雷电冲击试验 ppt课件
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关于雷击浪涌的介绍ppt课件
雷击击中外部〔户外〕线路，有大量的电流流入外部线路 或接地电阻，因此产生的干扰电压。
间接雷击〔如云层间或云层内的雷击〕在外部线路或内 部线路上感应出的电压或电流。
雷击击中线路临近的物体，在其周围建立的电磁场，使 外部线路感应出电压。
雷击击中的附近地面，地电流经过公共的接地系统时所引 进的干扰。
切换瞬变那么模拟： 主电源系统切换〔如电容器组的切换〕时的干扰。
电压综合波：1.2/50s 电流综合波：8/20s 综合波输出阻抗：210%〔另设有“2〞的端子， 专门提供对输出电流有特殊要求的用户运用〕
CCITT 输出电压波形峰值： 0~6kV10% 输出电压波形峰值：0~6kV 输出电流波形峰值：对应2档：0~3kA 输出极性：正或负 相位：0~360°延续可调。 浪涌输出方式：手动或自动 浪涌次数：0~999999次 浪涌间隔：10~109秒〔其中10秒为仪器固有的充电时 间〕
图中各元件值，可使发生器
在 高电阻负载上提供一个
1.2/50us的电压，和短路电路 输入一个8/20us的电漂泊涌
波。且规定电压和电流峰值
之比应具有2欧姆的有效输出 阻抗。
Surgeout1(<2Ω) 2Ω
Surgeout2(2Ω)
51Ω
0.033μF
Common
`
见右图，此波形图
为前沿和半峰
1.2us/50us的电压波。
关于雷击浪涌的引见
➢ 1 概述 ➢ 2 雷击浪涌发生器 ➢ 3 新型雷击浪涌发生器及实验等级 ➢ 4 耦合和去耦网络 ➢ 5 实验方法
概述
雷击是很普通的物理景象，据统计，全世界有4万多 个雷暴中心，每天大约有8百万次雷击发生，这意味着每 秒钟至少有100次雷击。此外，输电线路中的开关动作也 能产生许多高能量的脉冲。它们对电子设备的可靠性有很 大的影响。为此，许多国际和国内规范都提到要进展雷击 浪涌实验。但不同规范的实验目的是不同的，举例说，高 电压实验也有雷击实验，但用于资料的脉冲耐压实验。
间接雷击〔如云层间或云层内的雷击〕在外部线路或内 部线路上感应出的电压或电流。
雷击击中线路临近的物体，在其周围建立的电磁场，使 外部线路感应出电压。
雷击击中的附近地面，地电流经过公共的接地系统时所引 进的干扰。
切换瞬变那么模拟： 主电源系统切换〔如电容器组的切换〕时的干扰。
电压综合波：1.2/50s 电流综合波：8/20s 综合波输出阻抗：210%〔另设有“2〞的端子， 专门提供对输出电流有特殊要求的用户运用〕
CCITT 输出电压波形峰值： 0~6kV10% 输出电压波形峰值：0~6kV 输出电流波形峰值：对应2档：0~3kA 输出极性：正或负 相位：0~360°延续可调。 浪涌输出方式：手动或自动 浪涌次数：0~999999次 浪涌间隔：10~109秒〔其中10秒为仪器固有的充电时 间〕
图中各元件值，可使发生器
在 高电阻负载上提供一个
1.2/50us的电压，和短路电路 输入一个8/20us的电漂泊涌
波。且规定电压和电流峰值
之比应具有2欧姆的有效输出 阻抗。
Surgeout1(<2Ω) 2Ω
Surgeout2(2Ω)
51Ω
0.033μF
Common
`
见右图，此波形图
为前沿和半峰
1.2us/50us的电压波。
关于雷击浪涌的引见
➢ 1 概述 ➢ 2 雷击浪涌发生器 ➢ 3 新型雷击浪涌发生器及实验等级 ➢ 4 耦合和去耦网络 ➢ 5 实验方法
概述
雷击是很普通的物理景象，据统计，全世界有4万多 个雷暴中心，每天大约有8百万次雷击发生，这意味着每 秒钟至少有100次雷击。此外，输电线路中的开关动作也 能产生许多高能量的脉冲。它们对电子设备的可靠性有很 大的影响。为此，许多国际和国内规范都提到要进展雷击 浪涌实验。但不同规范的实验目的是不同的，举例说，高 电压实验也有雷击实验，但用于资料的脉冲耐压实验。
雷击培训教材-PPT精品
感應雷電在電子設備或系統的連接端 口產生瞬態衝擊電壓.其主要的保護措施為在 端口處加雷電保護器(雙向瞬變電壓抑制二极 管,放電管,壓敏元件等)加以抑制.
2020/3/1
三.Lightning Surge的國際.國內標准
1.目前,國際國內的通用標准有
國際:IEC 6100-4-5(2019)
IEC:International Electrotechnical Commission
綱要
雷擊培訓教材
▪ 產生原理 ▪ 保護措施 ▪ 現行的國際.內標准簡介 ▪ LSS-6030操作簡介 ▪ Lightning Surge Test 實務
2020/3/1
DQE:L J C
一.雷擊的產生原理
雷電是雷云與大地間或帶異號電荷雷 云的放電現象,可引起破坏作用的雷云對地面 放電絕大多數是雷云帶負极性的.雷擊地面可 分為直接雷擊和感應雷擊,其破坏性最大的是 直接雷擊.
