Wie wird die Stoßspannungsprüfung bei Transformatoren durchgeführt?

Die Stoßspannungsprüfung umfasst Blitzstoßprüfungen (einschließlich Vollwellen- und Schnittwellenprüfungen) und Betriebswellenimpulsprüfungen. In der neuesten Norm IEC76-3 gelten für Transformatoren mit einer Nennspannung (U) ≤ 40.5 kV sowohl Vollwellen- als auch gehackte Impulsprüfungen als Typprüfungen. Bei Transformatoren mit U ≥ 72.5 kV handelt es sich bei der Vollwellen-Impulsprüfung um eine Stückprüfung, während es sich bei der Zerhackt-Impuls-Prüfung um eine Typprüfung handelt. Transformatoren mit U ≥ 252 kV werden Routineprüfungen für Vollwellen-, Schnittwellen- und Betriebswellenimpulsprüfungen unterzogen.

Die Vollwellen- und Teilwellen-Impulstests werden abwechselnd durchgeführt, typischerweise mit negativer Polarität. Es beginnt mit einem Vollwellenimpuls, gefolgt von zwei gehackten Impulsen und schließlich zwei weiteren Vollwellenimpulsen. Daher ist eine Brechvorrichtung erforderlich.

In Fällen, in denen die Transformatorkapazität groß ist und die Wellenform aufgrund der hohen Kapazität die Anforderungen nicht erfüllen kann, werden mehrere Stufen von Stoßspannungsgeneratoren in Reihe geschaltet.

Da es sich bei der Durchführung von Impulsprüfungen in der Mitte des Transformators um eine dreiphasige Wellenform mit hoher Kapazität, aber im Allgemeinen nicht hoher Prüfspannung handelt, werden mehrere Stufen von Impulsspannungsgeneratoren in Reihe und parallel geschaltet, um die Spannung anzulegen.

Die Verteilung der Vollwellen- und Teilwellenspannungen entlang der Wicklung ist nicht gleichmäßig.

Während der Prüfung sind alle Anschlüsse mit Ausnahme derjenigen, an denen Spannung anliegt, geerdet. Dazu gehört die Erdung des Mittelpunkts der Hochspannungswicklung und der Anfangs- und Endpunkte der Niederspannungswicklung. Bei der Impulsprüfung induziert die Mitte der Niederspannungswicklung eine Stoßspannung an der Kernsäule. Bei zu hoher Feldstärke kann die Durchführung der Impulsprüfung an der Oberspannungswicklung zum Durchschlag der Unterspannungswicklung an der Kernsäule führen. Bei Verwendung einer HL-LH- oder LH-L-Konfiguration kann es außerdem zu impulsinduzierter Spannung am Verbindungspunkt der beiden Unterspannungswicklungen kommen.

Bei der Impulsprüfung sollte darauf geachtet werden, dass im Falle eines Ausfalls kein gleichzeitiger Geräteausfall auftritt. Dies ist besonders wichtig bei Tests mit zerhackten Wellen, bei denen der durch den Erdungswiderstand fließende Impulsstrom einen erheblichen Spannungsabfall verursachen kann. Es ist wichtig sicherzustellen, dass der Wert des Erdungswiderstands nicht zu hoch ist und im Allgemeinen unter 0.5 Ω liegt. Bei Bedarf kann die Erdung des Produkts von der Erdung des Instruments getrennt werden.

Bei Transformatoren mit Bemessungsspannung U ≥ 252kV ist zusätzlich eine Betriebswellenstoßprüfung erforderlich.

Bei der Betriebswellenprüfung verteilt sich die Prüfspannung gleichmäßig über die Wicklungswindungen und wirkt induktiv. Daher darf beim Betriebswellentest nicht jede Wicklung kurzgeschlossen werden und die Hochspannungs- und Niederspannungswicklungen dürfen nur an einem Punkt geerdet werden.

Bei der Betriebswellenprüfung ist die Phase-zu-Phase-Prüfspannung höher als die Erdungsprüfspannung, während bei der Vollwellen- und Teilwellenimpulsprüfung die Erdungsprüfspannung gleich der Phase-zu-Phase-Prüfspannung ist . Daher muss während der Betriebswellenimpulsprüfung der Stromkreis neu angeschlossen werden.

Da die Betriebswellenstoßspannung eine induktive Wirkung hat, kann sie theoretisch sowohl an der Oberspannungswicklung als auch an der Unterspannungswicklung angelegt werden. In praktischen Versuchen wird es jedoch meist an einem Ende der Hochspannungswicklung angebracht.

Bei der Betriebswellenstoßprüfung ist auch darauf zu achten, dass die Prüfspannung zwischen der spannungsführenden Leitungsklemme und der benachbarten Niederspannungswicklung die angelegte Spannung überschreiten kann.

Sowohl Blitzimpulsprüfungen als auch Betriebswellenimpulsprüfungen werden phasenweise durchgeführt.

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