冲击电压发生器
冲击电压发生器等值电路
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)
效率
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?;挂笞隼椎绯寤鹘夭ㄊ匝?。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高额定电压为6MV,有的国家个别的高达10MV。
额定参数值
额定标称电压:±400kV
额定级电压:±100kV
额定能量:10kJ
冲击总电容:0.25μF
总级数:4级
额定级电容量:0.5μF
负荷电容为300~5000PF时能产生下列波形:
1、1.2±30%/50±20%μs雷电冲击电压全波,电压效率≥92%(空载)
2、2~6μs的标准冲击电压截波,电压效率≥92%(空载)
3、冲击电压波形参数均符合IEC和GB311-97国家标准的要求
4、同步范围:级电压在10%~100%额定电压范围内,正负极性同步范围不小于20%;
5、点火范围10%~100%
6、同步放电失控率:< 2%
7、低输出电压:≤10un
8、充电电压不稳定度:≤±1.0%
9、使用持续时间:>70%un额定电压以上,每90秒充放电一次可连续运行;在<70%un额定电压下,每45秒充放电一次可连续运行。
冲击电压发生器主要部件
直流充电部分
采用双边不对称式可控硅恒流充电方式,额定输出电压±100kV;
采用双边不对称式可控硅恒流充电方式,额定输出电流30mA;
采用绝缘筒油浸式充电变压器,变压器密封良好,无渗漏油;
采用2DL-200kV/200mA的高压整流硅堆;
高压整流硅堆保护电阻采用漆包电阻丝有感密绕在绝缘管上;
恒流充电装置在10%~100%额定充电电压范围内,实际充电电压与整定电压偏差不大于±1%,充电电压的不稳定性不大于±1%,充电电压的可调精度为1%;
直流电阻分压器采用100kV,200MΩ油浸式金属膜电阻,低压臂电阻装在分压器底法兰内;
自动接地开关采用钢带接地机构,试验停止时可自动将主电容器经?;さ缱瓒搪方拥亍?br />直流充电装置的正负极性为自动倒换;
恒流充电的装置、充电变压器、高压整流硅堆、倍压电容、电阻分压器、限流电阻和下位机及本体部分等安装在同一移动式底盘上。
本体部分
本体结构形式采用仿瑞士Haefely公司G型结构,封闭式放电系统,Highvoit技术的接地装置;
本体每级额定电压±100kV;
本体每级包括1台MWF50kV/1μF×2铁外壳油浸式脉冲电容器、波头电阻、波尾电阻和点火球隙等,当产生雷电波时根据试品电容量大小,选择适当的雷电波波头电阻、波尾电阻和级数。
波头电阻、波尾电阻均采用板形结构,无感绕制,波头电阻和波尾电阻均可互换;
接头均为弹簧压接式,方便调波时的插拔且接触可靠;
波头、波尾电阻支架可以由多支电阻同时并联使用;
级球隙采用单边同步点火脉冲装置触发,第二级采用椭圆球隙点火,同步误动率或拒动率不大于2%。
各级球隙距离由电动机驱动作直线调整,装置噪音小,定位无惯性,准确、快速,控制显示对应球距的放电电压;
本体支柱采用环氧树脂丝缠绕制造,高电位的部分采取抗老化和电晕的措施;
400kV冲击电压发生器本体尺寸长×宽×高约:2.4m×2m×1.7m,整个本体部分有活动轮架,便于随意移动;
3、 弱阻尼电容分压器
主要技术参数:
弱阻尼电容分压器高压臂额定标称电压400kV,电容量为400PF。该分压器配备一只低压臂电容量,电容量为0.4μF;
弱阻尼电容分压器分压比为:1000:1;
弱阻尼电容分压器的方波响应特性满足GB311-97标准的要求,其中方波响应时间Tα≤100ns,过冲β≤20%,刻度因数不确定Kε≤1%。
分压器尺寸为:φ0.8m×高1.1m。