( 若要測DIFFERENCE MODE,即設L1-PE OR L2-PE)
2020/3/1
14
6.COUPLING:COMMON MODE設定為18uF, NORMAL MODE設定為10Ω+9uF
7.在POLARITY 設定雷擊波輸出之正負极性. 8.IMPEDANCE 設定輸出阻抗(COMBINATION WAVE一定
雷擊的雷電梯形先導成跳躍式接近地 面,先導通道是強烈空氣電離的等離子區,形成 一條高導電率的導電通道,使雷云電荷與大地 電荷中和,完成主放電.經過暫短間歇后可沿原 來通道實現二次,三次放電.
2020/3/1
二.雷擊的保護措施
1.直接放電 抵抗直接雷擊的有效方法是采用避雷
針建立雷電防護區,避免雷擊電流流過電子設 備,消除雷擊時電壓的影響. 2.感應放電
2020/3/1
三.Lightning Surge的國際.國內標准
1.目前,國際國內的通用標准有
國際:IEC 6100-4-5(2019)
IEC:International Electrotechnical Commission
綱要
雷擊培訓教材
▪ 產生原理 ▪ 保護措施 ▪ 現行的國際.內標准簡介 ▪ LSS-6030操作簡介 ▪ Lightning Surge Test 實務
2020/3/1
DQE:L J C
一.雷擊的產生原理
雷電是雷云與大地間或帶異號電荷雷 云的放電現象,可引起破坏作用的雷云對地面 放電絕大多數是雷云帶負极性的.雷擊地面可 分為直接雷擊和感應雷擊,其破坏性最大的是 直接雷擊.
( 若要測DIFFERENCE MODE,即設L1-PE OR L2-PE)
2020/3/1
14
6.COUPLING:COMMON MODE設定為18uF, NORMAL MODE設定為10Ω+9uF
7.在POLARITY 設定雷擊波輸出之正負极性. 8.IMPEDANCE 設定輸出阻抗(COMBINATION WAVE一定
雷擊的雷電梯形先導成跳躍式接近地 面,先導通道是強烈空氣電離的等離子區,形成 一條高導電率的導電通道,使雷云電荷與大地 電荷中和,完成主放電.經過暫短間歇后可沿原 來通道實現二次,三次放電.
2020/3/1
二.雷擊的保護措施
1.直接放電 抵抗直接雷擊的有效方法是采用避雷
針建立雷電防護區,避免雷擊電流流過電子設 備,消除雷擊時電壓的影響. 2.感應放電
自动化讲义11雷电知识PPT课件
各防雷分区说明： 1、IEC 的防雷分区：LPZ0A、LPZ0B、LPZ1、LPZ2.... 2、IEC 的防雷分区通俗说明：
LPZ0A - 天空、没有避雷针保护的大楼外部、上面没有顶棚等覆盖物的地面... 等等 雷电可能会直接击中的的空间。如大楼顶部避雷针保护范围之外的空间。
LPZ0B - 没有避雷针保护的非屏蔽大楼内部、有避雷针保护的大楼天台受保护部分、 避雷线下的电缆等等雷电不易直接击中的LEMP没有衰减空间。如大楼顶部避雷针保护 范围之内的空间和没有屏蔽的大楼内部或有屏蔽大楼内部的窗口附近。
机房内的屏蔽接地的主机柜）。
IEC分级防雷 级间线路距离不能太短，避免前后级防雷器线路距离太近导致的前级防
雷器不动作问题末级和设备间线路距离不能太长，避免前末级和设备间的线 路感应新的雷击电压，导致的设备端限制电压超过安全值。
电源系统的保护 -- 电源保护 信号系统的保护（包括有线通信、无线通信、网络通信、遥感遥测等） -- 信号保护
2、传统避雷针的副作用产生二次感应雷击效应，雷电电流经过避雷针导地时 感应到市内的传输线上。几十年来的通讯设备是从电子管、晶体管向集成电 路过渡的。由于电子管、晶体管的耐冲击能力较强，因此二次雷击效应对电 子管、晶体管通讯设备没有造成太大损害。集成化度较高的微电子设备，其 耐冲击能力差受雷击更易使微电子设备受到损坏。通过对部分雷击事故的分 析，发现许多雷击事故都是在避雷针接地完好的情况下发生的。分析其原因 就是二次雷击效应造成的。
（3）等电位连接 等电位连接的目的，在于减小需要防雷的空间内各金属部件和各系统之
间的电位差。 防止雷电反击。将机房内的主机金属外壳，UPS及电池箱金属 外壳、金属地板框架、金属门框架、设施管路、电缆桥架、铝合金窗的等电 位连接，并以最短的线路连到最近的等电位连接带或其它已做了等电位连接 的金属物上，且各导电物之间的尽量附加多次相互连接。 （4）金属屏蔽及重复接地
武汉国电西高冲击电压培训课件
武汉国电高冲击电压试验培训课件
一、概述： 雷电冲击试验的目的和意义：
电力系统中的高压电器设备除承受长期工作电压作用及谐振过电压和操作
过电压外，还受到大气过电压。电力变压器是电力系统中的重要设备，为了保 证电力系统能够安全运行。要求变压器有足够冲击绝缘强度，对不同电压等级
的变压器，按照国家标准进行雷电冲击试验。
R的作用：C充电时连接电路 间隙放电能隔离电位
C
Rf
rd：阻尼放电回路中高频振荡 放电回路：
C
U0
_ +
rdRfRt 源自0 u2CRtC0
C/4
C
三、波形的形成
• 波头形成电路
Rf
U0
rd
C1
C0
• 波尾形成电路
rd
0
C1
Rt
四、发生器其他电路
D T
r
R
R
R
单边高效
D
r
R
R
R
T
rR
R
R
