雷擊衝擊試驗
Lightning Impulse Test (LI / LIC / LIN)
適用設備：變壓器 / 油浸式 / 乾式電力變壓器（Um ≥ 72.5 kV 強制 type test）
雷擊衝擊試驗（Lightning Impulse Test，LI / LIC / LIN）為變壓器 type test，依 IEC 60076-3:2013 §13 全套執行：§13.2 LI 全波（波形 1.2 ±30% / 50 ±20% μs，電壓 ±3%）+ §13.3 LIC 截波（chopping time 3~6 μs，overswing ≤ 30%）+ §13.4 LIN 中性點。試驗序列：§13.2.2.1（無 non-linear）為 1 reference @ 50-70% + 3 full voltage；§13.3.2.1 合併 LI+LIC 為 (a) 1 reference + (b) 1 full + (c) 2 chopped + (d) 2 full。試驗電壓依 Um 級數查 §3 Table 2（Um 245 kV → LI 950 kV / LIC 1045 kV）。油浸式預設負極性。**合格判準為 reference 與 full voltage 之 transient 紀錄無顯著差異**，判讀需高度技術經驗（§13.2.2.2 NOTE）；非單一數值 pass/fail。試驗後業界慣例做 DGA 對照（IEC 60567 + 60599）診斷內部局部放電。
安全資訊 — 高風險
試驗施加之衝擊電壓峰值依 Um 級數可達 km V 級（如 Um 245 kV → LI 950 kV；Um 525 kV → LI 1675 kV）；衝擊產生器（Marx generator）儲存能量達數十至數百 kJ。試驗區域內帶電部分週邊高電位、衝擊脈衝會造成空中放電風險；chopping gap 動作瞬間 di/dt 極高（μs 級）致電磁干擾強烈。試驗區域必須清空非操作人員，外圍設保護圍欄與閃光警示。
- 絕緣手套
- 安全眼鏡
- 絕緣鞋
- 聽力保護裝置（chopping 瞬間爆音極大）
- 防電磁干擾防護衣（高電位區量測作業時）
- 變壓器已完成 §11.1.2.1 routine test（含 §10 AV 外施耐壓 + §11 IVPD 感應耐壓）
- 變壓器內所有 routine test 通過後狀態未變更（不可在 LI 試驗後做 routine retest）
- Marx 衝擊產生器能量 ≥ Emin（依 §13.2.1 NOTE 1 公式計算）
- 量測系統符合 IEC 60060-2（含 voltage divider + digital recorder + curve analysis software）
- 試驗區域人員清空 + 警示燈 + 圍欄就位
- 變壓器接地系統就位，所有非試驗繞組依 §13.1.4 接線（earthed / open 視試驗類型）
- Chopping gap 設備（LIC 用）已校正 chopping time 與 overswing
- Marx 產生器能量不足以達 50 μs tail time（衝擊波形變形）
- 量測系統未通過 §13.1.3 IEC 60060-2 校正
- 試驗區域有 personnel
- Reference impulse 與 full voltage impulse 之間 residual charge 未充分消散
- Chopping gap 之 overswing > 30%（§13.3.1 限值）
本檢測為 IEC 60076-3:2013 §13 全套衝擊試驗（含 LI 全波 / LIC 截波 / LIN 中性點），於 IEC 60076-1:2011 §11.1.3 列為**所有變壓器 type test**（Um 65 kV 以上強制；具體 LI 試驗電壓依 §3 + Table 2 與 Um 級數對應）。試驗合格判準為 reference impulse（50~70% 試驗電壓）與 full voltage impulse 之 voltage / current transient 紀錄**無顯著差異（no significant differences）**，判讀需高度技術與經驗（§13.2.2.2 NOTE 提示 detailed interpretation requires great deal of skill and experience）。本檢測為破壞性試驗，失敗後變壓器可能需開蓋內檢與修復。
試驗接線圖
檢測四階段
型式試驗 (Type Test)
適用§13 衝擊試驗於 IEC 60076-1 §11.1.3(b) 列為 dielectric type test（委託 IEC 60076-3 執行）；具體 LI 為 §7.3.1.2 line terminal type test。FAT 報告 4.2.1
§13 全套 LI 試驗程序： **準備（§13.1）** 1. 變壓器已完成 §11.1.2 全部 routine test 並通過；LI 試驗為 §11.1.3 type test 階段。 2. Marx 衝擊產生器配置：依 §13.2.1 NOTE 1 公式 Emin 計算所需能量；對 Um 245 kV / 95 MVA 變壓器典型 Emin ≈ 50-100 kJ。 3. 量測系統依 §13.1.3：voltage divider（capacitive / resistive）+ digital recorder + IEC 60060-2 校正合格 + IEC 60060-1 test voltage function 軟體分析。 4. 接線依 §13.1.4：衝擊施加於一相端子，其他相端子依規定接地或經低電阻接地；中性點視試驗類型接地（LI/LIC）或施加衝擊（LIN）。 **§13.1.2 Tap position 選擇** 5. Tapping range ≤ ±5% + rated power ≤ 2500 kVA → principal tapping 唯一。 6. 否則（大於 ±5% 或 > 2500 kVA）→ **三相分別於 principal + two extreme tappings 試驗**（per phase 一個 tap）。 **§13.1.1 極性** 7. 油浸式預設**負極性**（降低外部閃絡風險）；買方可規定正極性或混合。 8. 反極性脈衝施加前須等 residual charge 消散。 **§13.2 LI 全波試驗（不含 non-linear elements）** 9. **§13.2.2.1 序列**： (a) 1 reference impulse @ 50~70% full test voltage (b) 3 subsequent impulses @ full voltage 10. 