冲击电压发生器MATLAB程序

《高电压综合实验》冲击电压发生器设计MATLAB分析部分

一〃冲击电压发生器的功用及原理

冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装臵。原先它只被用于研究电力设备遭受大气过电压（雷击）时的绝缘性能，近年来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。所以对冲击电压发生器的要求，不仅能产生出现在电力设备上的雷电波形，还能产生操作过电压波形。冲击电压的破坏作用不仅决定于幅值，还与波形陡度有关，对某些设备要采用截断波来进行试验。

冲击电压发生器要满足两个要求：首先要能输出几十万到几百万伏的电压，同时这电压要具有一定的波形。它的原理如下：（图见纸质报告）

实验变压器T和高压硅堆D构成整流电源，经过保护电阻r及充电电阻R向主电容器C1 —C4 充电，充电到U，出现在球隙g1—g4上的电位差也为U，若事先把球间隙距离调到稍大于U，球隙不会放电。当需要使冲击机动作时，可向点火球隙的针极送去一脉冲电压，针极和球皮只见产生一小火花，引起点火球隙放电，于是电容器C1的上极板经g1接地，点1电位由地电位变为-U。电容器C1与C2间有充电电阻R隔开，R比较大，在g1放电瞬间，点2和点3电位不可能突然改变，点3电位仍为+U，中间球隙g2上的电位差突然升到2U，g2马上放电，于是点2电位变为-2U。同理，g3，g4也跟着放电，电容器C1—C4串联起来了，最后球隙g0也放电，此时输出电压为C1—C4上电压的总和，即-4U。上述一系列过程可被概括为“电容器并联充电，而后串联放电”

二.设计目标：

输出波形为0.5/55μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为100kV，发生器级数为8级。

MATLAB仿真分析：

Rf=79.7;Rt=2928.6;

C1=0.025e-6;C2=2100e-12;

b=1/(C1*C2*Rf*Rt);a=b*(C1*Rt+C2*(Rt+Rf));d=Rt*C1*b;

syms s t

U1=100;

U2=U1*d/(s*s+a*s+b);

u2=ilaplace(U2,s,t),ezplot(u2,[0,0.00001])

输出电压波形：

00.10.20.30.40.5

0.60.70.80.91x 10-5

76

78

80

82

84

86

88

90

92

t 2147309088461037862236491/2 sinh((481897192147309088461037862236491/2 t)/2147483648))/(16063239738243636282034595407883 exp(