Generatore d'Impulso da Fulmine

Ambito di applicazione

Questo sistema di prova del generatore di tensione ad impulsi è principalmente adatto per prove di tensione ad impulso da fulmine completo su prodotti elettrici fino a 35 kV. Può essere utilizzato anche per prove ad impulso su altri prodotti.

Condizioni Generali di Funzionamento

Altitudine: 1000 m

Temperatura Ambiente: -5 °C a +40 °C

Umidità relativa: 90%

Intervallo Massimo Giornaliero di Temperatura: 25 °C

Ambiente di Funzionamento: Interno

Assenza di polvere conduttiva

Nessun rischio di incendio o esplosione

Nessun gas corrosivo per metalli o isolanti

La forma d'onda della tensione di alimentazione deve essere una sinusoide pura con una distorsione armonica inferiore al 5%

Norme di conformità

GB/T 311.1 Isolamento e coordinamento dell'isolamento degli apparecchi ad alta tensione per trasmissione e trasformazione

GB/T 16927.1 Tecnica delle prove ad alta tensione - Parte 1 - Requisiti generali per le prove

GB/T 16927.2 Tecnica delle prove ad alta tensione - Parte 2 - Sistemi di misura

GB/T 16896.1 Registratore digitale per prove ad impulso ad alta tensione

JB/T 7616 Prova di resistenza all'impulso a onda ripida per isolatori di linea ad alta tensione

DL/T 557 Prova d'impulso a onda ripida per isolatori di linea ad alta tensione: Definizioni, metodi di prova e criteri

BF 24001 Dettagli di attuazione della prova con tensione impulsiva

Valori dei parametri nominali

1. Tensione nominale: 400 kV

2. Tensione di scarica nominale: 100 kV

3. Capacità totale d'impulso: 0,25 microfarad (condensatore a impulso singolo 2 microfarad/50 kV, 8 unità in totale).

4. Numero totale di stadi: 4 stadi

5. Parametri della forma d'onda standard:

Forma d'onda standard dell'impulso di fulmine completo, fattore di utilizzo della tensione 1,2/50 s >85% (superiore al 90% a vuoto con 300 pF);

I parametri della forma d'onda della tensione d'impatto e le relative deviazioni soddisfano i requisiti delle norme nazionali vigenti GB311 e GB16927.

6. Tensione di uscita minima superiore al 10% della tensione nominale

7. Durata d'uso: al di sopra del 70% della tensione nominale, è possibile un funzionamento continuo con carica e scarica ogni 120 secondi; al di sotto del 70% della tensione nominale, è possibile un funzionamento continuo con carica e scarica ogni 60 secondi.

Componenti principali

1. Parte di carica

(1) Viene utilizzato un dispositivo di carica a corrente costante;

(2) Viene utilizzato un trasformatore di carica a olio, tensione secondaria di 85 kV, potenza nominale di 5 kVA;

(3) Viene utilizzato un raddrizzatore ad alta tensione in silicio 2DL-200kV/200mA, tensione inversa sopportabile di 200 kV, corrente media di 0,2 A; il blocco raddrizzatore ad alta tensione è installato accanto al trasformatore di carica e la polarità della tensione di carica può essere invertita automaticamente tramite il meccanismo di trasmissione. Sulla console è presente un pulsante per l'inversione della polarità;

(4) La resistenza di protezione del blocco raddrizzatore ad alta tensione in silicio è realizzata con filo resistivo smaltato avvolto induttivamente su un tubo isolante;

(5) Viene utilizzato un metodo di carica a corrente costante bilaterale simmetrico;

(6) Durante il controllo automatico, il dispositivo di carica a corrente costante deve avere una deviazione non superiore al ±1% rispetto alla tensione impostata nell'intervallo dal 10% al 100% della tensione di carica nominale, e l'instabilità della tensione di carica non deve superare il ±1%. La precisione regolabile della tensione di carica deve essere dell'1%;

