1、 沖擊電壓發生器實驗山東大學電氣工程學院高壓所2013.5.29山東大學電氣工程學院高壓所2013.5.29目錄：1、沖擊電壓發生器與截波裝置原理2、沖擊電壓發生器結構3、截波裝置結構4、沖擊電壓試驗5、注意事項及維護沖擊電壓發生器原理第3頁 沖擊電壓發生器通常都采用Marx回路，如圖1所示（為沖擊電壓發生器高效回路）。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 并聯起來,通過整流回路T-D-R充電到V。在第1級中g0為點火球隙，由點火脈沖起動；其他各級中g為中間球隙,它們調整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起控制開關的作用,當它們都動作后,所有級電容C 就通過各級的波頭電阻Rf串聯起來,并向負荷

2、電容C0充電。此時,串聯后的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發生器回路的級數。 由于C0較小，很快就充滿電,隨后它將與級電容C一起通過各級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內,因充電電阻R遠大于Rf和Rt,因而它們起著各級之間隔離電阻的作用。沖擊電壓發生器利用多級電容器并聯充電、串聯放電來產生所需的電壓，其波形可由改變Rf和Rt的阻值進行調整, 幅值由充電電壓V 來調節，極性可通過倒換硅堆D兩極來改變（圖1方向輸出負極性沖擊電壓）。本質：本質：并聯充電并聯充電串聯放電串聯放電沖擊電壓發生器原理第4頁C1： 等效主電容C2： 等效

3、負載電容Rf： 等效總波頭電阻Rt： 等效總波尾電阻Rd：等效總阻尼電阻波頭時間：Tf=3.24(Rd+Rf)C1C2/(C1+C2)波尾時間：Tt=0.69(Rd+Rt)(C1+C2)效率： =C1Rt/(Rd+Rt)(C1+C2)沖擊電壓發生器等效回路與數學分析點火球隙與觸發裝置每級電容電壓大于球隙自擊穿電壓時，沖擊電壓發生器自觸發，不可控。調節充電電壓時，首先應先調節球隙，保證系統可控。沖擊電壓發生器原理第5頁產生截波的原理截斷回路基本原理圖用閘流管的可控截斷回路 要使球隙在沖擊電壓波波尾處放電，就要求截斷回路有一定的時延。截斷時間決定于時延回路的時延，其中包括時延電纜的時延、閘流管點燃

4、的時延、針孔間隙放電的時延、主間隙放電的時延。時延電纜是控制（通過改變長度）時延的主要元件。 本實驗室的截斷回路的時延電纜長度給定，而是通過LC回路固定時延，配合截斷球隙大小調節時延的（26s）。第6頁沖擊電壓發生器結構 沖擊電壓發生器主要用于電力設備等試品進行雷電沖擊電壓全波、雷電沖擊電壓截波和操作沖擊電壓波的沖擊電壓試驗，檢驗絕緣性能。第7頁沖擊電壓發生器結構T 充電變壓器YD-5/80高壓出線端中壓出線端半波整流電路（圖中電阻均為12k）串聯電容中間級（外殼）充電回路硅堆沖擊電壓發生器結構第8頁高值測量電阻（300M），也可使用其他直流高壓測量裝置。后充電阻（60k）級充電電阻（前充電阻

5、30k）電容故障后前充與后充電阻對設備起保護作用沖擊電壓發生器結構第9頁球隙觸發球隙調節球隙的機械裝置觸發電容觸發電源 觸發電源向觸發電容充電，當觸發球隙擊穿時，電容向球隙放電，使球隙擊穿。沖擊電壓發生器結構第10頁波頭電阻（500）波尾電阻（250）波頭電阻（120/180） 在原理圖中，波尾電阻與主電容并聯，故要求每級波尾電阻阻值相等，保證波尾電阻均勻分壓，否則有可能使波尾電阻損壞，甚至爆炸。而波頭電阻與主電容串聯，其每級阻值可以不相等。 通過調節波頭波尾電阻可以調節產生沖擊電壓波的波頭時間與波尾時間，但比較麻煩。截波裝置結構第11頁可觸發球隙級充電電容時延電纜LC時延回路 通過改變時延電

6、纜的長度，可以調節延時時間，但電纜越長，信號衰減越大，所以當電纜較長時，應選用強電壓信號源（根據分壓原理，接入點左移）。 根據本設備的時延電纜長度，應選取右起第二個接入點。第12頁沖擊電壓試驗1 接通電源接通主電源 將沖擊電壓發生器電源開關撥至ON，如圖所示從左到右開關依次為工頻電壓發生器開關、局放開關、沖擊電壓發生器開關。沖擊電壓試驗第13頁2 接通電源3 啟動4 調節點火球間隙，即改變點火球隙電壓火球隙電壓示數5 調節截波球間隙。需要截波時可根據需要調節，不需要截波時，盡量調大。6 對每級電容充電7 觸發充電電壓示數8 實驗結束后停止，并關閉電源第14頁注意事項及維護注意事項及維護1、為保證人身及設備安全，需經常維護發生器。為免積灰塵，應經常揩抹發生器，尤其絕緣平臺，絕緣拉桿等表面要保持清潔。2、運行及閑置時，應防止發生器受潮。周圍空氣濕度長期過高時，應將本體蓋板打開；絕緣筒內壁凝水影響使用時，應從底上各通風孔鼓入干凈的熱風吹干。3、使用一段時間后，各機械傳動部分要加潤滑油。4、高壓整流變壓器靠近中部法蘭處，上節瓷套表面的半導體漆，要良好保護；如其磨損或失效，出現強烈電暈，即應噴涂半導體防暈漆，使電暈基本消失。5、發生器各部件若漏油或內間有異常聲響時，即應停止使用，待修理完畢并經試驗合