冲击电压发生器及标准冲击电压波形

电力系统中的高压电气设备除承受长期工作电压（交流或直流）作用外，还受到大气感应造成的过电压的作用。因此，在电气设备制造完成后，为了保证产品的绝缘质量，制造厂家要在设备的例行试验或型式试验中要对产品进行雷电冲击电压试验。

进行冲击电压试验，必须要有产品和测量冲击电压的设备和仪器，即冲击电压发生器。本文为大家介绍产生冲击电压的设备——冲击电压发生器，以及标准冲击电压波形。

第一部分：冲击电压发生器

冲击电压发生器可以产生标准雷电波、操作波、截波、陡波等冲击电压波，用作模拟设备在雷击过电压、操作过电压等短时高电压冲击作用下的耐受特性试验。

1500KV、2400kV、和4800KV系列冲击电压发生器可产生标准雷电波、操作波、雷电截波、振荡雷电波、振荡操作波、线路绝缘子陡波、合成绝缘子陡波、和变压器感应操作波共八种冲击电压波形，技术指标符合IEC和GB17626规定。主要技术指标处于国内领先地位，达到国际同类产品的先进水平。

SXCF系列冲击电压发生器主要有以下功能特点：

◆ 成套装置配套完整，电压等级齐全

◆ 冲击电压发生器回路电感小，并采取带阻滤措施，在大容量负载下仍能产生标准冲击波，负载能力大

◆ 电压利用系数高，调波方便，操作简单，同步性能好，动作可靠

◆ 采用恒流充电自动控制技术，自动化程度高，抗干扰能力强

◆ 采用冲击波形数字测量分析系统和冲击实验数据微机在线处理系统，大大提高了冲击电压试验技术水平和试验效率

第二部分：标准冲击电压波形

在电力系统中，雷电击中架空线路导线或户外变电站将产生雷电过电压，其波形变化范围是很大的。为了模拟这种暂态电压，以研究和考验电气设备的绝缘强度，世界各国标准和国际标准都把冲击电压定义为一种单极性波形。现在包括我国在内的世界各国均采用国际电工委员会(IEC)标准中定义的冲击电压波形作为自己的标准冲击电压波形。

国家标准GB/TJ6927.1-1997《高电压试验技术 第一部分 一般试验要求》将雷电冲击电压波形分为标准雷电冲击（全波）、标准雷电冲击截波特殊雷电冲击。

全波是具有一定极性的非周期性脉冲电压波，其波前部分的电压上升很快，到达峰值后再缓慢地降到零，如图1所示。

图1：标准冲击全波

截波是指雷电冲击电压全波在经过一段时延（几微秒）后被外间隙截断的波形，根据截断时延的长短，截波分为波前截断和波尾截断。按照国标( GB/T 16927.1-1997)的规定，标准雷电冲击电压全波是指波前时间T1为1.2μs，视在半峰值时间T2为50μs 的雷电冲击全波。考虑实际的冲击电压波形中，起始部分通常不宜区分，峰值附近波形比较平滑，标准中用峰值电压Um的0.3、0.5及0.9等数值来确定冲击波形的实际参数（如图1所示）。标准雷电截波是指标准雷电冲击波经过2~6μs被外间隙截断的波形，冲击截波可用截断时间Te截断时刻Tj，截波峰值Ue，截断时刻电压Uj，电压过零系数U2/Ue等参数来表征。

如图2和图3所示。表1列出了雷电冲击电压标准波形参数和容许偏差( CB/T 16927 1-1997)。

图2：截波（波前截断）

图3：截波（波尾截断）

表1：雷电冲击电压标准波形参数和容许偏差

通常对于平滑的雷电冲击波，试验电压值即其峰值。对某些试验回路，在冲击波的峰值处可能会有振荡或过冲。在此情况时，如果振荡的频率不小于0.5MHz或过冲的持续时间不大于1μs，则应作平均曲线处理并取平均曲线的Zui大幅值作为试验电压值。

对于波前（峰值的90%以下）部分上的振荡可以用作图法来判断是否满足要求（如图4所示）。首先作出振荡波形的平均曲线（如图中虚线所示）并按视在波前时间的确定方法求得A、B两点，然后由A、B作纵轴的平行线AA’和BB’并使其分别等于峰值的25%和5%。当波前部分的振荡均在直线A’B’以下时刻则该振荡是允许的。

图4确定波前振荡的示意图