文档介绍：1 戴玲 ******@hust. 2015 年 11 月高电压测试技术第 5章:冲击高压试验设备 2 冲击电压波形 冲击电压发生器的基本原理 放电回路的数学分析 充电回路 冲击电压发生器的同步 充电回路—效率( ) ( ) 10 20 2 d dt RC Cr r R n ??+≥+ ????∑?( ) ( ) 10 20 ft C r R CR +≥? 充电回路—变压器容量 2 / cm P nCU t ≈充 r 远大于 R,多级充电回路可简化为: 充电电流可近似为( ) m I t knrC it e ?= 对于交流电源,当 t=15nrC 时, u c(t)= m ,i(t)= m,因此, k ≈ 6. k为与直流电源充电相比的减慢程度的系数因此,将 k=6 代入,得充电电流在充电时间内的有效值 2 2 0 0 1 2 30 m t t knrC t mm U e dt i dt r UU nrC I t t rt r ???????= = = ≈∫∫为了缩短充电时间,通常使得变压器输出电压比电容器电压高 10% , 所以充电变压器的容量为: m cm UU = ( ) 2 1 2 30 60 cm mm U UU P UI r r = = = ?将r=15nC/t 代入,得实际会取比 更大一些的系数 5 冲击电压波形 冲击电压发生器的基本原理 放电回路的数学分析 充电回路 冲击电压发生器的同步 冲击电压发生器的同步 中间球隙过电压状态分析当间隙 g1击穿后,理想状态下, g2 上出现的过电压为 2U 实际上, g2的电压还受到间隙电容 C 2和充电电阻 R 的影响?间隙电容 C 2 的影响: 当 Y 点电压为 U 时,分配到 X 点的电压为: 2 2 123 x C C = ++ >> X 点原有电位: 1 x UU = ?因此, X 点的总电位: 13 2 21 123 123 C UUUU C + = + = ?=?++ ++ 因此, g2 两端的电压为: 13 2 123 1 C ??+ =?=+ ??++ ?? C1 、 C3 是杂散电容, 不比 C2 大。所以过电压倍数并不高! 7 中间球隙过电压状态分析?充电电阻 R 的影响: 当 Z 点电位变为 0 时, ? X 点经 R 向 Z 放电,时间常数约为 t=(C1+C3)R ; ? Y 点经 R 向 W充电,时间常数也约为 t=(C1+C3)R ?因此,总的 g2 间隙电压的衰减时间为上述衰减过程之和,时间常数为 1/2t ; R 通常为 10k ?,( C1+C3 )通常为 -1pF ,因此 t - 球隙放电还需要一定时延, 因此实际 g2 的过电压衰减了很多! 8 中间球隙过电压状态分析常用的高效率发生回路 13 2 123 1 C ??+ =?=+ ??++ ???间隙电容 C 2 的影响: ?充电电阻 R 的影响: 时间常数 t1 :R(C1+C3) ≈ - 时间常数 t2 : ( r f +r t)(C1+C3) ≈ - ( r f +r t )在雷电波时越为 10 2 ?,在操作波时约为 10 3 ?衰减更快了! 改善发生器同步性能的措施为避免球隙放电的分散性,有人认为过电压倍数不应低于 倍, 但实际情况,有些时候的过电压倍数只有 倍左右。改善同步性的措施: 1 用增加杂散电容的方式提高过电压加入 Rg 和 Cg 后, X 点电位有更长时间可被固定住,实际过电压可达到理想状态的 倍。 g2击穿后,后面球隙的击穿就比较容易了。 2 照射促使间隙放电放电球隙布置在同一垂线上 改善发生器同步性能的措施 3 每级球隙都带触发极利用球皮与针极之间的放电产生的小火花引燃间隙 g ; 高阻值 r起到隔离电位的作用。?触发脉冲使得 T1a 和T1b 针极和球皮放电, 引燃 g1 ; ? U1’从+U →0 U1 从 0 →- U ? T2b :球皮电位保持为 U1 的 0 ,针极电位变为- U,因此放电; ? T2a :球皮电位受 U1’的影响,趋向 0 电位,针极电位保持为 U2’的+U 电位,因此放电; ? G2 放电?以此类推…