Impulstest des Transformators

Wichtigste Erkenntnisse:
●Impulstest der Transformatordefinition:Bei einem Impulstest wird ein Transformator auf seine Widerstandsfähigkeit gegenüber Hochspannungsimpulsen geprüft und sichergestellt, dass seine Isolierung plötzliche Spannungsspitzen verkraftet.
●Blitzimpulstest:Bei diesem Test werden natürliche blitzähnliche Spannungen verwendet, um die Transformatorisolierung zu beurteilen und Schwachstellen zu identifizieren, die zu einem Ausfall führen könnten.
●Schaltimpulstest:Dieser Test simuliert Spannungsspitzen durch Schaltvorgänge im Netzwerk, die auch die Transformatorisolierung belasten können.
●Impulsgenerator:Ein Impulsgenerator, basierend auf der Marx-Schaltung, erzeugt Hochspannungsimpulse, indem er Kondensatoren parallel lädt und in Reihe entlädt.
●Testleistung:Das Testverfahren umfasst die Anwendung von Standard-Blitzimpulsen und die Aufzeichnung von Spannungs- und Stromwellenformen, um etwaige Isolationsfehler zu identifizieren.
Beleuchtung ist ein häufiges Phänomen inÜbertragungsleitungenwegen ihrer großen Körpergröße. Dieser Blitzschlag auf der LeitungLeiterverursacht Stoßspannung. Die Endgeräte der Übertragungsleitung wie zLeistungstransformatorDieser Blitz erfährt dann Stoßspannungen. Auch hier kommt es bei allen Arten von Online-Schaltvorgängen im System zu Schaltimpulsen im Netzwerk. Die Größe der Schaltimpulse kann etwa das 3,5-fache der Systemspannung betragen.
Die Isolierung ist für Transformatoren von entscheidender Bedeutung, da jede Schwachstelle zum Ausfall führen kann. Um die Wirksamkeit zu überprüfen, werden Transformatoren dielektrischen Tests unterzogen. Der Netzfrequenzfestigkeitstest reicht jedoch nicht aus, um die Spannungsfestigkeit nachzuweisen. Deshalb werden Impulsprüfungen, darunter Blitz- und Schaltimpulsprüfungen, durchgeführt
Blitzimpuls
Der Blitzimpuls ist ein reines Naturphänomen. Daher ist es sehr schwierig, die tatsächliche Wellenform einer Blitzstörung vorherzusagen. Aus den gesammelten Daten über natürliche Blitze lässt sich schließen, dass die Systemstörung aufgrund natürlicher Blitzeinschläge durch drei grundlegende Wellenformen dargestellt werden kann.
●Volle Welle
●Gehackte Welle und
●Vorderseite der Welle
Obwohl die tatsächliche Blitzimpulsstörung möglicherweise nicht genau diese drei Formen aufweist, kann man durch die Definition dieser Wellen eine minimale Impulsspannungsfestigkeit eines Transformators festlegen.
Wenn sich eine Blitzstörung entlang der Übertragungsleitung ausbreitet, bevor sie die erreichtTransformator, seine Wellenform kann zu einer vollen Welle werden. Wenn überhaupt ein Überschlag auftrittIsolatorNach dem Höhepunkt der Welle kann es zu einer abgehackten Welle kommen.
Trifft der Blitz direkt auf die Anschlüsse des Transformators, entsteht ein ImpulsStromspannungsteigt schnell an, bis es durch einen Überschlag entlastet wird. Im Moment des Überschlags bricht die Spannung plötzlich zusammen und kann die Front einer Wellenform bilden.
Die Auswirkungen dieser Wellenformen auf die Transformatorisolierung können unterschiedlich sein. Wir gehen hier nicht im Detail darauf ein, welche Art von Stoßspannungswellenformen welche Art von Fehler im Transformator verursachen. Unabhängig von der Form der Blitzstörungsspannungswelle können sie alle zu Isolationsfehlern im Transformator führen. AlsoLichtimpulstest des Transformatorsist eine der wichtigsten Typprüfungen von Transformatoren.

Schaltimpuls
Untersuchungen und Beobachtungen zeigen, dass die Umschaltspannung bzw. der Umschaltimpuls eine Vorlaufzeit von mehreren hundert Mikrosekunden haben kann und diese Spannung periodisch gedämpft werden kann. Die IEC – 600060 hat für ihren Schaltimpulstest eine Langwelle mit einer Vorderzeit von 250 μs und einer Halbwertszeit von 2500 μs mit Toleranzen übernommen.
Der Zweck der Stoßspannungsprüfung besteht darin, sicherzustellen, dass dieTransformatorDie Isolierung hält der Blitzüberspannung stand, die im Betrieb auftreten kann.

