冲击电流波形的类型
操作冲击试验
概述:
电力系统中运行的变压器除长时间受到工频电压和短时大气过电压的作用外， 还经常受到操作过电压的作用。产生操作过电压的原因有多方面，主要是由于线 路操作引起的。如：线路合闸和重合闸、故障和故障切除、开断容性电流和开断 较小和中等验目的是用 来检验变压器线端对地及三相变压器线端之间的操作冲击耐受能力。
图中：1 —电压测量电路；2 —电流测量电路；3 —负载电阻。 ������1(������1)，������2(������2)分压器阻抗(电容)
注:三角形联结绕组的冲击施加方式如图中虚线所示。
操作冲击试验中的端子接线
对于三心柱式和五心柱式三相变压器，所选的电路应使相对地绝缘和相间绝缘 分别受到1.0p.u.(标幺值)和1.5p.u.(标幺值)的外施电压。这两种绝缘的试验是同 时进行的。
变压器操作冲击试验 试验接线 冲击波既可以由冲击电压发生器直接施加到被试最高电压绕组线路端子上，也可 以施加到较低电压的绕组上，通过感应将试验电压传递到最高电压绕组上。在最 高电压绕组线路端子和地之间出现的电压值应为规定的试验电压值。应在最高电 压绕组线路端子测量电压。 三相变压器应逐相地进行试验。 GB 1094.4规定：对三相变压器只允许采用一种试验接线，如图所示，其中性点总 是接地的且非试相端子最好连在一起。(对于具有三角形联结绕组的变压器，非被 试端子不必连在一起。)
利用变压器产生操作冲击电压原理图
利用变压器产生操作冲击的等值电路
在等值电路中， ������1 是等效的冲击电压发生器的主电容，为保证操作冲击电压有足够的波长， 要求������1应有一定的电容值（微法级)。 ������是波前电阻，它的作用是根据试品的实际情况来调 整波前长度和阻尼高频振荡。������1、������2分别是试品一次侧和二次侧的漏感。������0是变压器的励 磁电感。在变压器操作冲击试验中，因为铁心的饱和作用使得������0不为常数。 过程如下：先将电容������1充电到规定电压，然后点火使间隙������击穿，此时������1经������ 、������1、������2向������2 充电。������2上电压上升的过程即为操作波的波前，此时可认为������0为开路。当������2充电到一定幅 值后，������1 、������2共同对������0放电。由于此时铁心的饱和作用使������0减小，放电电流增大，电压迅 速下降，������2上电压������2下降到零的过程即为操作波的波尾。
dc上电抗冲击电流标准
dc上电抗冲击电流标准直流（DC）上电抗冲击电流是指在直流系统中，由于突发事件或故障引起的电压瞬变所产生的冲击电流。
为确保电力系统的安全和稳定运行，需要制定相应的标准来规范和管理DC上电抗冲击电流。
以下是关于DC上电抗冲击电流标准的参考内容，涵盖了测试方法、限值要求和设备保护等方面。
1.测试方法：-电流注入方式：采用适当的电流注入方式进行测试，如直接注入法或间接注入法等。
-注入电流波形：确定合适的注入电流波形，如脉冲波形、阶跃波形等，以模拟实际冲击情况。
-测试装置选择：选择适当的测试装置，包括电源、电流注入设备、测量仪器等，以确保测试的准确性和可靠性。
2.限值要求：-冲击电流幅值：确定DC上电抗冲击电流的最大幅值限值，以保证设备和系统的安全运行。
-冲击电流持续时间：确定冲击电流的持续时间限值，以避免对设备造成过度损坏或影响系统的正常运行。
-波形失真要求：规定冲击电流波形的失真程度，以保证冲击电流对设备和系统的影响在可接受范围内。
3.设备保护：-保护装置选择：选用适当的保护装置，如避雷器、熔断器、限流器等，以防止冲击电流对设备造成损坏。
-技术措施：采取技术措施，如使用合适的绝缘材料、设计合理的电气接线等，以提高设备的抗冲击电流能力。
-设备评估：对关键设备进行评估，分析其对DC上电抗冲击电流的承受能力，制定相应的保护策略和措施。
4.监测与记录：-监测装置安装：在重要节点安装适当的监测装置，用于实时监测DC上电抗冲击电流的波形和幅值。
-数据记录与分析：对监测数据进行记录和分析，识别潜在问题和异常情况，并及时采取相应的措施进行处理。
5.标准化管理：-标准制定：制定相应的标准和规范，明确DC上电抗冲击电流测试、限值要求和设备保护等方面的内容。
-培训与培养：对相关人员进行培训和培养，提高他们对DC上电抗冲击电流的认识和理解。
-定期检查与维护：定期进行设备检查和维护，以确保设备的正常运行和抗冲击能力。
综上所述，DC上电抗冲击电流标准涵盖了测试方法、限值要求、设备保护、监测与记录以及标准化管理等多个方面。
电容冲击电流
电容冲击电流电容冲击电流是一种在电路中由电容器充电或放电时引起的瞬时电流。
这种电流波形通常是突然变化的，具有高频成分，可能对电路元件和系统产生一定的影响。
以下是关于电容冲击电流的详细讨论：1. 电容器充电和放电过程：充电过程：当一个电容器与电压源连接时，电流开始流入电容器，导致电容器的电压逐渐上升。
放电过程：当电容器与负载电阻相连时，电容器开始放电，导致电流从电容器中流出，电压逐渐下降。
