变压器冲击电位分布测量及数据整理技巧

低压冲击测量主要是模拟变压器在雷电冲击状况下各测量点的电位或测量点之间的梯度电压百分数，因此试验接线方法和变压器雷电冲击试验接线完全相同。图13-1是以一台单相自耦变压器A相入波为例的测试接线图。从图中可以看出，这种接线方法和雷电冲击试验接线相同，变压器试品状态的不同之处在于冲击测量一般情况下在半成品与空气中进行。

图13-1 低压冲击测量接线

冲击测量使用的主要仪器如下：

（1）低电压冲击电压发生器 低电压冲击电压发生器是进行梯度测量时使用的主要仪器。它能够产生电压幅值可达几百伏特的正负极性雷电冲击全波和截波的波形信号，其工作原理如图13-2所示。

图13-2 低电压冲击电压发生器的工作原理

低电压冲击电压发生器的工作原理是：首先由功率源时序发生器模块产生一个电压可调的直流脉冲电压（周期为20ms），该电压向电容C_s充电，然后经过一定延时后时序发生器产生一触发脉冲至晶闸管VT1的门极，使晶闸管导通。这样C_s上的电压通过VT1作用于由R_p、R_f、L、C₂组成的调波网络上。根据试品的参数，通过调整R_p、R_f、L、C₂可以得到满足标准要求（或其他要求）的波形参数。当VT2导通时，可以得到阶跃时间为2～6us的截波波形。

发生器还具有重复脉冲输出和单次脉冲输出的功能。一般重复输出是以25次/s的频率输出的，而且冲击信号发生器内部还设置了可调电容、电感和电阻。当所需的参数超过发生器的选择范围时，还可以用外接元器件的方法来解决。一般情况下，对于常见的变压器类型，冲击信号发生器都能够输出符合标准的冲击信号。为了保证普通测量仪器能够使用测量试验波形，信号发生器具有同步脉冲输出端口。(www.xing528.com)

（2）示波器 低压冲击电位及梯度测量与高压冲击试验测量不同，由于没有较强的电磁干扰且冲击波形可以一定周期重复作用在试品上，所以测量时完全可以使用通用的测量仪器。

最简单的且使用最多的冲击测量仪器是示波器。如现在使用最多的是Tektronix系列数字式示波器（320型、350型及3000系列示波器），根据采集精度不同有八位、十位、十二位等几种，位数越高精度越高。采样频率一般要求大于60MHz，垂直分辨率在9bit以上。因为采样率低无法满足波形参数要求，垂直分辨率低无法保证测量精度。

采用示波器测量时沿绕组轴向线段依次进行，首先确认入波波形的波形参数及幅值大小，作为电压基准，然后采用示波器测量各饼或线段的电位，同时得到最大梯度幅值出现的时间，为变压器绝缘设计或故障判断提供依据。

（3）梯度测量仪 变压器上任意两点间的电压即电位差就是梯度电压。变压器绕组梯度电压的特点是：梯度电压不是很高，但其电位很高，越靠近入波点越明显。对于普通的110kV和220kV的变压器，靠近入波点的段间或者饼间梯度达到10%左右，而这几饼的电位可能达到入波点电位的80%或者90%。为了精确地测量电位和梯度，可以使用梯度测量仪。它可以将两电位（两点对地电位很高）的差值（梯度电压）不失真地转换成一端接地的梯度电压。常见的如TEK5200型、TEK5205型等，一般梯度测量仪有很高的电位输入，TEK5200型梯度测量仪有1300V的输入范围。

表13-1是折算为入波电压标幺值后的各线段（油道）在全波、截波电压下的电位分布和梯度测量结果。

表13-1 全波、截波电压下的电位分布和梯度测量结果