截断雷电冲击 耐受电压（峰 值） 并联电抗器 耦合电容器、 高压电力电 高压电器类 母线支柱绝缘 变压器类设备 电压互感器 缆 子、穿墙套管 的内绝缘 40 40 --40 40 45 60 60 ---60 60 65 75 75 ----75 75 85 105 105 105 105 105 115 125 125 125 125 125 140 185/200 185/200 200 185 185 220 325 325 325 325 325 360 额定雷电冲击耐受电压（峰值）
在雷电冲击电压作用下，绕组的电感能量和电容能量发生交换而形成震荡过 程。这个过程使绕组的匝间和饼间及绕组各饼对地的电位已不在是按匝数分布。
一、概述： 雷电冲击试验的目的和意义：
电力系统中的高压电器设备除承受长期工作电压作用及谐振过电压和操作
过电压外，还受到大气过电压。电力变压器是电力系统中的重要设备，为了保 证电力系统能够安全运行。要求变压器有足够冲击绝缘强度，对不同电压等级
的变压器，按照国家标准进行雷电冲击试验。
R的作用：C充电时连接电路 间隙放电能隔离电位
C
Rf
rd：阻尼放电回路中高频振荡 放电回路：
C
U0
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rdRfRt 源自0 u2CRtC0
C/4
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三、波形的形成
• 波头形成电路
Rf
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• 波尾形成电路
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四、发生器其他电路
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单边高效
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截断雷电冲击 耐受电压（峰 值） 并联电抗器 耦合电容器、 高压电力电 高压电器类 母线支柱绝缘 变压器类设备 电压互感器 缆 子、穿墙套管 的内绝缘 40 40 --40 40 45 60 60 ---60 60 65 75 75 ----75 75 85 105 105 105 105 105 115 125 125 125 125 125 140 185/200 185/200 200 185 185 220 325 325 325 325 325 360 额定雷电冲击耐受电压（峰值）
在雷电冲击电压作用下，绕组的电感能量和电容能量发生交换而形成震荡过 程。这个过程使绕组的匝间和饼间及绕组各饼对地的电位已不在是按匝数分布。
章标准雷电冲击电压波形ppt课件
上包 络线
• 放电时间分散性-伏秒特性是带状区 域
• 50%概率放电时间： 放电时间小于该值 概率50%
• 50%伏秒特性：
2μS 冲击击穿电压
击穿时放电时间小于或大于2μS的概率 各为50%的冲击电压值,也是击穿发生的 规范波波幅附近的电压
• 规范冲击波(1.2/50μSห้องสมุดไป่ตู้)下的伏秒特性
• 伏秒特性概念适用于沿面放电、固液体 介质、组合绝缘
Um冲击电压加在静态击穿电压 UO
气隙上 ①电压超越UO继续的时间T小于 放电时间t1，击穿概率很低 ②Um高，放电时延缩短，T>t1， 那么每次冲击都能使间隙击穿 ③间隙的50%放电电压U50— 存在一个电压值，此电压加到间 隙上时，击穿与不击穿的概率各 50%。
• 冲击电压下间隙的绝缘特性用50%放电电压衡 量—多次施加同一幅值冲击波，半数击穿的电压。
2. 规范雷电冲击电压波形
雷电流冲击波特点：迅速上升，平缓下降。 在接地电阻上构成冲击电压.
• 为模拟雷闪放电引起过电压，实验室中常 用冲击电压发生安装产生冲击电压。
• 规范波形:根据电力系统实测的由雷闪呵斥 的电压波形制定——全波，截波。
便于 比较
国际电工 委员会
3000kV/3000kJ雷电冲击电压发生器
发生在峰值附近。
• 极不均匀电场，易构成流注而击穿，Um低，放电时候冲 击系数大于1，波尾击穿。
2.伏秒特性及其制定
• 放电时延决议气隙 击穿需求一定时间， 对脉冲电压，击穿 电压与电压作用时 间相关。
• 伏秒特性：冲击电 压下，普通用电压 最大值和击穿时间 的关系曲线来表示 间隙的冲击绝缘特 性，该曲线称为间 隙的----~。
伏秒特性求取方法
雷电冲击试验
截波电压的产生
产生截波的方法从原理上讲是很简单的，在试 验回路中与被试品并联一个放电间隙(如图所示)。 在冲击电压下使该间隙击穿放电就可形成截波。 通常间隙的放电分散性是相当大的，要产生满 足国家标准要求的截波波形，且使得截断分散 性在±0.1µs是比较困难的。冲击电压试验中的 截波的产生根据具体试验的条件多用以下三种 方法取得： (1)将全波试验波形的波前拉长，然后用球间隙 来截断，截断的电压幅值由球隙来控制。此时
当变压器内部安装了用来限制内部部件上的冲击过电压的非线性元件(如:避雷 器)时。设备在运行中带的任何内部非线性元件要随设备一 起进行试验。外部非 线性元件和其他外部电压控制元件(如:电容器)在试验期间应断开。
应保持校准时与全电压试验时的冲击线路及测量接线不变。