2. 电容冲击电流的特征：瞬时性：电容冲击电流是瞬时性的，其波形在起始瞬间可能会经历急剧的变化。
高频成分：由于电容器的充放电过程是非常迅速的，因此产生的电流中可能包含高频成分。
电流幅值：电容冲击电流的幅值取决于电容器的电容值以及充电或放电的速率。
3. 影响因素：电容值：更大的电容值通常意味着更大的冲击电流。
电压变化率：电容冲击电流的幅值受电压变化率的影响，变化率越大，冲击电流越大。
负载电阻：放电时的负载电阻会影响电容冲击电流的大小和波形。
初始电压：充电或放电开始时的初始电压也会影响电容冲击电流。
4. 应用领域：电源系统：在电源系统中，电容冲击电流可能对稳压器、滤波电容器和其他电源元件产生影响。
电机驱动：在电机控制系统中，电容冲击电流可能会影响电机驱动器和相关电路。
电子设备：在电子设备中，对于需要高频响应的电路，电容冲击电流也是一个重要考虑因素。
5. 减小电容冲击电流的方法：软启动电路：使用软启动电路可以逐渐增加电容器充电速率，减小冲击电流的幅值。
限流电阻：在充电或放电路径中添加限流电阻，限制电流的瞬时变化。
滤波电感：在电容器电路中添加滤波电感，减缓电流变化速率，抑制高频成分。
6. 模拟与数值模拟：电路仿真：使用电路仿真工具模拟电容冲击电流的波形，分析其在不同条件下的特性。
数值模拟：运用数值模拟方法，如有限元分析，研究电容冲击电流对电路元件的影响。
7. 标准和规范：EMI标准：符合电磁干扰（EMI）标准，确保电容冲击电流不会引起不必要的电磁辐射。
避雷器试验用冲击电流波形及发生器回路参数简捷计算
避雷器试验用冲击电流波形及发生器回路参数简捷计算谭幼谦摘 要：从L-C-R 回路放电过程的经典描述出发，详细讨论了回路阻尼系数α与放电电流及元件电压变化规律，确定按减幅振荡条件才能得到符合避雷器标准要求的冲击电流波形的回路参数计算公式。
以简化的折线代替MOV 的伏安特性，简化了充电电压与放电电流幅值的计算。
最后还给出了α=0.33（即Tf/Tt=1/2.5）条件下回路参数R 、L 、C 及Tf 相互关系的诺模图，供直接选用，免去计算工作。
关键词：避雷器试验、标准冲击电流、减幅振荡、阻尼系数、MOV 伏安特性、诺模图中国分类号：TM 文章标识码：0 前言金属氧化物电阻MOV 以其臻于理想的伏安特性，已经全面代替了以前的碳化硅SiC 非线性电阻而广泛应用于过电压保护工程、成为现代避雷器的核心元件。
它的冲击电流试验设备参数选择也随之趋于简化。
本文拟以讲义方式详细推演R-L-C 放电回路的元件参数与波形的关系。
证实应以减幅振荡条件选择回路参数，才能得出符合标准的冲击电流波形，用折线式简化伏安特性代替MOV 的非线性伏安特性，可大大简化冲击电流发生器回路元件参数计算。
1 冲击电流波形标准国家标准GB 与国际IEC 标准对试验用冲击电流的波形规定相同，其定义参数见图1.。
图中是一条记录到的示波图迹线，放在线性刻度的坐标系中，将迹线上对应于幅值100%、90%、50%、10% 的各点，作垂线交于时间轴各相应点。
再将经90%及10%两点的直线延长，向下交时间轴于O ’，向上与100%水平线相交，此点的垂线横坐标即T 1.0。
以此垂线为底边，以O ’为顶点组成的直角三角形，另一腰即线段O ’- T 1.0的时长就定义为波前时间即T f 。
同时O ’-T 0.5线段的时长定义为半峰值时间即Tt 。
按标准定义此波形记为T f/Tt （单位是微秒），斜杠‘/’并无数学意义。
如此看来实际波形的起点O 并不参与波形定义时间计算，实际上这个起点时常也是模糊不清或有振荡，难以确定，所以需要定义一个O ’点，标准中称之为定义的‘视在原点’。
第7章冲击电流发生器
3、非振荡波 1(R 2 L )
C
电流波形： i(t)
u
2 1
C e (t / LC ) sinh( L
2 1
t) LC
峰值时间： tm
LC
2 1
arctan h(
)
2 1
电流峰值： Im U
C e( / 2 1) arctan h( 2 1 / )
L
2 冲击电流发生器的基本原理
2 高压实验室的净空距离
净空距离是指高电压试验设备，测量装置和被试物相互之间及它们 对墙、天花板地和周围带电或不带电物体之间应有间隔距离。 净空距离的要求决定于以下三方面的原因：
安全距离:即设备或试品不应对周围物体放电（应留有裕度）； 测量准确度：即周围物体与测量装置间的距离大到足以略去它们对
坏作用和承受能力。 指数波（模拟雷电流）
标准冲击电流波形
方波（模拟操作冲击电流）
1 概述
标准冲击电流（指数）波形
Tf/Tt（波前/半峰时间） ① ±1/20μs ② ±4/10μs ③ ±8/20μs ④ ±30/80μs 波形要求： ①峰值、 Tf、Tt容许偏差＜10% ②冲击波峰值附近的过冲和振荡不应超过峰值的5%；反极性振荡＜20%
3.1 冲击电流发生器结构的基本考虑因素
回路电感组成及减小电感量措施： 电容器残余电感（选择小电感电容；多级并联） 连线电感 （连线短，减小互感） 球隙电感（缩小尺寸和火花长度） 试品电感 分流器电感
3.2 冲击电流发生器回路
(a)并联放电
(b)串联放电
