冲击分压器校准规范

冲击分压器校准规范

1 范围

本规范适用于额定电压100kV 及以上的，测量雷电冲击波和操作冲击波的新制造、使用中及修理后的冲击分压器的校准。

2 引用标准

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 16927.1－1997 高电压试验技术 第一部分：一般试验要求 GB/T 16927.2－1997 高电压试验技术 第二部分：测量系统

3 术语和定义

3.1 雷电冲击波 (lightning impulse)

由于绝缘击穿放电产生的波前时间20μs 以下的瞬时电压脉冲，其典型的波形如图1所示。

图1 雷电冲击波

3.2 操作冲击波 (switching impulse)

由于电路中电流和电压的突然变化(如开关操作)产生的波前时间20μs 以上的瞬时电压脉冲。其典型的波形如图2所示。

注：研究表明，电力设备承受的冲击电压波形接近双指数波，双指数波的波形曲线为：

)()(t t e e A t u βα---=。

3.3 雷电冲击波波前时间T

1 (front time of a lightning impulse T

1

)

T

1

为视在参数，定义为雷电冲击波波前30%峰值点与90%峰值点（图1中A、B两点）之间的时间间隔的1.67倍。如波前有振荡，则首先作出振荡波的平均曲线，并按前述的定义确定A、B两点。

3.4 雷电冲击波视在原点 (virtual origin of a lightning impulse)

超前于波形中A点对应的时刻0.3T

1的瞬间，即图1中O

1

点。在线性坐标中为通过A、B

两点的直线与时间轴的交点。

3.5 雷电冲击波半峰值时间T

2 (time to half value of a lightning impulse T

2

)

雷电冲击波的视在原点与电压下降到峰值一半瞬间的时间间隔，如图1所示。

图2 操作冲击波

3.6 操作冲击波波前时间Tp ( time to peak of a switching impulse T

P

)操作冲击波从实际原点到电压达到峰值瞬间的时间间隔。

3.7 操作冲击波半峰值时间T

2 (time to half value of a switching impulse T

2

)

操作冲击波从实际原点到到第一次下降至半峰值瞬间的时间间隔。

3.8 实验响应时间T (experimental response time T)

单位值1减去单位方波响应作为被积函数，从视在原点O

1

到无穷大时间的积分。

3.9 过冲β (overshoot β)

单位方波响应超出单位值1的数量，用百分比表示。

4 概述

冲击电压试验用于检验电气设备耐受雷电过电压和操作过电压的绝缘强度。测量冲击电压通常使用冲击分压器把一次侧的高电压按比例变换为二次侧的仪表电压。冲击分压器在结构上可分为电阻型分压器和阻尼电容型分压器两大类。电阻型分压器选用温度系数很小的电阻丝在绝缘支架上用无感绕法制成，电阻值一般不超过50kΩ，适用于测量1000kV以下的冲击电压。阻尼电容型分压器由多个电容与电阻串联组成，串联后的电容量一般不大于1000pF，串联总电阻典型值为1000Ω。冲击电压在回路中产生的振荡大部被电阻所阻尼。冲击分压器的电阻和电容元件固定在充油或充气的绝缘套管内，必要时使用均压环和屏蔽电极使各元件

所处的电场尽量均匀。冲击分压器的二次电压经同轴电缆输出，并在分压器的二次电压输出端串入电阻与同轴电缆实现阻抗匹配。

5 通用技术要求

5.1 冲击分压器器身应有足够的机械强度，底座，绝缘套管，均压环结合牢靠，无松动。5.2 冲击分压器底座应有供同轴电缆连接的同轴电缆插座，装配同轴电缆插头后可以经电缆输出二次电压。同轴电缆应与分压器配套使用，在分压器侧必须进行阻抗匹配。

5.3 冲击分压器底座上应有供接地用的端子，在顶部应有供连接一次导线用的端子，端子螺杆直径不小于12mm。

5.4 冲击分压器底座上应有铭牌标志，内容应包括：

——型号规格；

——额定一次电压；

——额定分压比；

——分压比误差（或准确度等级）；

——分压器高压臂总电阻值或总电容值；

——同轴电缆的特性阻抗。

6 计量性能要求

6.1 冲击分压器额定一次电压应不低于100kV。

6.2 冲击分压器额定分压比的倒数与额定一次电压的乘积应不大于2000V。

6.3 冲击分压器实际分压比与额定分压比的偏差应不大于±1%。

6.4 冲击分压器响应时间应不大于100ns。

6.5 冲击分压器在峰值附近的振荡幅度应不大于峰值的5%。

6.6 同轴电缆的特性阻抗应是实数，且接近等于50Ω、75Ω标准值中的一个。

7 校准条件

7.1 环境条件

7.1.1大气条件

环境气温5℃～35℃，相对湿度30%～80%, 气压不小于98kPa，大气中无腐蚀性物质。

7.1.2 场地条件

在与被校分压器器身高度相当的周边范围内，除测量引线外应无其它物体。在分压器顶部超出器身高度1/3范围内，除高压引线外应无其它物体。

7.1.3 接地条件

冲击分压器的接地回路应使用宽度不小于0.3m的铜、铝金属带或金属箔，接地回路应在一点接地。

7.1.4 高压引线

校准时被校分压器使用的高压引线应与经常性使用的高压引线相同。

7.1.5 电源条件

试验场所的供电电源频率为（50±0.5）Hz，电压(220±10)V，电压波形失真度不大于5%。