(7) Devono essere utilizzati due divisori resistivi in corrente continua, con resistori a film metallico immersi in olio da 50 kV, 300 MΩ. Il resistore del braccio a bassa tensione deve essere installato nella flangia inferiore del divisore, e il segnale di tensione sul braccio a bassa tensione deve essere introdotto nella console di controllo mediante un cavo schermato;

(8) L'interruttore di messa a terra automatico deve utilizzare un meccanismo elettromagnetico di messa a terra, che possa cortocircuitare automaticamente il condensatore principale e collegarlo a terra attraverso la resistenza di protezione quando il test viene interrotto;

(9) L'induttore di carica a corrente costante, il condensatore, il trasformatore di carica (incluso il blocco di raddrizzamento ad alta tensione e il dispositivo di conversione della polarità) e la relativa resistenza di protezione, l'interruttore di messa a terra automatica e i supporti isolanti sono installati su un telaio;

2. Corpo principale

(1) La struttura principale adotta una configurazione a quattro colonne, con un telaio in acciaio composto da quattro flange e due condensatori montati in parallelo, formando una struttura stabile a un livello. L'equipaggiamento principale è costituito da quattro livelli, che formano una struttura a torre combinata, ciascun livello sovrapposto progressivamente, facile da smontare e ispezionare, e con una struttura complessiva stabile;

(2) Il corpo principale adotta un metodo asimmetrico di carica a corrente costante, con regolazione continua della tensione a corrente costante, regolabile continuamente da zero fino alla tensione impostata, e spegnimento automatico dell'alimentazione di carica nel momento della scarica d'accensione. La tensione nominale di ciascun livello è di 100 kV;

(3) Il supporto isolante del corpo principale ha una struttura a torre di quattro livelli. Ogni livello comprende due condensatori pulsanti MWF50-0,6 a involucro in ferro e immersi in olio, resistori di carica, resistori di testa d'onda, resistori di coda d'onda e intercapedini a sfera di accensione, ecc. Tutte le sfere di scarica sincronizzate sono installate in un'isolamento chiuso, e l'intercapedine a sfera può essere regolata manualmente o automaticamente tramite la console di controllo.

(4) Il singolo condensatore pulsante è da 2,00±0,05 F, la tensione di lavoro in corrente continua è di 50 kV, l'induttanza del condensatore è di 0,2 H, ed è utilizzato un isolamento a pellicola composita immersa in olio. In condizioni normali di funzionamento e ambiente operativo, il bocchettone di uscita del condensatore può sopportare una trazione verticale di 15 kg, garantendo al contempo che non si danneggi né perda olio;

(5) La resistenza della testa d'onda (fronte) e la resistenza della coda d'onda sono entrambe a forma di piastra e avvolte senza induttanza. La loro autoinduttanza è di 2,5 H (lo scopo di ridurre l'induttanza è aumentare la capacità di carico. Per carichi estremamente elevati (ad esempio superiori a 5000 pF), ciò può essere ottenuto utilizzando una combinazione adeguata di condensatori di modulazione esterni e resistori di modulazione per aumentare il carico). I connettori sono tutti a molla;

(6) I supporti delle resistenze della testa d'onda (fronte) e della coda d'onda possono essere collegati in parallelo contemporaneamente con quattro resistori. Le resistenze della testa e della coda d'onda hanno lunghezza uguale e sono intercambiabili. Ogni livello è dotato di uno spazio per riporre i resistori di modulazione in eccesso e le barrette di cortocircuito. Il generatore può essere facilmente collegato in serie inserendo le barrette di cortocircuito;

(7) L'insieme completo è dotato di

7.1 2 set di resistori per la testa dell'onda di fulmine;

7.2 2 set di resistori per la coda d'onda;

7,3 1 set di resistori di carica (1 di ricambio);

(8) L'intervallo a sfera del primo stadio adotta un'accensione polare bilaterale, mentre gli intervalli a sfera dal secondo al quarto stadio adottano tutti l'accensione a tre sfere. La percentuale di malfunzionamento o rifiuto sincrono non è superiore al 2%; la gamma di sincronizzazione è ≥20%.