中性点雷电冲击试验接线： 所有其他端子接地，雷电冲击直接施加在中性点端子上。
GB/T 1094.3－2017 国家标准规定对于Um≤72.5kV变压器的线端雷电冲击全波 试验为型式试验，大于72.5kV的为例行试验，而线端雷电截波冲击试验和中性 点端子雷电全波冲击试验均为型式试验。雷电冲击试验的目的是用来检验变压 器每一线端对地，对其他绕组以及被试绕组本身的冲击电压耐受强度。 1 雷电冲击电压波形 在运行的电力系统中，出现的大气过电压会有各种各样的波形，但不能用多种 波形进行试验。根据系统的运行情况，世界各国都把全波和截波作为模拟雷电 冲击的标准波形。当雷电波进入变电站而没有外绝缘放电时，电压即为全波， 而当变电站空气绝缘间隙或设备的外绝缘等发生放电时，即为截波。
设备最高电压范围
绝缘类型
全绝缘
全绝缘
分级绝缘 全绝缘和分级绝缘
线端雷电全波冲击试验 (LI)
线端雷电截波冲击试验 (LIC)
【优秀PPT】第三节冲击高电压试验资料
第三节冲击高电压试验
优选第三节冲击高电压试验
t
t
u(t)A(e 1 e 2 )
波尾，
t
u(t) A(1e 2 )
波前，
t
u(t) Ae 1
实际冲击电压发生器采用图5-19的回路。
放电回路的利用系数 U2m C1（5-1R02）
U0 C1C2 R11R2
（二）多级冲击电压发生器的工作 原理
Ø 截断装置的要求实放电分散性小和能准确控制截断时 间。
二、操作冲击试验电压的产生
• 国家标准规定：额定电压大于220kV的超高 压电气设备在出厂试验、型式试验中，不 能象220kV及以下的高压电气设备那样以工 频耐压试验来等效取代操作冲击耐压试验。
（一）非周期性双指数冲击长波
• 国家标准规定的标准波形为250/2500 。 应注意一下两个问题： （1） 为大大拉长 波前，又使发生器的利用系数降低不是很 多，需采用高效率回路。 （2） 计算操作 波回路参数时，不能用前面介绍的雷电波 时的近似计算法来计算操作波回路参数； 要考虑充电电阻R对波形和发生器效率的影 响。
• 单级冲击电压发生器能产生的最高电压一 般不超过200～300kV。
• 因而采用多级叠加的方法来产生波形和幅 值都能满足需要的冲击高电压波。
500kV标准雷电波发生器 5400kV，527kJ冲击电压发生装置
上海交大3000kV冲击电压发生器
多级冲击电压发生器原理接线图
p 基本原理
并联充电， 上海交大3000kV冲击电压发生器
三、绝缘的冲击高压试验方法
– 电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次 冲击法，即对被试品施加三次正极性和三次负极性 雷电冲击试验电压。（全波）。 – 对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要进行 雷电冲击截波（～5 μS )耐压试验。
优选第三节冲击高电压试验
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波尾，
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实际冲击电压发生器采用图5-19的回路。
放电回路的利用系数 U2m C1（5-1R02）
U0 C1C2 R11R2
（二）多级冲击电压发生器的工作 原理
Ø 截断装置的要求实放电分散性小和能准确控制截断时 间。
二、操作冲击试验电压的产生
• 国家标准规定：额定电压大于220kV的超高 压电气设备在出厂试验、型式试验中，不 能象220kV及以下的高压电气设备那样以工 频耐压试验来等效取代操作冲击耐压试验。
（一）非周期性双指数冲击长波
• 国家标准规定的标准波形为250/2500 。 应注意一下两个问题： （1） 为大大拉长 波前，又使发生器的利用系数降低不是很 多，需采用高效率回路。 （2） 计算操作 波回路参数时，不能用前面介绍的雷电波 时的近似计算法来计算操作波回路参数； 要考虑充电电阻R对波形和发生器效率的影 响。
• 单级冲击电压发生器能产生的最高电压一 般不超过200～300kV。
• 因而采用多级叠加的方法来产生波形和幅 值都能满足需要的冲击高电压波。
500kV标准雷电波发生器 5400kV，527kJ冲击电压发生装置
上海交大3000kV冲击电压发生器
多级冲击电压发生器原理接线图
p 基本原理
并联充电， 上海交大3000kV冲击电压发生器
三、绝缘的冲击高压试验方法
– 电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验采用三次 冲击法，即对被试品施加三次正极性和三次负极性 雷电冲击试验电压。（全波）。 – 对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要进行 雷电冲击截波（～5 μS )耐压试验。
雷电冲击试验讲课教案22页PPT
ห้องสมุดไป่ตู้
雷电冲击试验讲课教案
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
雷电冲击试验讲课教案
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
雷电冲击试验 ppt课件
