変圧器のインパルス試験

主な学び:
●変圧器のインパルス試験の定義：変圧器のインパルス試験では、高電圧インパルスに耐える能力をチェックし、その絶縁が突然の電圧スパイクに対処できることを確認します。
●雷インパルス試験：このテストでは、自然雷のような電圧を使用して変圧器の絶縁を評価し、故障の原因となる可能性のある弱点を特定します。
●スイッチングインパルス試験：このテストは、ネットワーク内のスイッチング動作による電圧スパイクをシミュレートします。これにより、変圧器の絶縁にもストレスがかかる可能性があります。
●インパルスジェネレーター：マルクス回路に基づくインパルス発生器は、コンデンサを並列に充電し、直列に放電することによって高電圧インパルスを生成します。
●試験性能：テスト手順には、標準的な雷インパルスを適用し、電圧と電流の波形を記録して絶縁欠陥を特定することが含まれます。
照明は一般的な現象です伝送線路彼らの身長が高いからです。ライン上のこの稲妻導体インパルス電圧が発生します。などの伝送路の終端装置電源トランスその後、この雷インパルス電圧が発生します。ここでも、システム内のあらゆる種類のオンライン スイッチング操作中に、ネットワーク内でスイッチング インパルスが発生します。スイッチング インパルスの大きさは、システム電圧の約 3.5 倍になる場合があります。
変圧器にとって絶縁は非常に重要であり、弱点があると故障の原因となる可能性があります。その有効性を確認するために、変圧器は絶縁試験を受けます。ただし、電源周波数耐性テストは絶縁耐力を示すのに十分ではありません。そのため、雷やスイッチングインパルス試験などのインパルス試験が行われます。
ライトニングインパルス
雷の衝撃は純粋な自然現象です。したがって、雷障害の実際の波形を予測することは非常に困難です。自然雷に関して収集されたデータから、自然落雷によるシステム障害は 3 つの基本的な波形で表すことができると結論付けることができます。
●フルウェーブ
●チョップドウェーブと
●波の正面
実際の雷インパルス外乱はこれら 3 つの形状を正確に持っていない可能性がありますが、これらの波を定義することによって、変圧器の最小インパルス絶縁耐力を確立できます。
雷障害が送電線に到達する前に伝播した場合、トランス、その波形はフルウェーブになる可能性があります。フラッシュオーバーが発生した場合絶縁体波のピークを過ぎると、途切れ途切れの波になる場合があります。
落雷が変圧器の端子に直接当たると、衝撃が発生します。電圧フラッシュオーバーによって緩和されるまで急速に上昇します。フラッシュオーバーの瞬間に電圧が突然低下し、波形の先頭が形成されることがあります。
変圧器の絶縁に対するこれらの波形の影響は、それぞれ異なる場合があります。ここでは、どのような種類のインパルス電圧波形が変圧器にどのような種類の故障を引き起こすかについては詳しく説明しません。しかし、雷障害電圧波はどのような形状であっても、変圧器の絶縁不良を引き起こす可能性があります。それで変圧器の点灯インパルス試験変圧器の最も重要な型式試験の 1 つです。

スイッチングインパルス
研究と観察により、スイッチングオーバー電圧またはスイッチングインパルスのフロントタイムは数百マイクロ秒であり、この電圧は周期的に減衰する可能性があることが明らかになりました。 IEC – 600060 は、スイッチング インパルス テストに、許容差のある開始時間 250 μs と半値までの時間 2500 μs の長波を採用しています。
インパルス電圧テストの目的は、トランス絶縁は、使用中に発生する可能性のある雷の過電圧に耐えます。

インパルス発生器の設計はマルクス回路に基づいています。基本的な回路図を上図に示します。衝動コンデンサCs (750 ηF のコンデンサ 12 個) は、充電を通じて並列に充電されます。抵抗器Rc (28 kΩ) (最大許容充電電圧 200 kV)。充電電圧が必要な値に達すると、外部トリガーパルスによってスパークギャップ F1 の破壊が開始されます。 F1が故障すると次段（B点、C点）の電位が上昇します。直列抵抗 Rs は放電抵抗 Rb (4.5 kΩ) や充電抵抗 Rc と比較して低抵抗値であり、低抵抗放電抵抗 Ra は補助スパークギャップ Fal によって回路から分離されているためです。 、スパークギャップ F2 間の電位差が大幅に上昇し、F2 の破壊が開始されます。
したがって、火花ギャップは順番に破壊されます。その結果、コンデンサは直列接続で放電されます。高抵抗の放電抵抗器 Rb はスイッチング インパルス用に寸法設定され、低抵抗器の抵抗器 Ra は雷インパルス用に設計されています。補助スパークギャップが破壊されると、数百ナノ秒の時間遅れで、抵抗器Ｒａは抵抗器Ｒｂと並列に接続される。
この配置により、発電機が適切に機能することが保証されます。
インパルス電圧の波形とピーク値は、インパルス解析システム (DIAS 733) を使用して測定されます。分圧器。必要な電圧は、適切な直列接続段数を選択し、充電電圧を調整することによって得られます。必要な放電エネルギーを得るために、発電機の並列または直並列接続を使用できます。このような場合、放電中にコンデンサの一部が並列に接続されます。
必要なインパルス形状は、発電機の直列抵抗と放電抵抗を適切に選択することによって得られます。
フロント時間は次の方程式から近似的に計算できます。
R1 >> R2 および Cg >> C の場合 (15.1)
Tt = .RC123
式からの半分の値までの半分の時間
T ≈ 0,7.RC
実際には、テスト回路は経験に基づいて設計されます。

インパルス試験の性能
テストは、負極性の標準的な雷インパルスを使用して実行されます。前時間 (T1) と半値までの時間 (T2) は規格に従って定義されています。
標準雷インパルス
フロント時間 T1 = 1.2 μs ± 30%
半値までの時間 T2 = 50 μs ± 20%

実際には、高定格電力の低電圧巻線や高入力容量の巻線をテストする場合、インパルス形状は標準インパルスから逸脱する可能性があります。インパルス試験は、外部絶縁および試験回路における不規則なフラッシュオーバーを回避するために、負極性電圧を使用して実行されます。ほとんどのテスト対象には波形の調整が必要です。同様のユニットでのテスト結果や最終的な事前計算から得られた経験は、波形整形回路のコンポーネントを選択する際の指針となります。
テストシーケンスは、全振幅の 75% での 1 つの基準インパルス (RW) と、それに続く全振幅 (FW) での指定された回数の電圧印加で構成されます (IEC 60076-3 によると、3 つの全インパルス)。電圧および現在信号記録は、デジタルトランジェントレコーダー、モニター、コンピューター、プロッター、プリンターで構成されます。 2 つのレベルの記録を直接比較して、障害を示すことができます。調整変圧器の場合、定格に設定された負荷時タップ切換器を使用して 1 つの相がテストされます。電圧他の 2 つのフェーズはそれぞれの極端な位置でテストされます。

インパルス試験の接続
すべての絶縁テストは、ジョブの絶縁レベルをチェックします。インパルス発生器は指定されたものを生成するために使用されます。電圧1.2/50マイクロ秒波の衝撃波。減少の一つの衝動電圧最大試験電圧の 50 ～ 75% と、その後の最大電圧での 3 回のインパルス。

のために三相変圧器、インパルスは 3 つのフェーズすべてで連続して実行されます。
電圧は各ライン端子に連続して印加され、他の端子は接地されたままになります。
電流と電圧の波形はオシロスコープに記録され、波形の歪みが故障の基準となります。