3.3 冲击电流发生器主回路结构
(a)圆环式
(b)方框式
(c)母线式
环形排列（圆环式、方框式）：电容电流同时到达试品，电流大；但 不利于试品放置。
2.雷电流参数
的本质部分包括在首次雷击中， 1） 因为全部电荷量 Qs 的本质部分包括在首次雷击中，故所规定的值考虑 ） 合并了所有短时间雷击的电荷量。 合并了所有短时间雷击的电荷量。
2） 由于单位能量 W/R 的本质部份包括在首次雷击中，故所规定的值考虑 的本质部份包括在首次雷击中，
合并了所有短时间雷击的单位能量。 合并了所有短时间雷击的单位能量。
10/350 100 50 2.5·106 IEC 61024-1-1 61024-
i
60 kA 50 kA 40 kA
W/R J/Ω J/Ω 相关标准
1 2
20 kA
3
80 µs 200 µs 350 µs 600 µs 800 µs
5-20(11-2-21)
S916e
1000 µs
t
(µs)
916e.ppt / 09.09.97
-20
后续雷击
0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 t (µs) 1100
在一个放电通道内的首次雷击和后续雷击的能量效应与模拟雷电波形10/350 µs相似， 在一个放电通道内的首次雷击和后续雷击的能量效应与模拟雷电波形 相似， 相似 建筑物防雷保护” 以及IEC 61312-1“雷电电磁脉冲防护”中提出和确认。 雷电电磁脉冲防护” 在 IEC 61024-1“建筑物防雷保护”，以及 建筑物防雷保护 雷电电磁脉冲防护 中提出和确认。
Chapter 2.1.9 感应雷 感应雷50KA波形 波形
50kA 8/20µs current impulse
60
50
40
current [kA]
30
20
10
0 0 -10 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
最新雷电冲击电压波形
雷电冲击电压波形(1) 1.2/50us冲击电压：雷击时户内走在线产生的感应过电压模拟波形，用于设备过电压耐受水平测试，主要测试范围：通信设备的电源端和建筑物内走线的信号线测试。
(2) 1.2/50us(8/20us)混合波：浪涌发生器输出的一种具有特定开路/短路特性的波形。
发生器输出开路时，输出波形是1.2/50us的开路电压波；发生器输出短路时，输出波形是8/20us 的短路电流波。
具有这种特性的浪涌发生器主要用于设备端过电压耐受水平测试，主要测试范围：通信设备的电源端和建筑物内走线的信号线测试。
(3) 10/700us冲击电压：雷击时户外走在线产生的感应雷过电压的模拟波形。
用于设备过电压耐受水平测试时用的波形，主要测试范围：建筑物外走线的信号线测试。
(4) 8/20us冲击电流：雷击时线缆上产生的感应过电流模拟波形，设备的雷击过电流耐受水平测试用标准波形，主要用于通信设备的电源口、信号口、天线口。
冲击波形表示（expression of impulse waveform）：冲击波用两数值的组合T1/T2来表示，T1表示波头时间（从10%峰值上升到90%峰值的时间），T2表示半峰值时间（从波头始点到波尾降至50%峰值的时间），时间单位均为us，记作T1/T2，符号“/”无数学意义。
其中如：1.2/50us冲击电压，其波头时间为1.2us，半峰值时间为50us；8/20us冲击电流，其波头时间为8us，半峰值时间为20us；10/350us最大冲击电流，其波头时间为10us，半峰值时间为350us。
冲击电流实验的模拟脉冲波形需要尽量接近自然环境中雷击时通信设备电缆上产生的感应雷过电流的波形。
因此冲击电流测试一般采用国际上防雷学科给出的一些标准波形。
根据国家、地区、研究机构的不同，目前各国在冲击电流测试中对脉冲波形的要求有一定差异。
在IEC标准、国标中规定的雷击测试波形主要有：8/20us、10/350us（电流波）、10/700us 以及 1.2/50us（电压波）等。
操作冲击电压的标准波形
操作冲击电压的标准波形操作冲击电压的标准波形是一个用于测试电气设备的波形信号。
这个标准波形可以模拟设备在操作或启动时所受到的电压冲击，以评估设备的稳定性和耐受性。
在电气设备的正常操作和启动过程中，可能会出现瞬态电压冲击。
这些冲击可能来自于电力系统本身的突发事件，比如雷击或电压突变，也可能来自于设备内部的操作或故障。
这些电压冲击可能会对设备的功能和性能产生严重影响，甚至导致设备损坏或事故发生。
为了评估设备对电压冲击的抗性，国际电工委员会（IEC）制定了一系列标准，其中包括操作冲击电压的标准波形。
这些标准波形定义了不同类型的电压冲击波形，以及它们的幅值、持续时间和频率等参数。
通过在设备上施加这些标准波形并测量设备的响应，可以评估设备的抗冲击能力并判断其是否满足相关的安全标准和要求。
操作冲击电压的标准波形通常由脉冲发生器生成，可以模拟各种电压冲击情况。
这些标准波形一般包括正半周期和负半周期，以便模拟电压的上升和下降过程。
标准波形的振幅和持续时间根据具体的测试要求而定，可能会有不同的等级和限制。