（1） 1.2/50微妙标准雷电冲击全波 （2） 1.2/2~5微妙标准雷电截波
过零系数 0.25-0.35 （3）250/2500微妙的标准操作冲击波
Tf为20~250us 90%持续时间≥200us 过零时间≥500us ❖ IEC517 规定GIS组合电器现场冲击试验的二 种标准冲击波形
（4）Tf＜15微妙的振荡雷电冲击波 （5） Tcr＞100微妙的振荡操作冲击波
（3）试验电压Um，允许偏差±3%，是指规定值和实测值之差， 不是指测量误差。
（4）当实际波形波前部分有振荡（过冲）及波尾过零呈衰减振 荡波时，规定振荡幅值不应超过0.05Um，衰减振荡波反冲波 幅值ur/ Um＜0.5
波形图画法：
以波峰值的30%和90%的两点的联线与横轴的交点为视在原 点01，从这点到上述联线与由平行线的交点C所作的横轴垂线 之间的距离为波前时间Tf，以及把O1与在波尾的1/2波峰值点 所作横轴垂线之间的距离为波尾时间Tt。 T1=1.67T
试验前把C1充好电，当K（或点火球隙）动作后，由C1向C2充电， 则试品两端电压：
U1=U0*（1-e（-t /τ）） （充电过程）
C1、C2两端电压平衡后，一起又通过R2对地放电，则试品两端电
压：
U2=U0*e（-t /τ）
（放电过程）
根据雷电波形定义，来推导波头波尾时间公式：
（1）求波头Tf： 30%U0= U0*（1-e（-t1/τ1）） 90%U0= U0*（1-e（-t2/τ1））
（1）
（2）
老试验站冲击等值电路
新试验站冲击等值电路
（3）
旧试验站球心放电原理：如图
第一步：1点充电为+U0，当球隙击穿时，1点电位降到0，2 点 电位由0变为-U0，那么第二个球隙两端的电位变成+UO-（U0） =2U0，肯定会导致第二个球隙击穿。
过零系数 0.25-0.35 （3）250/2500微妙的标准操作冲击波
Tf为20~250us 90%持续时间≥200us 过零时间≥500us ❖ IEC517 规定GIS组合电器现场冲击试验的二 种标准冲击波形
（4）Tf＜15微妙的振荡雷电冲击波 （5） Tcr＞100微妙的振荡操作冲击波
（3）试验电压Um，允许偏差±3%，是指规定值和实测值之差， 不是指测量误差。
（4）当实际波形波前部分有振荡（过冲）及波尾过零呈衰减振 荡波时，规定振荡幅值不应超过0.05Um，衰减振荡波反冲波 幅值ur/ Um＜0.5
波形图画法：
以波峰值的30%和90%的两点的联线与横轴的交点为视在原 点01，从这点到上述联线与由平行线的交点C所作的横轴垂线 之间的距离为波前时间Tf，以及把O1与在波尾的1/2波峰值点 所作横轴垂线之间的距离为波尾时间Tt。 T1=1.67T
试验前把C1充好电，当K（或点火球隙）动作后，由C1向C2充电， 则试品两端电压：
U1=U0*（1-e（-t /τ）） （充电过程）
C1、C2两端电压平衡后，一起又通过R2对地放电，则试品两端电
压：
U2=U0*e（-t /τ）
（放电过程）
根据雷电波形定义，来推导波头波尾时间公式：
（1）求波头Tf： 30%U0= U0*（1-e（-t1/τ1）） 90%U0= U0*（1-e（-t2/τ1））
（1）
（2）
老试验站冲击等值电路
新试验站冲击等值电路
（3）
旧试验站球心放电原理：如图
第一步：1点充电为+U0，当球隙击穿时，1点电位降到0，2 点 电位由0变为-U0，那么第二个球隙两端的电位变成+UO-（U0） =2U0，肯定会导致第二个球隙击穿。
不均匀电场的击穿和雷电冲击电压下的空气击穿ppt课件
刚开始出现电晕时的电压称为电晕起始电压或起晕电压
2、特点：电晕放电是极不均匀电场特有的自持放电形式， 电晕起始电压低于击穿电压，电场越不均匀其差值越大。 电晕放电的起始电压一般用经验 公式来推算，流传最广的是皮克 公式，电晕起始场强近似为：
危害：
电晕放电引起光、声、热等效应使空气发生化学反应，不 但消耗能量，还产生臭氧和氧化氮等有害气体，腐蚀金具 和有机绝缘物。坏天气要比好天气时的电晕损耗大得多。 电晕放电中，由于电子崩和流注不断消失、出现造成的放 电脉冲会产生高频电磁波，对无线电和广播产生干扰。 电晕放电还会产生可闻噪声。
但当棒为负极性时，即使屏障放在 最有利的位置，也只能略微提高气 隙的击穿电压(例如20％)，而在大 多数位置上，反而使击穿电压有不 同程度的降低。
采用高气压可以 减少电子的平均自由行程，削弱游离过程 ， 提高击穿电压。 均匀电场中，当气体的压力在1MP 以下，击穿电压随气压的增大线性 增大，气压更高时，击穿电压增大 速度变缓。 不均匀电场中增高气压也可以提高 击穿电压，但效果不如均匀电场显著。 高气压下应尽可能改进电极形状， 改善电场分布，电极应仔细加工光洁， 气体要过滤（滤去尘埃和水份）处理。
1、完成气隙击穿的三个必备条件：
足够大的电场强度或足够高的电压。 在气隙中存在能引起电子崩并导致流注和主放电的有效 电子。 需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿。
完成击穿所需放电时间很短（微秒级）： 直流电压、工频交流等持续作用的电压，满足上述三个条 件不成问题； 当所加电压为变化速度很快、作用时间很短的冲击电压时， 因有效作用时间短，放电时间就变成一个重要因素。
