冲击电压发生器

1、回路电感小,并采取带阻滤波措施,在大电容量负载下能产生标准冲击波,负载能力大;

2、电压利用系数高,雷电波和操作波分别不低于85%和80%;

3、调波方便,操作简单,同步性能好,动作可靠;

4、采用恒流充电自动控制技术,自动化程度高,抗干扰能力强;

一种模仿雷电及操作过电压等冲击电压的电源装置。主要用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等试验中。

绝缘试验用冲击电压的标准波形按照《高电压试验技术》国际标准和国家标准规定:

雷电冲击波 T1/T2=1.2/50μs

操作冲击波 Tcr/T2=250/2500μs

冲击电压发生器通常都采用Marx回路,如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R 约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能保证各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙,由点火脉冲起动;其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C 就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n,总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小,很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样,在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R 远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压,其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整, 幅值由充电电压V 来调节,极性可通过倒换硅堆D两极来改变。

冲击电压发生器动作时的等值电路如图2所示。图中C1为主电容,又称冲击电容,它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0,它包括调波电容、试品电容、测量设备(分压器)电容及联线等寄生电容;G 代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和,即Rf=nrf,Rt=nrt;U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压,即U1=nV;U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析,输出电压U2(t)为一双指数函数

τ1>>τ2

参考此分析解,并根据实际经验,冲击电压波形参数可按下式作近似估计:波前时间

半峰值时间

T2≈0.69Rt(C1+C2)

冲击电压发生器输出电压幅值V2m与充电电压пV 之比称作发生器的效率η,即

η=(V2m /nV)×100%

对雷电冲击波,η一般约80%;对操作冲击波,η有时仅60%。

冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关,均需通过实际调试进行调整和确定。

对于电力变压器等带有绕组的电力设备,通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2~5μs截断的波形。

冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。目前中国已建的冲击电压发生器最高额定电压为6MV,有的国家个别的高达10MV。

标称电压:±300kV-4800kV 级电压:±150kV-1200kV

级电容量:0.325-1.0μF 冲击能量:7.31-480 kJ