操作冲击电压的标准波形一般包括以下几种常见类型：1. 瞬态电压冲击：这种类型的冲击波形通常用于测试设备对来自电力系统的瞬态电压冲击的响应。
这些冲击波形具有较高的振幅和较短的持续时间，以模拟雷电等外部冲击的影响。
2. 开关过程电压冲击：这种类型的冲击波形通常用于测试设备在开关过程中所受到的电压冲击。
在开关设备时，电流和电压可能会发生突变，从而产生电压冲击波形。
这些冲击波形具有较低的振幅和较长的持续时间，（可达几十毫秒至几百毫秒），以模拟设备内部操作过程中的冲击。
3. 电力系统故障电压冲击：这种类型的冲击波形用于测试设备在电力系统故障情况下的响应。
在电力系统发生故障时，如短路或地线故障，可能会出现电压剧烈变化的冲击波形。
这些冲击波形具有较高的振幅和较长的持续时间，（可达数百毫秒至数秒），以模拟电力系统故障对设备的影响。
第五章习题与解答_高电压技术
第五章绝缘得高压试验一、选择题1)用铜球间隙测量高电压,需满足那些条件才能保证国家标准规定得测量不确定度？A 铜球距离与铜球直径之比不大于0、5B 结构与使用条件必须符合IEC得规定C 需进行气压与温度得校正D 应去除灰尘与纤维得影响2)交流峰值电压表得类型有:A电容电流整流测量电压峰值B整流得充电电压测量电压峰值C 有源数字式峰值电压表D 无源数字式峰值电压表3)关于以下对测量不确定度得要求,说法正确得就是:A 对交流电压得测量,有效值得总不确定度应在±3％范围内B 对直流电压得测量,一般要求测量系统测量试验电压算术平均值得测量总不确定度应不超过±4％C 测量直流电压得纹波幅值时,要求其总不确定度不超过±8％得纹波幅值D 测量直流电压得纹波幅值时,要求其总不确定度不超过±2％得直流电压平均值。
4)构成冲击电压发生器基本回路得元件有冲击电容C1,负荷电容C2,波头电阻R1与波尾电阻R2,为了获得一很快由零上升到峰值然后较慢下降得冲击电压,应使______。
A.C1＞＞C2、R1＞＞R2B.C1＞＞C2、R1＜＜R2C.C1＜＜C2、R1＞＞R2D.C1＜＜C2、R1＜＜R25)用球隙测量交直流电压时,关于串接保护电阻得说法,下面哪些就是对得？A 球隙必须串有很大阻值得保护电阻B 串接电阻越大越好C 一般规定串联得电阻不超过500ΩD 冲击放电时间很短,不需要保护球面。
6)电容分压器得低压臂得合理结构就是______。
A低压臂电容得内电感必须很小B 应该用同轴插头,插入低压臂得屏蔽箱C 电缆输入端应尽可能靠近电容C2得两极。
D abc环路线应该比较长7)标准规定得认可得冲击电压测量系统得要求就是:A 测量冲击全波峰值得总不确定度为±5％范围内B 当截断时间时,测量冲击截波得总不确定度在±5％范围内C当截断时间时,测量冲击电压截波得总不确定度在±4％范围内D测量冲击波形时间参数得总不确定度在±15％范围内8)光电测量系统有哪几种调制方式:A 幅度－光强度调制(AM－IM)B 调频－光强度调制(FM－IM)C 数字脉冲调制D 利用光电效应二、填空题9)交流高电压试验设备主要就是指______。
8-20_波形和10-350_波形的比较
8/20 波形和10/350 波形的比较研究开始论述之前，我们先关注一下这样一个事实：多年来，美国的浪涌保护器（又称瞬态电压抑制器TVSS）的测试方案都以ANSI/IEEE （美国国家标准委员会/电气电子工程师协会标准）为测试规范。
而在实际应用中，按照该标准进行设计、生产、测试的浪涌保护器在全球市场上取得了良好的应用效果。
一、历史回顾：10/350 作为一级测试波形的由来在1995年以前，包括美国在内的大多数国家都采用8/20 波形测试浪涌保护器，“国际电气规范”（IEC）也采用相同的做法。
但此后，在IEC 61643标准文件中，却对安装在建筑物进线处的浪涌保护器引入了新的“配电系统1级防护”测试方案。
为了适应IEC 61643对冲击脉冲电流(I imp)的要求，测试机构不得不将测试波形改为10/350。
而这一变化的所谓“理论基础”是：10/350的波形更接近于直接雷击的波形参数，因此，在对此类进行浪涌保护器（IEC称SPD）的有效性测试时采用10/350波形比8/20波形更合适。
然而，在经过大量可靠的跟踪调查之后，IEEE认为对测试方案做出类似的改动根本不具备充分的理由，因此仍然坚持采用8/20波形。
但在现实中，IEC 引入的“配电系统1级防护”测试新方案却在浪涌保护器市场上造成了混乱：在某些欧洲生产商的鼓动下，“配电系统1级浪涌保护器” 在设计、生产上按照10/350测试脉冲为参考，采用真空管作为防护元件，并宣称该种保护器成为所谓“主流”。
他们依据很简单：“既然直接雷击的波形只能用10/350波形的脉冲进行模仿，所以，ANSI/IEEE所主张的8/20波形的测试规范就不足以起到防护直接雷击的作用。
”二、IEC选择10/350 的技术依据按照IEC的“新要求”，测试“防护直接雷击的浪涌保护器”时应采用10/350波形冲击脉冲，而测试“防护间接雷击的浪涌保护器”时应采用8/20波形。
100kA的10/350波形脉冲的放电强度是20kA的 8/20 波形脉冲的125倍。