短气隙中（1cm以下），特别是电场均匀时， tf<<ts， 放电时延主要取决于ts。为减小ts： 可提高外施电场使气隙中出现有效电子的概率增加 可采用人工光源照射，使阴极释放出更多的电子 较长气隙时，放电时延主要决定于 tf，且电场越不均匀， tf越大。
2、特点：电晕放电是极不均匀电场特有的自持放电形式， 电晕起始电压低于击穿电压，电场越不均匀其差值越大。 电晕放电的起始电压一般用经验 公式来推算，流传最广的是皮克 公式，电晕起始场强近似为：
危害：
电晕放电引起光、声、热等效应使空气发生化学反应，不 但消耗能量，还产生臭氧和氧化氮等有害气体，腐蚀金具 和有机绝缘物。坏天气要比好天气时的电晕损耗大得多。 电晕放电中，由于电子崩和流注不断消失、出现造成的放 电脉冲会产生高频电磁波，对无线电和广播产生干扰。 电晕放电还会产生可闻噪声。
但当棒为负极性时，即使屏障放在 最有利的位置，也只能略微提高气 隙的击穿电压(例如20％)，而在大 多数位置上，反而使击穿电压有不 同程度的降低。
采用高气压可以 减少电子的平均自由行程，削弱游离过程 ， 提高击穿电压。 均匀电场中，当气体的压力在1MP 以下，击穿电压随气压的增大线性 增大，气压更高时，击穿电压增大 速度变缓。 不均匀电场中增高气压也可以提高 击穿电压，但效果不如均匀电场显著。 高气压下应尽可能改进电极形状， 改善电场分布，电极应仔细加工光洁， 气体要过滤（滤去尘埃和水份）处理。
1、完成气隙击穿的三个必备条件：
足够大的电场强度或足够高的电压。 在气隙中存在能引起电子崩并导致流注和主放电的有效 电子。 需要有一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿。
完成击穿所需放电时间很短（微秒级）： 直流电压、工频交流等持续作用的电压，满足上述三个条 件不成问题； 当所加电压为变化速度很快、作用时间很短的冲击电压时， 因有效作用时间短，放电时间就变成一个重要因素。
短气隙中（1cm以下），特别是电场均匀时， tf<<ts， 放电时延主要取决于ts。为减小ts： 可提高外施电场使气隙中出现有效电子的概率增加 可采用人工光源照射，使阴极释放出更多的电子 较长气隙时，放电时延主要决定于 tf，且电场越不均匀， tf越大。
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雷电冲击试验
概述
❖ 电气设备在电力系统运行中除承受正常运行的工频 电压外，还可能受到暂时过电压及雷电过电压的袭 击。
❖ 雷电在输电线路或电力设备上，有可能造成幅值和 陡度都很高的过电压，对设备的绝缘破坏较大。工 程上，为了考验电力设备耐受雷电过电压的能力， 使用冲击电压发生器进行模拟雷击的试验，这就是 雷电冲击电压试验。人为施加在输电线路或电力设 备上的这个雷电过电压波就叫雷电冲击电压波。雷 电冲击电压波是单极性的（正或负）。为了模拟雷 电过电压的作用，保证电力系统安全可靠的运行， 要求变压器有足够的冲击绝缘强度，国家标准对变 压器的不同的电压等级作了明确规定。见 GB311.1-6-83和GB1094.3-85。
（1）
（2）
老试验站冲击等值电路
新试验站冲击等值电路
（3）
旧试验站球心放电原理：如图
第一步：1点充电为+U0，当球隙击穿时，1点电位降到0，2 点 电位由0变为-U0，那么第二个球隙两端的电位变成+UO-（U0） =2U0，肯定会导致第二个球隙击穿。
第二步：同样第二个球隙击穿后，4点电位由0变为-2U0，那 么第三个球隙两端的电位变成+UO-（-2U0）=3U0，肯定会导 致第三个球隙击穿。所以有n个球隙击穿后，就有n个U0，它输 出电压如8点就为-nU0，可见输出电压与充电电压极性相反。
（7）陡度大于1000KV/uS的陡波冲击波
最大输出电压幅值600KV，适用于高压线 路用有机复合绝缘子陡波冲击耐受试验。
❖ DL474.6 《变压器操作波感应耐压试验》 规定了变压器操作波感应耐压试验的标准 冲击波形。
（8） Tcr＞100微妙，Tz＞1000微妙，Td （90）＞200微妙的操作波冲击波
解方程组：0.3 = 1-e（-t1/τ1）
（1-1） （1-2）
0.9 = 1-e（-t2/τ1）
0.7= e（-t1/τ1） 0.1= e（-t2/τ1）
（1-3） （1-4）
根据（1-3）式 得：
-t1/τ1=-0.357
t1= 0.357τ1
根据（1-4）式 得：
-t2/τ1=-2.3026
这一系列过程可被概括成为“多级电容器并联充电，而后串 联放电，形成幅值很高的冲击电压波”。
从发生器同步原理分析：
（1）当C2（即球隙之间电容）为零时，Ug2=2UO，可见过电压 倍数较高。
（2）当C1、C3（即回路中对地杂散电容）为零时，Ug2≈UO， 可见过电压倍数较低，g2就不可能击穿，所以杂散电容的存在 加强了冲击发生器同步动作的有利条件。
适用电力变压器操作波感应耐压试验。
二、雷电冲击全波和截波的图示法及规定
我们公司的冲击电压发生器主要是用来产生标准雷电冲击全 波截波。要进行冲击电压试验，就必须先知道冲击波形的规 范性。
❖ 全波标准规定：
（1）波前时间Tf为1.2uS，允许误差±30%；
（2）半峰值时间Tt为50 uS，允许误差±20%；
（3）试验电压Um，允许偏差±3%，是指规定值和实测值之差， 不是指测量误差。
