Формыстандартных испытательных волн

Значение разрядного напряжения при воздействии импульсного напряжения зависит от формы воздействующего на изоляцию напряжения. Чтобы иметь возможность сравнивать между собой импульсные характеристики, полученные в различных лабораториях, форма волны для импульсных испытаний нормирована и находится в соответствии с формой волн атмосферных перенапряжений, воздействующих на изоляцию в результате разрядных молнии.

Стандартная волна характеризуется быстрым нарастанием напряжения до максимума (фронта волны) и более медленны спадом (хвост волны). Поскольку фронт волны плавно переходит в спад, то по осциллограммам без специальной их обработки трудно определить начало волны, длительность фронта и длительность волны. Процедура определения параметров стандартной волны регламентирована и заключается в следующем.

Для определения фронта волны необходимо на осциллограмме провести прямую, параллельную оси времени и проходящую через максимум волны (U_max на рисунке 3, а, точка 1). Затем провести две прямые параллельные U_max на уровне 0,3U_max и 0,9U_max. Через точки пересечения прямых 0,3U_max и 0,9U_max с фронтом волны (точки 2 и 3 на рисунке 3, а) провести прямую А до пересечения с осью времени (точка t₀ на рисунке 3, а, которая называется условное начало волны) и прямой U_max (точка f на рисунке 3, а). Спроектировать точку f на ось времени (точка t_fна рисунке 3, а). Расстояние от t₀ до t_fвыраженное во временном масштабе называют фронтом волны (смотрите рисунок 3, а).

Рисунок 3 – Форма полной (а) и срезанной (б) испытательной волны

Длительность волны t_в определяется от условного начала волны (точка t₀ на рисунке 3, а) до проекции точки 4 на ось времени (точка t_i на рисунке 3, а). Точка 4 получена при пересечении прямой 0,5U_max, параллельной U_max, со спадомволны.

В качестве стандартной волны принята волна с параметрами:

длительность фронта волны (t_ф) – 1,2 0,4 мкс

длительность волны (t_в) – 50 10 мкс

В процессе работы средств защиты от атмосферных перенапряжений, а также при пробое изоляционных промежутков вблизи шин подстанции на изоляции электрооборудования возможно появление так называемых срезанных волн, представляющих опасность для работы изоляции. Эта опасность связана с высокой скоростью изменениянапряжения, приводящей к высоким градиентным перенапряжениям в обмотках трансформаторов, реакторов и электрических машин.

В связи с этим проводятся испытания такого оборудования стандартной срезанной волной, имеющей длительность 2,00,5 мкс и представляющей собой начальную стадию полной стандартной волны (рисунок 3, б). Длительность срезанной волны определяют как промежуток времени от условного начала волны (точка t₀ на рисунке 3, б) до проекции на ось времени точки начала резкого спада (среза) волны (точка t_s на рисунке 3,б)

Далее представлены схемы замещения и соответствующие им

стилизованные формы волн ГИН.

Рисунок 4 – Эквивалентная схема ГИН при проведении опыта короткого замыкания(а) и осциллограмма тока, соответствующая этому опыту (б).

Рисунок 5 – Схема замещения (а) и осциллограмма на выходе ГИН при работе на холостом ходу (как правило С_ЭКВ>>C_П)

Рисунок 6 – Схема замещения и вид осциллограммы на выходе ГИН при работе на холостом ходу с установленным демпфирующим резистором R_Д=R_Ф (масштаб осциллограммы одинаковый с рисунком 5)

Рисунок 7 – Схемы замещения ГИН с учетом формирующих элементов (а) и соответствующая форма волны напряжения на испытуемом объекте.