試驗中若發生 external flashover / bushing spark gap / 量測 channel failure → 該次無效，補打一次。 11. 波形 §13.2.1：1.2 ±30% / 50 ±20% μs，電壓容差 ±3%；relative overshoot ≤ 5% 可直接取 extreme value 為 test voltage value，> 5% 須套用 IEC 60060-1 test voltage function。 **§13.3 LIC 截波試驗（與 LI 合併執行）** 12. **§13.3.2.1 合併序列**： (a) 1 full wave reference @ 50~70% full voltage (b) 1 full wave @ full voltage (c) 2 chopped impulses @ LIC voltage（chopping time 3~6 μs） (d) 2 full wave @ full voltage 13. Chopping gap 設備：triggered-type，overswing 限 30%；若 reduced voltage 試打 overswing > 30% 須加最小 impedance 降至 ≤ 30%。 **§13.4 LIN 中性點試驗（若適用）** 14. 中性點施加衝擊，其他端子接地。 15. 波形與容差依 §13.4.2（與 §13.2.1 全波類似），試驗電壓依 §3 + Table 2 中性點 LI 級數。 **§13.2.2.2 合格判讀** 16. 比對 reference impulse 與 full voltage impulse 之 voltage / current transient 紀錄。 17. **無顯著差異（no significant differences）即合格**；判讀需高度技術與經驗。 18. 若觀察到 voltage collapse / deviation 但雙方協議非立即 fail → 完成試驗序列後再重複完整試驗序列；若再次出現 collapse / deviation → fail。 19. 試驗中異常聲音僅為輔助判讀證據，不單獨構成失敗依據。 **試驗後檢查** 20. 取油樣執行 DGA（IEC 60567 + 60599），對照試驗前 baseline；無異常氣體（特別是 H₂ / C₂H₂ / C₂H₄）。 21. 報告書記錄：所有衝擊波形紀錄（含 extreme value + test voltage value）+ tap position + 波形分析判讀 + DGA 對照 + 任何 deviation 觀察。
- 合格判準非數值 pass/fail，而是 reference vs full voltage transient 之 pattern 比對 — 判讀經驗為決定性因素
- 油浸式預設負極性（§13.1.1）— 降低外部閃絡風險；正極性 / 混合需買方明確規定
- LI + LIC 合併執行為慣例（§13.3.2.1 之 5 次序列），單獨 LI 較少見
- Tap position 選擇影響內部電壓分布；大型變壓器三相分別於三個不同 tap 試驗
- Chopping gap 之 overswing 限 30% 為 chopping circuit 設計要求，非變壓器設計參數
- 波形容差寬（1.2 ±30% / 50 ±20% μs）— 反映實際試驗電路阻抗匹配難度，與 IEEE C57.98 略嚴格差異
- 試驗失敗後變壓器可能需開蓋內檢與修復；LI 為破壞性試驗的最嚴格項目之一
- 試驗後 DGA 為業界慣例強化（§13 未明文），是檢測內部局部放電與絕緣損傷之關鍵工具
- LI 試驗電壓由 Um 級數查 §3 Table 2 對應（如 Um 245 kV → LI 950 kV / LIC 1045 kV）
執行頻率：type test（IEC 60076-1 §11.1.3(b)，所有變壓器）
來源：IEC 60076-3 (2013), Clause 13.2.1
出廠試驗 (Routine Test)
不適用§13 未列為 §11.1.2 routine test。LI 為 type test，於同設計首具完成後例行不再執行。
竣工試驗 (Commissioning)
不適用竣工階段不重新執行衝擊試驗（需 Marx 產生器 + 高電壓實驗室環境）。現場無法達 IEC 60060-1 試驗條件。
維護試驗 (Maintenance)
不適用維護階段不重做衝擊試驗。長期內部絕緣劣化追蹤透過 DGA（IEC 60567 + 60599）+ TR-FRA-001 頻率響應分析 + TR-TD-001 介質損耗等非破壞性方法執行。
試驗設備
- Marx 衝擊產生器（multi-stage impulse generator） — 輸出電壓涵蓋目標 Um 對應之 LI 試驗電壓（Table 2）；能量 ≥ Emin（依 §13.2.1 NOTE 1 公式計算）；典型大型變壓器 50-300 kJ
- Capacitive / resistive voltage divider — 高電壓量測，符合 IEC 60060-2 校正；分壓比 1000:1 以上，頻寬 DC ~ 5 MHz
- Digital impulse recorder + curve analysis software — 採樣率 ≥ 100 MS/s，垂直解析度 ≥ 12 bits；軟體含 IEC 60060-1 test voltage function 計算（overshoot > 5% 時必需）
- Chopping gap（LIC 試驗用） — Triggered-type，chopping time adjustable 2~6 μs；overswing 限 30%（reduced voltage 試打驗證）
- 試驗接線金具 + 短路接線 — 依 §13.1.4 接線：施加端子之引線、其他端子接地引線、中性點接線
- 高壓 bushing spark gap — 變壓器 bushing 外側 spark gap，保護試驗電路在外部閃絡時不損傷 bushing
- Residual charge discharge stick — 反極性脈衝間使用，加速 charge dissipation
- 油樣取樣 + DGA 設備 — 試驗前後取樣，依 IEC 60567 取樣 + IEC 60599 分析（業界慣例強化）
- 量測系統 IEC 60060-2 校正設備 — 試驗前 voltage divider + recorder 校正驗證
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