变压器雷电冲试验接地方式的选择

(特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁 沈阳 110144)

一、引言

变压器在电力运行系统中是一种重要设备，分布在整个电力系统，因此经常会遭到大气过电压的威胁为了保证变压器能够可靠地运行，就要求变压器有足够的冲击绝缘强度，因此国家标准对变压器的冲击绝缘水平作了明确规定。为了考核变压器冲击绝缘强度是否符合国家规定的标准，就需要对变压器进行雷电冲击试验。

二、参考文献

GB/T 1094.1-2013 电力变压器 第1部分：总则

GB/T 1094.1-2017 电力变压器 第3部分：绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙

GB/T 1094.1-2013 电力变压器 第4部分：电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则

JB T 501-2006电力变压器 试验导则

三、试验要求

国家标准(CB1094.3-2017)《电力变压器第3部分:绝缘水平、绝缘试验和外绝缘空气间隙》规定了变压器雷电全波冲击和标准雷电截波冲击试验标准。试验标准波形：波前时间1.2±30%μs 半峰值时间50±20%μs；中性点波前时间 不大于13μs，截断时间3-6μs。雷电冲击试验通过波前电阻，波尾电阻，主电容等电气元件，调节冲击波形，已达到国家标准要求。随着电力行业的迅速发展，变压器产品容量越来越大，电压等级越来越高，目前交流变压器最大容量为ODFPS-JT-150000/1000特高压自耦变压器，换流变压器ZZDFPZ-607500/750-1100为世界上最高电压等级的变压器，阀侧全截波试验电压为2300/2530kV是变压器类试品雷电冲击试验电压最高的。在雷电冲击过程中，不仅仅对试验设备要求极高，而且对于试验大厅接地电阻电阻要求也在提高，特高压试验大厅接地电阻一般都可以达到0.1Ω，但是对于特高压试验来说，也不是最理想状态，这就需要改变产品接地状态，用以达到试验过程雷电冲击波形最理想，放电过程最稳定。

四、变压器雷电冲试验接地方式的选择

在雷电冲击试验过程中对于接地方式的选择，对于雷电波形的形态，波前时间的控制，截断时间的稳定性以及决定试验结果判断有很大影响，在现有设备，接地系统情况下，充分解决产品接地方式可以更好做好冲击试验，得到较为理想的试验结果。

通常情况下，在产品容量较小，电压等级不高情况，雷电冲击时对接地电阻要求不高，可以充分考虑减小回路电感，试品，设备，测量分压器可以选择一点接地，这样可得到满足标准的雷电冲击波形，雷电冲击试验接线如图1。但是对于试品容量较大，电压等级非常高的情况，例如±1100kV换流变压器雷电冲击试验，合理的接地方式，对试验过程非常重要。在进行±1100kV换流变压器阀侧雷电冲击试验时，按现有的试验室接地条件，雷电冲击试验这时地电位会被抬高，首先影响分压器对电压测量，在低电压冲击调试过程中地电位抬高高情况，对冲击过程影响不是很明显，但对于全电压冲击情况，随着试品容性电流的增加，地电位抬高影响到冲击电压测量准确性，必然影响到低电压全波波形于高电压波形对比的差异，对试验结果判断段容易出现错误，所以的这种情况下，我们试验时，将分压器选择与试品分开接地，可以尽量减小冲击波形差异的产生，另外，对于雷电截波试验时，地电位抬高对截断装置的影响表现在低电压截波与高电压截波时，截断时间的不确定性，如果不能保证截断时间的稳定，那么对雷电截波试验是有很大风险的，按现有国家标准要求截断时间在3-6μs，地电位抬高的电压波形是脉冲电压的形式，过高的脉冲电压可能会提前触发截断装置，造成截断时间不满足标准要求，这种情况下，试品，冲击设备，截断装置接地在一点，而且接地线要非常短，保证地电压脉冲对所有设备影响接近，可以尽量避免截断提前触发的可能。所以通常对于特高电压雷电冲击试验我们回选择图2的接线方式。

图1

图2

电力变压器电压等级，容量，产品结构的不同，雷电冲击试验接地会采用不同方式，试验过程要充分考虑试验室地电阻情况，接点的位置，以及试品冲击时所产生的容性脉冲电流的影响，适当的改变接地位置，保证雷电冲击过程可以等到稳定冲击波形，有利于雷电冲击试验的结果的判断。在雷电冲击试验时，接地线尽量使用比较宽的铜皮接地，同时接地点的位置尽量接近试品与冲击设备，有利于冲击波形的改善，降低地电位不利影响。特别对于试品容量特别大情况，或者试验室接地系统不是很好的情况，试品也可以适当选择多点接地，就近接地。在雷电冲击试验过程中，对于试验人员试验素质及经验要求很高，冲击试验试品的接线方式选择，试验结果的判断都要非常准确，绝对避免因为试验过程失误给试品带来损伤，以及试验结果判断偏差。

五、总结

雷电冲击试验是对设备，产品接线，试验室接地系统要求相当严格的试验项目，因此对于冲击试验准备必须详细，试验线路尽量缩短，减小回路电感，选择恰当接地点，既能有效降低地电位对试验过程的影响，也要调试出最好的试验冲击波行，已达到对试品有效的绝缘考核。随着电力行业的迅速蓬勃的发展，变压器类产品电压等级，容量不断提高，对于雷电冲击试验难度也是越来越大，试验设备不断提高的同时，试验室接地电阻也需要不断的改善。