LDC101 冲击电流试验方法详解
LDC101 冲击电流试验方法详解理解LDC101冲击电流试验LDC101冲击电流试验是一种用于评估电子设备在瞬态过载电流条件下性能的测试方法。
通过模拟实际应用中可能出现的突发性大电流，来检验设备的抗冲击能力，确保其在恶劣环境下仍能稳定运行。
试验原理•冲击电流波形：试验中施加的电流波形通常为指数衰减型或双指数衰减型，模拟实际电路中常见的过渡过程。
•设备响应：通过观察设备在冲击电流作用下的电压、电流响应，以及设备是否损坏、参数是否发生变化等，来评估设备的抗冲击能力。
试验设备及仪器•冲击电流发生器：用于产生符合标准要求的冲击电流波形。
•负载：模拟设备在实际应用中的负载情况。
•测量仪器：包括示波器、电压表、电流表等，用于测量冲击电流波形、设备电压和电流等参数。
•数据采集系统：用于采集试验数据，并进行分析。
试验步骤1.准备工作：o将待测设备连接到试验电路。
o设置冲击电流发生器，使其产生所需的波形和幅值。
o校准测量仪器。
2.施加冲击电流：o按预定程序施加冲击电流。
o同时记录设备的电压、电流等参数。
3.数据分析：o分析试验数据，观察设备的响应情况。
o判断设备是否满足试验要求。
影响试验结果的因素•冲击电流波形参数：幅值、上升时间、下降时间、脉宽等。
•负载特性：电阻性、感性、容性负载等。
•环境温度：高温或低温会影响设备的性能。
•设备的内部结构：包括元器件的选型、布局等。
试验标准•IEC 61000-4-5:电磁兼容性试验——冲击耐受性试验•MIL-STD-461:军用设备电磁兼容性标准试验应用领域•电力电子设备：变频器、逆变器、充电桩等•电机控制系统：电机驱动器、伺服系统等•汽车电子：车载充电器、电池管理系统等•航空航天电子设备：飞控系统、电源系统等试验注意事项•安全第一：冲击电流试验涉及高电压、大电流，操作人员必须严格遵守安全规程。
•设备校准：定期校准试验设备，确保测量数据的准确性。
•环境控制：控制试验环境的温度、湿度等参数。
冲闪法电缆故障波形
冲闪法电缆故障波形
冲闪法是检测电缆故障最常用方法，并得到广泛应用。
一般使用冲闪检测仪，在缆头处行冲击测试。
冲击是指一弧闪瞬间催生的电流，电压和磁场激励及在整个电缆系统中的传播。
冲击电流对整个电缆系统有良好的刺激，其中有损伤的部位会表现出应力过大的特征现象。
冲击波的测量结果在振幅和传播速度变化上，可以准确反映电缆中由于损伤引起的受损部分。
在电缆损伤定位方面，冲击法效果显著。
冲击测试中，冲击电源产生的冲击电流，像一个冲击波一样，发射到被测电缆中，传播，冲击电流随着冲击波传播，在损伤位置处出现反射损耗，故此，损伤位置的电流偏离了正常电源产生的冲击波线路，此时冲击电流强度出现变化，以此为依据可以将损伤位置的电流定位出来。
冲击电源给被测对象发射一个冲击波，被测对象出现了损伤时，发出的是如下形状的波形：
1、发射波形：发射在损伤处反射弱的孤立峰值波。
峰值波有重置点和波峰形成，即发出的冲击电流强度出现变化的趋势。
2、损伤处波形：当冲击电流经过损伤处时，故障电缆会产生反射波，显示一条有明显反射处的曲线。
电流加大，曲线显示的也会加大。
同时可以看到其它几个轻微的陡坡，这是由发射点发射的冲击电流，在变压器，断路器或其他电器附件处反射回来，甚至可以分辨出这些位置。
3、远处波形：由于冲击电流在故障处出现变化，会产生反射波，表现出振荡效应，从而形成一条椭圆形曲线，椭圆形曲线以发射点为原点，最下端为低电平持续时间，最上端为高电平持续时间。
2.雷电流参数
雷电流参数
雷电流波形； 雷电流的组成； 雷电流的特性
Chapter 2.1 雷电流的波形
1、雷电流的波形 、
[英]R.H.Golde《雷电》一书的记载和近年来大量的 R.H.Golde《雷电》 观测表明： 观测表明： 雷电流具有单极性的脉冲波形， 雷电流具有单极性的脉冲波形， 单极性的脉冲波形 大约有80-90%的雷电流是负极性的， 大约有80-90%的雷电流是负极性的 80 的雷电流是负极性 常见的负电流波形前沿呈拱形。 常见的负电流波形前沿呈拱形。 呈拱形 例如，在圣萨尔瓦托山，纽约州府大厦， 例如，在圣萨尔瓦托山，纽约州府大厦，意大利观测 点，匹兹勒宁大教堂和其他高建筑物获得的电流示波记录 都显示出相似的拱形前沿。 都显示出相似的拱形前沿。其中在圣萨尔瓦托山测得到达 电流峰值的中值时间为5.5μs。 5.5μs 电流峰值的中值时间为5.5μs。而在意大利观测点测到的 时间为7μs。 时间为7μs。
图2.1 雷电流的实测波形
雷电流上升率数据对避雷保护问题极其重要
为典型的正极性电流波形。 图2.2为典型的正极性电流波形。最大电流上升率出现在 为典型的正极性电流波形 紧靠峰值电流之前。正极性闪电通常由一个单闪击构成。 紧靠峰值电流之前。正极性闪电通常由一个单闪击构成。可 求得电流中值前沿为22µs，电流上升率中值为 求得电流中值前沿为 ，电流上升率中值为2.4KA/µs，半 ， 峰值的时间为230µs。 峰值的时间为 。
Chapter 2.2.2 闪电的电荷量