（4）当实际波形波前部分有振荡（过冲）及波尾过零呈衰减振 荡波时，规定振荡幅值不应超过0.05Um，衰减振荡波反冲波 幅值ur/ Um＜0.5
波形图画法：
以波峰值的30%和90%的两点的联线与横轴的交点为视在原 点01，从这点到上述联线与由平行线的交点C所作的横轴垂线 之间的距离为波前时间Tf，以及把O1与在波尾的1/2波峰值点 所作横轴垂线之间的距离为波尾时间Tt。 T1=1.67T
一、冲击电压发生器多种波形介绍
冲击电压发生器就是一种产生脉冲波的高电 压发生装置。它被用于研究电力设备遭受大 气过电压（雷电）时的绝缘性能。冲击电压 的破坏作用不仅决定于波形、幅值、还与波 形陡度有关。目前国内冲击电压发生器能产 生8种冲击波形。下面简单介绍一下： ❖ GB311《高压输变电设备的绝缘配合-高电压 试验技术》规定了三种标准冲击波形
-Tt /τ2=-0.693
Tt=0.693 τ2
τ2=RC=R2*（C1+C2）
3、雷电波效率计算
如上图：η=U2/U1
=（U2/UR2）*（UR2/U1） =（C1/（C1+C2））*（R2/（Rs+R2）） 当Rs=0时，回路为高效率 4、试验站冲击发生器 （1）冲击发生器线路图比较（充电方式、极性） （2）等值电路 （3）旧冲击球隙放电（同步） （4）新冲击球隙放电（同步）t2= 2.3026 τ1
已知 Tf=1.67（t2-t1） 即得：
Tf= （2.3026 τ1- 0.357τ1）*1.67
=1.9456*1.67τ1
=3.249τ1
τ1=RC=R1*（（C1*C2）/ （C1+C2））
（2）求波尾Tt： 50%U0=U0*e（-Tt /τ2）
0.5= e（-Tt /τ2）
❖ DL/T557《高压线路绝缘子陡波冲击耐受 试验》规定了线路绝缘子陡波冲击耐受试 验的标准冲击波形
（6）Tf=100~200毫微妙的陡波冲击波。 陡度2500KV/uS，最大输出电压幅值 500KV，适用于高压线路B型绝缘子陡波 冲击耐受试验。
❖ JB5892《高压线路用有机复合绝缘子技 术条件》规定了有机复合绝缘子陡波冲击 耐受试验的标准冲击波形
（1） 1.2/50微妙标准雷电冲击全波 （2） 1.2/2~5微妙标准雷电截波
过零系数 0.25-0.35 （3）250/2500微妙的标准操作冲击波
Tf为20~250us 90%持续时间≥200us 过零时间≥500us ❖ IEC517 规定GIS组合电器现场冲击试验的二 种标准冲击波形
（4）Tf＜15微妙的振荡雷电冲击波 （5） Tcr＞100微妙的振荡操作冲击波
❖ 截波标准规定：
（1）波前时间Tf为1.2uS，允许误差 ±30%；
（2）截波时间Td为2~5 uS
（3）试验电压Um，允许偏差±3%，是 指规定值和实测值之差，不是指测量 误差。
（4）当实际波形波前部分有振荡（过冲） 规定振荡幅值不应超过0.05Um，反冲 波幅值ur/ Um过零系数规定为 0.250.35
波形图画法：以D点与反波峰值的幅值 的30%和90%的两点的联线与反波峰 值的交点为N，与D点横向平行的交点 为M，从M点所作的横轴垂线与O1之 间的距离为截波时间Td。 T1=1.67T
三、雷电冲击发生器原理介绍
1、雷电波的基本形成
2、雷电波波头波尾时间计算
如图（3）是冲击电压发生器最基本的等值回路。
试验前把C1充好电，当K（或点火球隙）动作后，由C1向C2充电， 则试品两端电压：
U1=U0*（1-e（-t /τ）） （充电过程）
C1、C2两端电压平衡后，一起又通过R2对地放电，则试品两端电
压：
U2=U0*e（-t /τ）
（放电过程）
根据雷电波形定义，来推导波头波尾时间公式：
（1）求波头Tf： 30%U0= U0*（1-e（-t1/τ1）） 90%U0= U0*（1-e（-t2/τ1））
（4）
概述
❖ 电气设备在电力系统运行中除承受正常运行的工频 电压外，还可能受到暂时过电压及雷电过电压的袭 击。
❖ 雷电在输电线路或电力设备上，有可能造成幅值和 陡度都很高的过电压，对设备的绝缘破坏较大。工 程上，为了考验电力设备耐受雷电过电压的能力， 使用冲击电压发生器进行模拟雷击的试验，这就是 雷电冲击电压试验。人为施加在输电线路或电力设 备上的这个雷电过电压波就叫雷电冲击电压波。雷 电冲击电压波是单极性的（正或负）。为了模拟雷 电过电压的作用，保证电力系统安全可靠的运行， 要求变压器有足够的冲击绝缘强度，国家标准对变 压器的不同的电压等级作了明确规定。见 GB311.1-6-83和GB1094.3-85。
（1）
（2）
老试验站冲击等值电路
新试验站冲击等值电路
（3）
旧试验站球心放电原理：如图
第一步：1点充电为+U0，当球隙击穿时，1点电位降到0，2 点 电位由0变为-U0，那么第二个球隙两端的电位变成+UO-（U0） =2U0，肯定会导致第二个球隙击穿。
第二步：同样第二个球隙击穿后，4点电位由0变为-2U0，那 么第三个球隙两端的电位变成+UO-（-2U0）=3U0，肯定会导 致第三个球隙击穿。所以有n个球隙击穿后，就有n个U0，它输 出电压如8点就为-nU0，可见输出电压与充电电压极性相反。
（7）陡度大于1000KV/uS的陡波冲击波
最大输出电压幅值600KV，适用于高压线 路用有机复合绝缘子陡波冲击耐受试验。
