第二节
操作波感应耐压试验接线和元件选择

一、基本接线方式

1.单相变压器

单相变压器操作波耐压试验接线如图5-1所示，被充电的电容器通过球隙及波头电阻对变压器低压绕组放电，在高压绕组上感应出预期的试验电压。试验时，低压绕组非被试端和高压绕组中性点接地。试验电压波头时间T _cr 可以通过波头电阻R ₁ 来调节，总时间T _z 和超过90%规定峰值时间T _d（90） 的大小可以通过改变C ₀ 的大小来达到。此外这两个参数还与变压器励磁阻抗有关。变压器的铁芯饱和程度以及铁芯中的剩磁都对T _z 和T _d（90） 有一定影响。

2.三相变压器

330、500kV三相变压器的操作波耐压试验的典型接线如图5-2所示。电容器被充电后对低压绕组放电，其中被试相全励磁，其余两相半励磁，这样便在中性点接地的高压绕组上产生两种电压：在被试相产生额定试验电压；在其余两相产生与它极性相反、幅值为1/2额定值的试验电压。这样不仅使被试相的对地绝缘受到了考核，而且使相间绝缘受到了1.5倍额定试验电压的考核。110、220kV变压器与330、500kV变压器不同，其相间试验电压与相对地试验电压相同，其试验电路如图5-3所示。被试变压器低压侧接线与图5-2相同，高压侧由中性点接地改为非被试两相接地。

三相变压器中性点操作波耐压试验接线如图5-4所示，为了在中性点得到预期的试验电压，被试变压器高压侧全励磁相接地。

对于三绕组变压器，应分析产品结构，比较不同接线，计算出各线端、相间和对地的试验电压，并选择适宜的分接位置，将其非被试的第三绕组一点接地，避免电位悬浮。应合理选择各绕组的接地端子，以防绕组间的电位差超过允许值。

自耦变压器高压端和中压端的试验电压，若不能同时满足要求时，通常宜在中压端不超过耐压标准的条件下，优先满足高压端的试验电压要求。

二、试验电路

图5-5为一台三相变压器操作波耐压的具体试验电路实例，图中各主要试验元件的参数按被试变压器的规范选择。

图5-5中各元件参数如下：

T ₁ （调压器）220/250V，3kVA

T ₂ （试验变压器）50V，3kVA

T ₃ （被试变压器）120MVA，242/10.5kV

T ₄ （隔离变压器）220V，1kVA

D（高压硅堆）200kV，20mA

G ₁ ，G ₂ （球间隙）Φ100

R ₂ ，R ₃ （水电阻）300kΩ

R ₁ （波头电阻）200Ω

R ₄ （示伤电阻）0.4Ω（用φ1.0电阻丝套软塑料管无感绕制）

R ₅ （示伤电阻）3.5Ω（用φ0.5电阻丝套软塑料管无感绕制）

R ₆ （高值电阻）500MΩ

C ₀ （主电容器）电力电容器19kV，2.0μF

C ₁ （调波电容器）50kV，0.1μF

C ₃ （220kV套管末屏电容）451pF

C ₄ （低压电容器）600V，2.5μF

C ₅ （电容器）50kV，2200pF

C ₆ （低压电容器）600V，0.5μF

C ₇ （耦合电容器）50kV，0.018μF

C ₈ ，C ₉ （低压电容器）1kV，0.1～1.0μF

V（电压表）300V 0.5级

μA（微安表）200μA，1.0级

SB（双踪记忆示波器）频带宽度应在10MHz以上

F（脉冲点火装置）

三、主要元件的选择

1.主电容器的选择

主电容器C ₀ 是操作波发生装置的主要元件，它对T _z 、T _d（90） 及回路效率起着重要作用，经验表明，取C ₀ =（2～3）C ₂ （C ₂ 为被试变压器折算到低压侧的等效电容）时，可满足波形的要求，同时也可使效率达到50%～60%，能满足现场试验的要求。变压器等效电容的计算甚为复杂，实际上，我们可以近似地根据被试变压器低压绕组的额定电压来选择主电容，表5-1给出了推荐值。

主电容器的充电电压U ₀ 可根据低压侧最大操作波电压幅值U _2m （高压侧操作波试验电压除以变比）及操作冲击装置的效率η来估计，即

若选择直流脉冲电容器作主电容器，其额定电压u _n 应大于u ₀ ；若选择电力电容器，其允许直流充电电压可为其交流额定电压的3～4倍，若充电电压u ₀ 太高，可考虑选用两级冲击电压发生装置。

2.调波电容器C _f 的选择

调波电容器C _f 的作用于是用来消除低压侧操作波头部的尖脉冲，一般选取C _f =（0.2～0.5）C ₂ 。

3.波头电阻R ₁ 的选择

波头电阻的作用是调节波头长度T _cr 和阻尼波幅上的振荡，其阻值可用下式估算

其中

波头电阻值也可以在低电压调波时用试验的方法确定。

波头电阻可用直径0.4～1.0mm的合金电阻丝绕制，制作时应注意保持匝间距离，避免匝间放电。 MaFTalLKJ6lAlJmu5bNZvBWsyXvj2Tp/LezHdYY7sha7sMcpsvt8YXwWAnZ217sb