闪电电荷是指一次闪电中正电荷与负电贺中和的数 这个数量直接反映一次闪电放出的能量， 量。这个数量直接反映一次闪电放出的能量，也就是 一次闪电的破坏力。它与地理条件和气象情况有关。 一次闪电的破坏力。它与地理条件和气象情况有关。 大量观测数据表明，一次闪电放电电荷Q 大量观测数据表明，一次闪电放电电荷Q可以从零点 几库仑到1000多库仑 多库仑。 几库仑到1000多库仑。 雷电之所以破坏性很强，主要是因为它把雷云蕴藏 雷电之所以破坏性很强， 的能量在短短的几十微妙放出来， 的能量在短短的几十微妙放出来，其瞬间功率是巨大 的。
雷电冲击电压波形
雷电冲击电压波形(1) 1.2/50us冲击电压：雷击时户内走在线产生的感应过电压模拟波形，用于设备过电压耐受水平测试，主要测试范围：通信设备的电源端和建筑物内走线的信号线测试。
(2) 1.2/50us(8/20us)混合波：浪涌发生器输出的一种具有特定开路/短路特性的波形。
发生器输出开路时，输出波形是1.2/50us的开路电压波；发生器输出短路时，输出波形是8/20us 的短路电流波。
具有这种特性的浪涌发生器主要用于设备端过电压耐受水平测试，主要测试范围：通信设备的电源端和建筑物内走线的信号线测试。
(3) 10/700us冲击电压：雷击时户外走在线产生的感应雷过电压的模拟波形。
用于设备过电压耐受水平测试时用的波形，主要测试范围：建筑物外走线的信号线测试。
(4) 8/20us冲击电流：雷击时线缆上产生的感应过电流模拟波形，设备的雷击过电流耐受水平测试用标准波形，主要用于通信设备的电源口、信号口、天线口。
冲击波形表示（expression of impulse waveform）：冲击波用两数值的组合T1/T2来表示，T1表示波头时间（从10%峰值上升到90%峰值的时间），T2表示半峰值时间（从波头始点到波尾降至50%峰值的时间），时间单位均为us，记作T1/T2，符号“/”无数学意义。
其中如：1.2/50us冲击电压，其波头时间为1.2us，半峰值时间为50us；8/20us冲击电流，其波头时间为8us，半峰值时间为20us；10/350us最大冲击电流，其波头时间为10us，半峰值时间为350us。
冲击电流实验的模拟脉冲波形需要尽量接近自然环境中雷击时通信设备电缆上产生的感应雷过电流的波形。
因此冲击电流测试一般采用国际上防雷学科给出的一些标准波形。
根据国家、地区、研究机构的不同，目前各国在冲击电流测试中对脉冲波形的要求有一定差异。
在IEC标准、国标中规定的雷击测试波形主要有：8/20us、10/350us（电流波）、10/700us 以及 1.2/50us（电压波）等。
高电压技术题库
高电压技术题库第一章 气体放电的基本物理过程选择题 流注理论未考虑 _______ 的现象。
A .碰撞游离B .表面游离C.光游离D.电荷畸变电场先导通道的形成是以 __________ 的出现为特征。
A .碰撞游离B .表面游离C.热游离D.光游离电晕放电是一种 _________ 。
A •自持放电B •非自持放电C •电弧放电D •均匀场中放电气体内的各种粒子因高温而动能增加，发生相互碰撞而产生游离的形式称为_______ 。
A.碰撞游离B.光游离C.热游离D.表面游离_______ 型绝缘子具有损坏后“自爆”的特性。
A.电工陶瓷B.钢化玻璃C.硅橡胶D.乙丙橡胶以下哪个不是发生污闪最危险的气象条件？A.大雾B.毛毛雨C.凝露D.大雨污秽等级II 的污湿特征：大气中等污染地区，轻盐碱和炉烟污秽地区，离海岸盐场 3km~10km 地区，在污闪季节中潮湿多雾但雨量较少，其线路盐密为 _______________ mg/cmlA. w 0.03B.>0.03~0.06C.>0.06~0.10D.>0.10~0.25以下哪种材料具有憎水性？ A.硅橡胶 B.电瓷 C.玻璃 D 金属填空题气体放电的主要形式： __________ 、 ________ 、 ________ 、 _______ 、 ________ 根据巴申定律，在某一 PS 值下，击穿电压存在 ______________ 值。
在极不均匀电场中，空气湿度增加，空气间隙击穿电压 _________________ 。
流注理论认为，碰撞游离和 ___________ 是形成自持放电的主要因素。
工程实际中，常用棒一板或 _____________ 电极结构研究极不均匀电场下的击穿特性。
1)2)3)4)5)6)7)8)9) 10) 11) 12) 13) 14) 15) 16)17)气体中带电质子的消失有___________ 、复合、附着效应等几种形式对支持绝缘子，加均压环能提高闪络电压的原因是 _________________________ 。
上电冲击电流正弦波形_理论说明以及概述
上电冲击电流正弦波形理论说明以及概述1. 引言1.1 概述本文旨在探讨上电冲击电流正弦波形的理论说明及概览。
上电冲击电流是指在电源接通瞬间产生的高峰值电流，其波形通常呈现出类似于正弦波的特征。