Das Design des Impulsgenerators basiert auf der Marx-Schaltung. Der Grundschaltplan ist in der Abbildung oben dargestellt. Der ImpulsKondensatorenCs (12 Kondensatoren mit 750 ηF) werden durch die Ladung parallel aufgeladenWiderständeRc (28 kΩ) (höchste zulässige Ladespannung 200 kV). Wenn die Ladespannung den erforderlichen Wert erreicht hat, wird durch einen externen Triggerimpuls der Durchschlag der Funkenstrecke F1 eingeleitet. Wenn F1 ausfällt, steigt das Potenzial der folgenden Stufe (Punkt B und C). Da der Vorwiderstand Rs im Vergleich zu den Entladewiderständen Rb (4,5 kΩ) und dem Ladewiderstand Rc niederohmig ist und der niederohmige Entladewiderstand Ra durch die Hilfsfunkenstrecke Fal vom Stromkreis getrennt ist , steigt die Potentialdifferenz an der Funkenstrecke F2 erheblich an und der Durchschlag von F2 wird eingeleitet.
Dadurch wird bewirkt, dass die Funkenstrecken der Reihe nach ausfallen. Dadurch werden die Kondensatoren in Reihenschaltung entladen. Die hochohmigen Entladewiderstände Rb sind für Schaltimpulse und die niederohmigen Widerstände Ra für Blitzimpulse ausgelegt. Die Widerstände Ra werden parallel zu den Widerständen Rb geschaltet, wenn die Hilfsfunkenstrecken mit einer Zeitverzögerung von einigen hundert Nanosekunden ausfallen.
Diese Anordnung gewährleistet die ordnungsgemäße Funktion des Generators.
Die Wellenform und der Spitzenwert der Stoßspannung werden mit einem Impulsanalysesystem (DIAS 733) gemessen, das an das angeschlossen istSpannungsteiler. Die erforderliche Spannung wird durch Auswahl einer geeigneten Anzahl in Reihe geschalteter Stufen und durch Anpassung der Ladespannung erreicht. Um die notwendige Entladeenergie zu erhalten, können Parallel- oder Serien-Parallelschaltungen des Generators eingesetzt werden. In diesen Fällen werden während der Entladung einige der Kondensatoren parallel geschaltet.
Die erforderliche Impulsform wird durch geeignete Wahl der Vor- und Entladewiderstände des Generators erreicht.
Die Frontzeit lässt sich näherungsweise aus der Gleichung berechnen:
Für R1 >> R2 und Cg >> C (15.1)
Tt = .RC123
und der Halbzeit-zu-Halbwert aus der Gleichung
T ≈ 0,7.RC
In der Praxis wird die Prüfschaltung erfahrungsgemäß dimensioniert.

Durchführung des Impulstests
Der Test wird mit Standard-Blitzimpulsen negativer Polarität durchgeführt. Die Frontzeit (T1) und die Zeit bis zur Halbwertszeit (T2) sind normgerecht definiert.
Standard-Blitzimpuls
Frontzeit T1 = 1,2 μs ± 30 %
Zeit bis zur Halbwertszeit T2 = 50 μs ± 20 %

In der Praxis kann die Impulsform bei der Prüfung von Niederspannungswicklungen mit hoher Nennleistung und Wicklungen mit hoher Eingangskapazität vom Standardimpuls abweichen. Die Impulsprüfung wird mit Spannungen negativer Polarität durchgeführt, um unregelmäßige Überschläge im äußeren Isolations- und Prüfkreis zu vermeiden. Für die meisten Testobjekte sind Wellenformanpassungen erforderlich. Erfahrungen aus Testergebnissen ähnlicher Geräte oder eventuelle Vorberechnungen können als Leitfaden für die Auswahl von Komponenten für die Wellenformungsschaltung dienen.
Die Testsequenz besteht aus einem Referenzimpuls (RW) mit 75 % der vollen Amplitude, gefolgt von der angegebenen Anzahl von Spannungsanlegungen mit voller Amplitude (FW) (gemäß IEC 60076-3 drei volle Impulse). Die Ausrüstung für Spannung undaktuellDie Signalaufzeichnung besteht aus digitalem Transientenrekorder, Monitor, Computer, Plotter und Drucker. Die Aufzeichnungen auf den beiden Ebenen können zur Fehleranzeige direkt verglichen werden. Bei Regeltransformatoren wird eine Phase mit dem auf die Nennleistung eingestellten Laststufenschalter geprüftStromspannungund die beiden anderen Phasen werden in jeder der Extrempositionen getestet.

Anschluss Impulstest
Bei allen dielektrischen Tests wird der Isolationsgrad der Baustelle überprüft. Zur Erzeugung der vorgegebenen Leistung wird ein Impulsgenerator eingesetztStromspannungImpulswelle von 1,2/50 Mikrosekunden Welle. Ein Impuls eines reduziertenStromspannungzwischen 50 und 75 % der vollen Prüfspannung und anschließend drei Impulse mit voller Spannung.

Für einenDreiphasentransformatorDer Impuls wird nacheinander auf alle drei Phasen ausgeführt.
Die Spannung wird nacheinander an jede der Leitungsklemmen angelegt, wobei die anderen Klemmen geerdet bleiben.
Die Strom- und Spannungswellenformen werden auf dem Oszilloskop aufgezeichnet und jede Verzerrung der Wellenform ist das Kriterium für einen Ausfall.