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沖擊電壓發(fā)生器等值電路

沖擊電壓發(fā)生器動(dòng)作時(shí)的等值電路如圖2所示。圖中C1為主電容，又稱沖擊電容，它相當(dāng)于各級(jí)串聯(lián)后的總電容,即;C2為負(fù)荷電容,即C2=C0，它包括調(diào)波電容、試品電容、測(cè)量設(shè)備（分壓器）電容及聯(lián)線等寄生電容;G 代表控制放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻,它們相當(dāng)于各級(jí)rf和rt的總和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1為充電電壓,它相當(dāng)于各級(jí)串聯(lián)后的總電壓，即U1=nV；U2為輸出電壓,即所需的沖擊電壓。此等值電路相當(dāng)于單級(jí)沖擊電壓發(fā)生器的電路。根據(jù)電路分析，輸出電壓U2(t)為一雙指數(shù)函數(shù)
τ1>>τ2
參考此分析解，并根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，沖擊電壓波形參數(shù)可按下式作近似估計(jì)：波前時(shí)間
半峰值時(shí)間
T2≈0.69Rt(C1+C2)

效率

沖擊電壓發(fā)生器輸出電壓幅值V2m與充電電壓пV 之比稱作發(fā)生器的效率η，即
η=(V2m /nV)×100%
對(duì)雷電沖擊波，η一般約80%；對(duì)操作沖擊波，η有時(shí)僅60%。
沖擊電壓波形參數(shù)T1(Tcr)、T2及發(fā)生器效率η與回路結(jié)構(gòu)和參數(shù)有關(guān)，均需通過(guò)實(shí)際調(diào)試進(jìn)行調(diào)整和確定。
對(duì)于電力變壓器等帶有繞組的電力設(shè)備，通常還要求做雷電沖擊截波試驗(yàn)。沖擊電壓發(fā)生器外接一截?cái)嚅g隙即可產(chǎn)生沖擊截波。標(biāo)準(zhǔn)雷電截波是標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊波經(jīng)過(guò)2～5μs截?cái)嗟牟ㄐ巍?br />沖擊電壓發(fā)生器是高電壓試驗(yàn)室的基本試驗(yàn)設(shè)備之一。目前中國(guó)已建的沖擊電壓發(fā)生器高額定電壓為6MV，有的國(guó)家個(gè)別的高達(dá)10MV。

額定參數(shù)值

額定標(biāo)稱電壓：±400kV
額定級(jí)電壓：±100kV
額定能量：10kJ
沖擊總電容：0.25μF
總級(jí)數(shù)：4級(jí)
額定級(jí)電容量：0.5μF

負(fù)荷電容為300~5000PF時(shí)能產(chǎn)生下列波形：

1、1.2±30%/50±20%μs雷電沖擊電壓全波，電壓效率≥92%(空載)

2、2～6μs的標(biāo)準(zhǔn)沖擊電壓截波，電壓效率≥92%(空載)

3、沖擊電壓波形參數(shù)均符合IEC和GB311－97國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求

4、同步范圍：級(jí)電壓在10%～100%額定電壓范圍內(nèi)，正負(fù)極性同步范圍不小于20%；

5、點(diǎn)火范圍10%～100%

6、同步放電失控率：＜ 2%

7、低輸出電壓：≤10un

8、充電電壓不穩(wěn)定度：≤±1.0%

9、使用持續(xù)時(shí)間：＞70%un額定電壓以上，每90秒充放電一次可連續(xù)運(yùn)行；在＜70%un額定電壓下，每45秒充放電一次可連續(xù)運(yùn)行。

沖擊電壓發(fā)生器主要部件

直流充電部分

采用雙邊不對(duì)稱式可控硅恒流充電方式，額定輸出電壓±100kV；
采用雙邊不對(duì)稱式可控硅恒流充電方式，額定輸出電流30mA；
采用絕緣筒油浸式充電變壓器，變壓器密封良好，無(wú)滲漏油；
采用2DL－200kV/200mA的高壓整流硅堆；
高壓整流硅堆保護(hù)電阻采用漆包電阻絲有感密繞在絕緣管上；
恒流充電裝置在10%～100%額定充電電壓范圍內(nèi)，實(shí)際充電電壓與整定電壓偏差不大于±1%，充電電壓的不穩(wěn)定性不大于±1%，充電電壓的可調(diào)精度為1%；
直流電阻分壓器采用100kV，200MΩ油浸式金屬膜電阻，低壓臂電阻裝在分壓器底法蘭內(nèi)；
自動(dòng)接地開(kāi)關(guān)采用鋼帶接地機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)停止時(shí)可自動(dòng)將主電容器經(jīng)保護(hù)電阻短路接地。
直流充電裝置的正負(fù)極性為自動(dòng)倒換；
恒流充電的裝置、充電變壓器、高壓整流硅堆、倍壓電容、電阻分壓器、限流電阻和下位機(jī)及本體部分等安裝在同一移動(dòng)式底盤(pán)上。

本體部分

本體結(jié)構(gòu)形式采用仿瑞士Haefely公司G型結(jié)構(gòu)，封閉式放電系統(tǒng)，Highvoit技術(shù)的接地裝置；

本體每級(jí)額定電壓±100kV；
本體每級(jí)包括1臺(tái)MWF50kV/1μF×2鐵外殼油浸式脈沖電容器、波頭電阻、波尾電阻和點(diǎn)火球隙等，當(dāng)產(chǎn)生雷電波時(shí)根據(jù)試品電容量大小，選擇適當(dāng)?shù)睦纂姴ú^電阻、波尾電阻和級(jí)數(shù)。
波頭電阻、波尾電阻均采用板形結(jié)構(gòu)，無(wú)感繞制，波頭電阻和波尾電阻均可互換；
接頭均為彈簧壓接式，方便調(diào)波時(shí)的插拔且接觸可靠；
波頭、波尾電阻支架可以由多支電阻同時(shí)并聯(lián)使用；
級(jí)球隙采用單邊同步點(diǎn)火脈沖裝置觸發(fā)，第二級(jí)采用橢圓球隙點(diǎn)火，同步誤動(dòng)率或拒動(dòng)率不大于2%。
各級(jí)球隙距離由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)作直線調(diào)整，裝置噪音小，定位無(wú)慣性，準(zhǔn)確、快速，控制顯示對(duì)應(yīng)球距的放電電壓；
本體支柱采用環(huán)氧樹(shù)脂絲纏繞制造，高電位的部分采取抗老化和電暈的措施；
400kV沖擊電壓發(fā)生器本體尺寸長(zhǎng)×寬×高約：2.4m×2m×1.7m，整個(gè)本體部分有活動(dòng)輪架，便于隨意移動(dòng)；

3、  弱阻尼電容分壓器

主要技術(shù)參數(shù)：

弱阻尼電容分壓器高壓臂額定標(biāo)稱電壓400kV，電容量為400PF。該分壓器配備一只低壓臂電容量，電容量為0.4μF；

弱阻尼電容分壓器分壓比為：1000：1；

弱阻尼電容分壓器的方波響應(yīng)特性滿足GB311－97標(biāo)準(zhǔn)的要求，其中方波響應(yīng)時(shí)間Tα≤100ns，過(guò)沖β≤20%,刻度因數(shù)不確定Kε≤1%。

分壓器尺寸為：φ0.8m×高1.1m。