本文将从解释上电冲击电流概念、分析正弦波形特征以及参数对波形的影响进行详细探讨。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，内容涵盖了引言、上电冲击电流理论说明、实践应用与案例研究以及上电冲击电流实验与数据分析等方面。
以下将对每个部分进行简要介绍：第二部分将对上电冲击电流进行概念解释，并通过正弦波形特征解析来深入探讨该现象的原因与特性；第三部分将重点关注工业领域中上电冲击电流问题及其在电力系统中的影响，并提供解决这些问题的方法和措施；第四部分将介绍实验设计与仪器装置，并详细阐述数据采集与分析方法，最后展示实验结果与进行相关讨论；最后一部分将总结研究成果，并提出存在的问题以及可能的改进建议，展望未来对该领域的研究方向。
1.3 目的本文旨在通过对上电冲击电流正弦波形的理论说明和概览，探索其在工业和电力系统中的应用情况，并提供解决上电冲击电流问题的方法和措施。
通过实验与数据分析，我们将进一步了解这一现象以及其对系统运行的影响，从而为相关领域提供更有效、可靠的解决方案。
2. 上电冲击电流正弦波形理论说明2.1 上电冲击电流概念解释上电冲击电流指的是在电气系统开关或设备上通电时，由于突然施加电压引起瞬态响应而产生的高峰值短时间作用于该系统或设备的过流现象。
这种冲击电流一般具有正弦波形，往往会对设备本身和周围环境造成不利影响。
2.2 正弦波形特征解析上电冲击电流的波形通常可近似为正弦波形。
正弦波形具有周期性和对称性，并且可以通过频率、振幅、相位角等特征进行描述。
首先，频率是指单位时间内波形重复出现的次数，通常以赫兹（Hz）表示。
正弦波形的频率可以直接反映出冲击过程中的变化速度。
其次，振幅是指波形从平衡位置到达最大偏离量的距离。
输入冲击电流标准
输入冲击电流标准
冲击电流标准（IC）是用来描述电路或设备在承受瞬时电流冲击时的能力的指标。
冲击电流标准通常包括以下几个方面：
1. 冲击电流幅值：冲击电流的最大幅值，常用单位是安培（A）。
2. 冲击电流时间：冲击电流的持续时间，常用单位是微秒（μs）或毫秒（ms）。
3. 冲击电流波形：冲击电流的形状和分布，常见的波形包括方波、正弦波等。
4. 冲击电流的重复率：指冲击电流在一定时间内的重复次数。
冲击电流标准通常由行业标准机构或制造商制定，用于指导产品设计和评价。
不同的设备或电路可能有不同的冲击电流标准要求，根据具体的应用需求选择合适的冲击电流标准非常重要。
冲击电流有效值计算公式
冲击电流有效值计算公式
冲击电流有效值的计算公式是根据电流的波形来确定的。
在实际应用中，电流
波形可能是非正弦波形，例如方波、脉冲波等。
为了准确计算冲击电流的有效值，我们需要采用适当的计算公式。
对于周期性的波形，我们可以利用以下公式来计算冲击电流的有效值：
Irms = (1/T) * ∫[0,T] i(t)^2 dt
其中，Irms 表示冲击电流的有效值，T 表示一个周期的时间，i(t) 表示电流随
时间的变化。
对于非周期性的波形，例如脉冲波，我们可以采用矩形法来估计冲击电流的有
效值。
矩形法是将非周期性电流波形分段近似为若干矩形波形，然后计算各个矩形波形的有效值，并将它们求平方和后开根号得到冲击电流的有效值。
总之，计算冲击电流有效值的公式与电流波形的特征有关。
对于周期性波形，
我们可以通过积分方法计算；对于非周期性波形，我们可以使用矩形法来近似计算。
这些公式的使用可以帮助我们准确评估电路中的冲击电流，从而确保电路的正常运行和安全性。
冲击电流的波形系数
冲击电流的波形系数冲击电流的波形系数指的是冲击电流的波形与直流电流相比的峰值比值，用来描述冲击电流的大小和形态。
冲击电流是指在瞬时电路开关动作或负载突变时所引起的短时间高峰值电流，它在电力系统和电子设备中具有重要的作用和影响。
冲击电流的波形系数是评价冲击电流大小的重要指标之一。
它反映了冲击电流的波形形态，即冲击电流的峰值与直流电流的峰值之比。
波形系数越大，说明冲击电流的峰值相对于直流电流的峰值越高，即冲击电流的大小越大；反之，波形系数越小，说明冲击电流的峰值相对于直流电流的峰值越低，即冲击电流的大小越小。
冲击电流的波形系数对电力系统和电子设备的安全运行和稳定性具有重要影响。
在电力系统中，冲击电流的波形系数过大会引起电力设备的过电压和电弧放电，对设备造成损坏甚至引发火灾；而波形系数过小，则可能导致电力设备的过载和过热，影响设备的寿命和可靠性。
在电子设备中，冲击电流的波形系数过大会导致电子元器件的过电流和过热，影响设备的性能和寿命；而波形系数过小，则可能引起电子元器件的工作不稳定和故障。
冲击电流的波形系数的大小与电路的特性和负载的变化有关。
一般来说，电路的开关速度越快，冲击电流的波形系数越大；而电路的开关速度越慢，冲击电流的波形系数越小。
此外，负载的变化也会对冲击电流的波形系数产生影响。
负载变化越大，冲击电流的波形系数越大；负载变化越小，冲击电流的波形系数越小。
为了减小冲击电流的波形系数，保护电力系统和电子设备的安全运行，可以采取一些措施。
例如，在电力系统中，可以采用电抗器、电容器、电阻器等来对冲击电流进行衰减和滤波，以减小冲击电流的波形系数；在电子设备中，可以采用电感器、滤波器、稳压器等来对冲击电流进行限制和调节，以降低冲击电流的波形系数。
