電力系統(tǒng)中的高壓電氣設(shè)備在投入運行之前需要進行沖擊電壓試驗來檢驗其在過電壓作用下的絕緣性能。 [1] 隨著電力科技的發(fā)展,需要進行沖擊電壓試驗的試品種類日益增多。沖擊電壓發(fā)生器是一種產(chǎn)生雷電沖擊電壓波及操作過電壓波等脈沖波的高電壓發(fā)生裝置,是高壓試驗室的基本試驗設(shè)備。
沖擊電壓發(fā)生器通常都采用Marx回路，如圖1所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時,因保護電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅保護了整流設(shè)備,而且還能各級電容充電比較均勻。在第1級中g(shù)0為點火球隙，由點火脈沖起動；其他各級中g(shù)為中間球隙,它們調(diào)整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起控制開關(guān)的作用,當(dāng)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(lián)起來,并向負荷電容C0充電。此時,串聯(lián)后的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發(fā)生器回路的級數(shù)。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(nèi),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(fā)生器利用多級電容器并聯(lián)充電、串聯(lián)放電來產(chǎn)生所需的電壓，其波形可由改變Rf和Rt的阻值進行調(diào)整, 幅值由充電電壓V 來調(diào)節(jié)，極性可通過倒換硅堆D兩極來改變。
沖擊電壓發(fā)生器動作時的等值電路如圖2所示。圖中C1為主電容，又稱沖擊電容，它相當(dāng)于各級串聯(lián)后的總電容,即;C2為負荷電容,即C2=C0，它包括調(diào)波電容、試品電容、測量設(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rf和rt的總和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1為充電電壓,它相當(dāng)于各級串聯(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)實際經(jīng)驗，沖擊電壓波形參數(shù)可按下式作近似估計：波前時間 半峰值時間 T2≈0.69Rt(C1+C2)
由于電流發(fā)生沖擊器波形、大電流、功能組合和試品種類等都有所不同，所以設(shè)備結(jié)構(gòu)都有所不同，一般小型的為臺式儀器，中型為柜式，大型為分體式。
由于大型電力變壓器繞組的等值電容非常大，并且等值電感非常小，這樣的波形就會有一些偏差。由于試驗品有電感存在，并且單極性波形不好，在波尾部分還有一定的過零振蕩，這樣對振蕩反峰值有一定的要求，其幅值小于電壓中幅值的50%。這樣大部分的變壓器有不過零現(xiàn)象存在，在分析波形的時候一定要注意。
電壓等級不相同，而標(biāo)準電壓波形只對雷電沖擊試驗的電壓都有不同的要求，沖擊試驗的判斷結(jié)果，結(jié)合一些可靠的方法進行鑒定，這樣才可以知道是否合格。
所屬分類：電工電氣/防雷電技術(shù)設(shè)備
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