(9) La distanza tra ciascun intervallo a sfera è regolata linearmente tramite azionamento motore. Il sistema di controllo indica la tensione di carica corrispondente alla distanza tra le sfere. La struttura di trasmissione è dotata di interruttori di finecorsa superiore e inferiore;

(10) La distanza dell'intervallo a sfera può essere regolata manualmente o automaticamente tramite il sistema di controllo;

(11) Il corpo principale può essere utilizzato in parallelo per due o tre stadi. La biella di collegamento in parallelo adotta un connettore unificato per una facile sostituzione. L'apparecchiatura può ospitare resistori di modulazione d'onda aggiuntivi senza influire sulle prestazioni elettriche;

(12) Ogni prova per stadio è dotata di un supporto per riporre i resistori di modulazione d'onda e le bielle;

(13) Ogni stadio adotta un tubo di isolamento sigillato alle due estremità con buone prestazioni di tenuta;

(14) Sono previste misure anti-corona tra ogni stadio. Non comparirà alcuna corona evidente durante l'intero processo di carica.

(15) L'isolamento interstadio e il supporto meccanico possono sopportare una tensione continua di 100 kV senza generare scariche.

(16) Un coperchio equalizzatore di tensione è installato sulla sommità del generatore.

3. Divisore capacitivo a 400 kV con smorzamento debole

Il condensatore del braccio ad alta tensione è composto da 1 sezione, con parametri nominali di 400 kV/600 pF e tensione impulsiva nominale resistente a fulmini di 400 kV. Il divisore di tensione è dotato di un condensatore del braccio a bassa tensione, con rapporto di divisione di 1000 e accuratezza del rapporto di divisione inferiore al ±1%;

Sistema di controllo del generatore di tensione impulsiva e analisi delle forme d'onda mediante computer

1. Panoramica

2. Funzioni principali del sistema di controllo: controllo e misurazione mediante computer.

• Modalità di carica manuale/automatica: regolazione manuale della tensione di carica.
• Sincronizza con la tensione di carica impostata dell'intervallo sferico per regolare manualmente la distanza dell'intervallo e visualizza il valore effettivo della distanza.
• Selezione della velocità di carica: gli utenti possono selezionare due velocità di carica in base alle esigenze del test.
• Un sistema standardizzato di editing delle forme d'onda consente la misurazione delle onde trascinando e rilasciando con il mouse, e le forme d'onda possono essere facilmente ingrandite o ridotte.
• Protezione contro sovratensione e sovracorrente, con messa a terra automatica.
• Accensione automatica: controllata manualmente.
• Interruzione di emergenza: a differenza dell'interruzione manuale, l'interruzione di emergenza interrompe direttamente l'alimentazione del circuito principale alla pressione di un pulsante. Viene utilizzata in situazioni di emergenza, come blackout nell'ambiente di controllo.

3. Struttura del sistema

Il diagramma della struttura del sistema è mostrato nella Figura 2:

L'area delimitata dalla linea verde nella Figura 2 rappresenta il sistema integrato di misurazione e controllo. Il computer inferiore è collegato direttamente al generatore di tensione impulsiva, all'alimentatore e al chopper. Tutte le operazioni di basso livello, come l'apertura e la chiusura dei relè, sono controllate dal computer inferiore. Il computer superiore è collegato al computer inferiore tramite fibra ottica e invia comandi al computer inferiore per pilotare il generatore, l'alimentatore e il chopper. Il computer inferiore raccoglie continuamente dati, ne ottiene lo stato attuale e trasmette in modo continuo i dati raccolti al computer superiore. I segnali di tensione e corrente del divisore di tensione sono collegati al computer superiore tramite il modulo di acquisizione.

4. Parametri tecnici

Set completo dettagliato