冲击电流的波形系数是冲击电流大小和形态的重要指标之一，对电力系统和电子设备的安全运行和稳定性具有重要影响。
了解和控制冲击电流的波形系数，能够有效地保护电力设备和电子设备，提高系统的可靠性和稳定性。
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电力设备的冲击电流试验：几kA－几十kA
6.5.1 冲击电流波形
非振荡冲击电流波
振荡冲击电流波
tf－视在波头时间，tt－视在半峰值时间，IM－电流峰值，I΄M－反极性电流峰值
冲击电流波的波形参数
电力系统对避雷器进行冲击电流实验时，用以下参 数的波形： 1 雷电冲击电流波形：8/20 s； 2 波形为4/10 s的冲击电流波形； 3 波形为18/20 s的冲击电流波； 4 视在波头时间为30－100 s的冲击电流波，其视在半 峰时间为视在波头时间的2倍以上； 5 陡波：视在波头时间为1 s； 6 方波冲击电流：持续时间2000 s；
2 Rs
Rs＋R1≈Z，Rs＋RK远小于R1＋R2，R1≈R2
被测冲击电流
I U mi
分流器是将被测电流转换为适当幅值电 压的一种装置，
分流器 1) 它具有很大的电流容量， 2) 能够耐受大电流产生的电动力， 3) 分流器的电阻应该很小，其电阻温度系 数也要非常小，电阻材料采用锰铜、镍 铜等非磁性材料。 4) 分流器的电感值要远小于电阻值 .
一
分流器测量系统 电阻R2上的电流为
iR2
i
Rs
Rs R1 Rk
R2
电阻R2上的电压为
U R2 iR2 R2
测量系统的响应时间主要 取决于分流器，分流器的 响应时间为
T 0 d 2 10 6 6
d-圆筒形电极的厚度 -电阻率
因此分流比为
mi
i
UR2
Rs R1 R2 RK Rs R2
6.5.1 冲击电流波形－方波
方波冲击电流波形 T0.9－波长持续时间，T0.1－波的总持续时间，IM－电流峰值 IM΄－反极性电流峰值，I΄΄－峰值附近叠加的高频叠加峰值
6.5.2 冲击电流波的产生 U st
T
D RD
U0 G
C
L
iR S
PD OSC
OSC
冲击电流发生器的工作原理
回路方程为：U 0
2 1 L
LC
增加电流的方法：
1 增加电容量 2 减小回路电感，减小回路电阻
6.5.3 冲击电流的测量
特点：持续时间短、变化快。
用相应时间来表示其特性。
幅度
1 T
A(t) ： 直角波
t
1 e T
U (t )
0
t
目前常用两类测量系统： ❖ 分流器测量系统； ❖ 电流互感器（CT）测量系统
T 0 [1- U(t)]dt
i1
i1 um n / R kum
L
RL
R
u2
外积分法
C
um
u2
M
di1 dt
i2 (RL
R)
L
di2 dt
um
外积分法等效电路图
如果R很大，且有
即 1L R 且
L
di2 dt
i2RL
um
i2R
1 R 2C
上下限频率
则 i2 M (di1 / dt) / R
um
1 C
t 0
（3）波头相位法
可测量具有电感效应的分流器的响应时间，并可在高压下进行。 将分流器接入冲击电流发生器回路，使回路产生衰减振荡波。由于 电感的作用，示波器图形的起始部分有一个突然跃变。根据跃变的 参数，即可求出响应时间。
（4）比对法 是和“标准”测量系统的测量结果进行比对校正。
i2dt
M CR
t 0
di1 dt
dt
M CR
i1
i1
um CR M
i1
CR 2 nS
rum
k um
（冲1）方击波电电流试流验法 测量系统的校正方法
给测量系统注入方波电流，测量输出端的方波响应。
（2）电流试验法
给测量系统注入高频电流，测量输出端电流的大小，可求得该频 率下的系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阻抗。改变注入电流的频率，可得到阻抗与频率的关系 曲线。
1 C
idt
L
di dt
iR
分三种情况：冲击电流波形的类型
1） 欠阻尼
R2 L C
2） 临界阻尼
i(t) U0
C e (t / LC ) sin( 1 2 t )
12 L
LC
R C
2L
R2 L C
3） 过阻尼
i(t) U 0 tet / LC L
R2 L C
i(t) U0
C e (t / LC ) sh( 2 1 t )
u2
M
di1 dt
互感系数M可以实测，但一般 需要事先计算。
M nS 2r
(1) 自积分法
L
RL
u2
R
um
u2
M
di1 dt
i2 (RL
R)
L
di2 dt
如果 (RL R) 很小，且
i2
(RL
R)
L
di2 dt
即 (RL R) L,高频信号
则 M di1 L di2 dt dt
i2
M L
电阻管式
绞线式
折带式 同轴园管式
电流互感器 对于特大幅值冲击电流，分流器制造困难。需采用电流互感器
一般用空心互感器，而不用铁心。因为冲击电
流中包含丰富的高频成分，铁心在高频下产生
i
的损耗带来测量误差；同时，因为di/dt足够大
了，即使不用铁心，也能感应出足够高的电压
线圈截面积S，总匝数n
线圈输出端的感应电势为：