а) Генераторы импульсных напряжений
Трансформаторы в электрических сетях вследствие перенапряжений подвергаются весьма кратковременным воздействиям высоких напряжений, называемых импульсными. Эти напряжения значительно превышают испытательные при 50—250 Гц. Иногда в результате воздействия импульсных напряжений происходит повреждение продольной или главной изоляции трансформаторов. ГОСТ 11677-65 [Л. 1] предусматривает типовое испытание изоляции силовых трансформаторов с нормальной изоляцией импульсным напряжением по нормам и методике ГОСТ 1516-60 [Л. 3]. Для получения импульсных напряжений применяют генераторы импульсных напряжений (ГИН).
Генератор импульсных напряжений представляет каскад конденсаторов, заряжаемых от выпрямительной установки через зарядные сопротивления в параллельном соединении и разряжаемых в последовательном. Автоматическое и практически безынерционное переключение с параллельного на последовательное соединение осуществляется с помощью искровых промежутков. При пробое промежутков возникает импульс напряжений.
Импульсный генератор характеризуется:
- номинальным напряжением Uн.гин, кВ;
- энергией разряда Εр, кдж.
Требуемое номинальное напряжение ГИН выражается формулой
Номинальное напряжение ГИН Uн.гин определяется максимальным зарядным напряжением каждой ступени каскада, умноженным на число ступеней.
Коэффициент использования ГИН ηгин определяется из отношения
В зависимости от
класса напряжения испытываемых трансформаторов номинальные напряжения импульсных генераторов согласно проекту ГОСТ на испытательные установки и измерительные устройства высокого напряжения [Л. 35] должны быть не менее значений, указанных в табл. 7-26.
Таблица 7-26
Номинальные напряжения импульсных генераторов
Номинальное напряжение ГИН можно определить по величине требуемого испытательного напряжения полной волны [Л. 36]. Тогда согласно (7-3)
Так как устойчивая работа ГИН обеспечивается лишь при напряжениях более 0,2—0,25 номинального, то для использования ГИН в широком диапазоне напряжений необходимо переключать его для работы на разное число ступеней. Все же для расширения эксплуатационных возможностей станции желательно предусматривать установку нескольких ГИН на разные номинальные напряжения.
Энергия разряда импульсного генератора выражается формулой
Согласно ГОСТ 1516-60 при испытании импульсным напряжением изоляции трансформаторов силовых и напряжения, а также шунтирующих реакторов полная волна должна иметь следующие параметры: длина фронта волны 1,5±0,2 мксек; длина волны 40± ±4 мксек.
Нужная величина фактического напряжения волны будет получена только при достаточном коэффициенте использования ηгин. Это возможно, если в испытательной цепи соблюдается отношение
При больших величинах Свх, что имеет место для мощных трансформаторов высокого напряжения, обычно приходится отказываться от применения специальной фронтовой емкости Сф. Если при этом не удается выдержать отношение
; то нужно проверить возможность получения от ГИН требуемого напряжения, считая в (7-3) коэффициент использования
Таблица 7-27
Данные некоторых импульсных генераторов
В табл. 7-27 приведены данные о некоторых импульсных генераторах, применяемых на испытательных установках трансформаторных производств.
Если отношение (7-5) не может быть выдержано, ГОСТ 1516-60 допускает проведение испытания при уменьшении длины волны до 20 мксек.
б) Делители импульсного напряжения
Для регистрации (записи) параметров волны и дефектограмм при испытаниях импульсным напряжением применяют делители напряжения, в плечо низкого напряжения которых включают пластины явления осциллографа высокого напряжения.
Делители имеются: 1) омические; 2) емкостные; 3) смешанные (омическо-емкостные).
Наибольшим распространением пользуются делители емкостные и смешанные, а омические делители обычно применяют лишь при испытательных напряжениях до 1 000 квмакс из-за искажений, вносимых паразитной емкостью плеча высокого напряжения на окружающие установку заземленные предметы. Более подробно о делителях импульсного напряжения см. [Л. 16].
Делители рассчитываются и изготавливаются теми же предприятиями, которые производят импульсные генераторы. Выбор типа делителя производит заказчик оборудования. Комплектуется ли импульсный генератор делителем напряжения, оговаривается при заказе генератора.
в) Осциллографы
Таблица 7-28
Импульсные осциллографы высокого напряжения
Как уже сказано выше, для записи и для визуального наблюдения за явлениями при импульсных испытаниях применяются осциллографы высокого напряжения. Наиболее подходящие для применения при импульсных испытаниях осциллографы внутрисоюзного производства указаны в табл. 7-28.
Подводку к осциллографам от делителей напряжения производят экранированным кабелем. Кабина установки осциллографов также должна быть экранирована.