❖ DL474.6 《变压器操作波感应耐压试验》 规定了变压器操作波感应耐压试验的标准 冲击波形。
（8） Tcr＞100微妙，Tz＞1000微妙，Td （90）＞200微妙的操作波冲击波
解方程组：0.3 = 1-e（-t1/τ1）
（1-1） （1-2）
0.9 = 1-e（-t2/τ1）
0.7= e（-t1/τ1） 0.1= e（-t2/τ1）
（1-3） （1-4）
根据（1-3）式 得：
-t1/τ1=-0.357
t1= 0.357τ1
根据（1-4）式 得：
-t2/τ1=-2.3026
这一系列过程可被概括成为“多级电容器并联充电，而后串 联放电，形成幅值很高的冲击电压波”。
从发生器同步原理分析：
（1）当C2（即球隙之间电容）为零时，Ug2=2UO，可见过电压 倍数较高。
（2）当C1、C3（即回路中对地杂散电容）为零时，Ug2≈UO， 可见过电压倍数较低，g2就不可能击穿，所以杂散电容的存在 加强了冲击发生器同步动作的有利条件。
适用电力变压器操作波感应耐压试验。
二、雷电冲击全波和截波的图示法及规定
我们公司的冲击电压发生器主要是用来产生标准雷电冲击全 波截波。要进行冲击电压试验，就必须先知道冲击波形的规 范性。
❖ 全波标准规定：
（1）波前时间Tf为1.2uS，允许误差±30%；
（2）半峰值时间Tt为50 uS，允许误差±20%；
（3）试验电压Um，允许偏差±3%，是指规定值和实测值之差， 不是指测量误差。
（4）当实际波形波前部分有振荡（过冲）及波尾过零呈衰减振 荡波时，规定振荡幅值不应超过0.05Um，衰减振荡波反冲波 幅值ur/ Um＜0.5
波形图画法：
以波峰值的30%和90%的两点的联线与横轴的交点为视在原 点01，从这点到上述联线与由平行线的交点C所作的横轴垂线 之间的距离为波前时间Tf，以及把O1与在波尾的1/2波峰值点 所作横轴垂线之间的距离为波尾时间Tt。 T1=1.67T
一、冲击电压发生器多种波形介绍
冲击电压发生器就是一种产生脉冲波的高电 压发生装置。它被用于研究电力设备遭受大 气过电压（雷电）时的绝缘性能。冲击电压 的破坏作用不仅决定于波形、幅值、还与波 形陡度有关。目前国内冲击电压发生器能产 生8种冲击波形。下面简单介绍一下： ❖ GB311《高压输变电设备的绝缘配合-高电压 试验技术》规定了三种标准冲击波形
-Tt /τ2=-0.693
Tt=0.693 τ2
τ2=RC=R2*（C1+C2）
3、雷电波效率计算
如上图：η=U2/U1
=（U2/UR2）*（UR2/U1） =（C1/（C1+C2））*（R2/（Rs+R2）） 当Rs=0时，回路为高效率 4、试验站冲击发生器 （1）冲击发生器线路图比较（充电方式、极性） （2）等值电路 （3）旧冲击球隙放电（同步） （4）新冲击球隙放电（同步）t2= 2.3026 τ1
已知 Tf=1.67（t2-t1） 即得：
Tf= （2.3026 τ1- 0.357τ1）*1.67
=1.9456*1.67τ1
=3.249τ1
τ1=RC=R1*（（C1*C2）/ （C1+C2））
（2）求波尾Tt： 50%U0=U0*e（-Tt /τ2）
0.5= e（-Tt /τ2）
❖ DL/T557《高压线路绝缘子陡波冲击耐受 试验》规定了线路绝缘子陡波冲击耐受试 验的标准冲击波形
（6）Tf=100~200毫微妙的陡波冲击波。 陡度2500KV/uS，最大输出电压幅值 500KV，适用于高压线路B型绝缘子陡波 冲击耐受试验。
❖ JB5892《高压线路用有机复合绝缘子技 术条件》规定了有机复合绝缘子陡波冲击 耐受试验的标准冲击波形
（1） 1.2/50微妙标准雷电冲击全波 （2） 1.2/2~5微妙标准雷电截波
过零系数 0.25-0.35 （3）250/2500微妙的标准操作冲击波
Tf为20~250us 90%持续时间≥200us 过零时间≥500us ❖ IEC517 规定GIS组合电器现场冲击试验的二 种标准冲击波形
（4）Tf＜15微妙的振荡雷电冲击波 （5） Tcr＞100微妙的振荡操作冲击波
❖ 截波标准规定：
（1）波前时间Tf为1.2uS，允许误差 ±30%；
（2）截波时间Td为2~5 uS
（3）试验电压Um，允许偏差±3%，是 指规定值和实测值之差，不是指测量 误差。
（4）当实际波形波前部分有振荡（过冲） 规定振荡幅值不应超过0.05Um，反冲 波幅值ur/ Um过零系数规定为 0.250.35
波形图画法：以D点与反波峰值的幅值 的30%和90%的两点的联线与反波峰 值的交点为N，与D点横向平行的交点 为M，从M点所作的横轴垂线与O1之 间的距离为截波时间Td。 T1=1.67T
三、雷电冲击发生器原理介绍
1、雷电波的基本形成
2、雷电波波头波尾时间计算
如图（3）是冲击电压发生器最基本的等值回路。
试验前把C1充好电，当K（或点火球隙）动作后，由C1向C2充电， 则试品两端电压：
U1=U0*（1-e（-t /τ）） （充电过程）
C1、C2两端电压平衡后，一起又通过R2对地放电，则试品两端电
压：
U2=U0*e（-t /τ）
（放电过程）
根据雷电波形定义，来推导波头波尾时间公式：
（1）求波头Tf： 30%U0= U0*（1-e（-t1/τ1）） 90%U0= U0*（1-e（-t2/τ1））
（4）