。

5、方案所采用的IGCS-2020控制測量系統的操作界面充分考慮了高壓試驗的習慣特點，簡單明了，便于試驗人員操作。系統設計了專門的程序操作畫面，方便進行變壓器的全波、截波試驗，大大簡化了試驗人員的操作，可有效防止人為出錯。

6、本套沖擊電壓發生器試驗系統采用了的技術，良好的工藝和優質的原材料，可保證長期使用，運行壽命大于20年。平時的運行成本也很低。

三、設備及附件配置清單