《调研报告-冲击电压测量装置通用技术条件 第1部分：冲击电压测量系统》.pdfVIP

能源领域行业标准 《冲击电压测量装置通用技术条件 第1部分：冲击电 压测量系统》 调研/分析报告 中国电力科学研究院有限公司 江苏新亚高电压测试设备有限公司 陕西省电力科学研究院 广西电力科学研究院 江苏新亚江苏新亚高电压测试设备有限公司 2022年2月 为顺利完成《冲击电压测量系统通用技术条件》标准修订，本标准起草组对 目前所使用的各类冲击电压测量系统的性能参数、技术指标及在使用中存在的问 题进行了充分的调研工作，调研内容主要包括1）现有的各类冲击电压测量系统 产品情况及技术参数，2）重点针对冲击电压测量系统的线性度、长期稳定性、 邻近效应、温度效应等GB/T 16927.2 中列出的各项特性进行了调研，根据调研 的试验结果确定最终列到本修订标准中的各项试验项目;3)试验方法：对目前对 冲击电压测量系统进行特性试验的试验方法进行了调研，确定了最佳的性能试验 方法。 1. 冲击电压测量系统产品现状 目前常用的冲击电压测量系统一般由冲击电压分压器、传输电缆 （或光纤） 及冲击数字记录仪组成。早期使用的冲击电压测量系统也有采用冲击分压器+峰 值电压表的组合，近年来随着自动测量技术的发展进步，且对冲击电压波形的波 形观察及参数分析的需求不断提高，峰值电压表已经逐渐退出了历史的舞台。本 标准主要是针对二次测量仪器为冲击数字记录仪类型的冲击电压测量系统。 1.1 冲击电压分压器 1.1.1 电阻式冲击分压器 目前市场上所销售和使用的冲击电压分压器主要包括电阻式冲击分压器及 阻容式冲击电压分压器，由于电阻分压器在高电压下重复使用时会存在发热情况， 且电阻过大时，且响应特性会变差，因此目前市面上的电阻分压器电压等级一般 在1200kV 以下，电阻值一般在10kΩ以下，且电阻值越小，动态特性响应越为优 良；为了降低电阻分压器回路电感，电阻分压器的高低压臂通常采用无感电阻， 高压臂一般采用采用绕线式电阻，低压臂电阻可采用绕线式电阻或无感膜电容， 绕线式电阻采用两根电阻丝进行双向反向绕制，如图1-1 所示，如图1-2为无感 膜电阻。同时为了避免冲击电阻分压器发热影响其测量性能，电阻式冲击分压器 一般用于雷电冲击电压波的测量，用于测量操作冲击电压波形时，应提前估算其 热耐受能力，并评估测量操作冲击电压波形的最高电压。 图1- 1 绕线式无感电阻示意图 图1-2 金属膜式无感电阻 1.1.2 阻容式冲击分压器 由于阻容分压器不存在发热效应，其额定电压可远高于电阻式分压器，目前 国家电网公司和南方电网公司的特高压试验基地的最高试验电压达到了7500kV， 均为阻容式冲击分压器，可以实现操作冲击电压波形的测量。 进行阻容冲击分压器设计时，为了优化阻容分压器的的响应特性，一般将其 回路阻容参数的乘积设计为100ns量级，保证雷电冲击电压波形的准确测量。为 了降低阻容冲击分压器回路的电感，分压器中的串联电阻也需采用无感电阻或低 感电阻，可将电阻丝采用无感绕制的方式制作分压器回路电阻，而分压器中高压 臂的串联电容器一般采用聚丙烯膜电容卷绕而成，且采用多个并联以减小回路电 感，而分压器的低压臂中的电容多采用云母电容制成，云母电容具有优良的频率 特性及电压特性。目前冲击电压分压器生产厂家通常将分压器的电容量设计在 400pF左右，这样与冲击电压发生器搭配，才能顺利调节出1.2/50μs 的冲击电压 试验波形，除非当用户有特殊的实际要求时，才会改变冲击电压分压器的电容量。 相同额定电压下，一般电阻式冲击分压器比阻容分压器具有更优良的阶跃波 响应特性，因此目前国际上各标准实验室一般采用电阻式冲击分压器作为标准测 量分压器，对外开展冲击电压的量值传递工作。 图1-3 云母电容示意图 1.2 传输系统 冲击电压分压器的低压臂输出电压需通过传输系