冲击电压发生器的原理、试验及设计(DOC)

冲击电压发生器的原理、试验及设计

摘要:电力系统内的发，供，用电设备除了长期在额定电压下运行之外，还必须具备在过电压下的绝缘强度。过电压是指超过正常运行电压，它是电器设备或保护设备损坏的电压升高。在电力系统各种事故中，很大一部分是由于过电压造成设备的绝缘损坏引起的。当绝缘油缺陷时，若不及时排除，最终将导致设备损坏，而高电压试验的目的就是通过一定的手段，依靠仪器设备，采用模拟的方法检验电气设备绝缘性能的可靠程度。而冲击电压试验是针对电力系统外部过电压而对绝缘材料进行的一项电气试验，所进行的雷电试验及操作波试验能有效的模拟电力系统的外部过电压，对电气绝缘设备在电力运行中的过压能力能够有效的得到预防和检验。

关键词：高电压试验冲击电压发生器

【ABSTRACT】：The electricity generation equipment, power supply equipment and consuming equipment of electrical system must base on the over-voltage insulating strength, as well as under long-time routine voltage service. Over-voltage is more than the normal operating voltage, which is damage to electrical equipment or protective equipment during increases the voltage. A variety of accidents in the power system, a large part was caused by the over-voltage insulation damage. If not immediately removed, the equipment will be damaged at last when the insulating oil appears defects. And that the purpose of high voltage testing will be using the simulation method to check the insulation reliability of electrical equipment.

The impulse voltage test is for external over-voltage power system while an electrical insulating material testing, which is for the service pressure of electric power equipment can be effectively prevented and testing

【KEY WORDS】High voltage test Impulse voltage generator

目录

1 绪论 (3)

1.1冲击电压发生器的发展历史和现状 (3)

1.2冲击电压发生器在电力系统中的应用 (3)

2 冲击电压发生器的原理及结构 (4)

2.1冲击电压波形 (4)

2.2冲击电压发生器的原理 (5)

2.3冲击电压发生器的结构 (6)

2.4冲击电压发生器的接线方式 (8)

2.5冲击电压试验系统的接线联线方式 (10)

3 冲击电压发生器的设计 (14)

3.1冲击电压发生器的标称电压的选择 (14)

3.2冲击电压发生器的脉冲电容的选择 (14)

3.3冲击电压发生器的容量的确定 (15)

3.4回路选择 (15)

4 冲击电压发生器在高电压试验中的应用 (16)

4.1绝缘材料的雷电过电压耐受性能试验 (16)

4.2绝缘材料的操作过电压耐受性能试验 (17)

4.3 绝缘材料的陡波冲击电压试验 (17)

参考文献 (17)

一绪论

1.1冲击电压发生器的发展历史和现状

冲击电压发生器通常都采用Marx充放电回路，马克思发生器（Marx Generator）是一种利用电容并联充电再串联放电的高压装置，该结构由E.Marx于1924年提出。

目前国外拥有大型冲击电压发生器的高压研究机构主要有全俄直流高压研究院，美国电科院，加拿大魁北克省水电局，日本电力工业中央研究所，意大利CESI公司，瑞典输电研究院等。这些试验研究机构拥有的冲击电压发生器的参数如下表

研究机构额定电压/kV 额定容量/kJ

中国电力科学研究院7200 480

美国电科院5200 260

加拿大魁北克省水电局6400 400

日本电力工业中央研究所1000 1750

意大利CESI公司4800 240

瑞典输电研究院3200 240

全俄直流高压研究院5000 800

1.2冲击电压发生器在电力系统中的应用

冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置，用于检验电力设备耐受大气过电压和操作过电压的绝缘性能，冲击电压发生器能产生标准雷电冲击电压波形，雷电冲击电压截波，标准操作冲击电压波形及非标冲击电压波包括陡波。

1.3冲击电压发生器的发展前景

二冲击电压发生器的原理及结构

2.1冲击电压波形

冲击电压发生器是一种产生脉冲的高电压发生装置。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，后来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。所以对于冲击电压发生器，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，还与波前陡度有关，对某些设备还要采用截波来进行试验。此外，冲击电压发生器还可以用来作为纳秒脉冲功率装置的重要组成部分，在打功率电子束和离子束发生器以及二氧化碳激光中，可作为电源装置。

冲击电压试验系统可发出各种形状的脉冲波形，但是根据试验研究的需要，按

照有关国际标准和国家标准的规定，主要产生以下几种冲击电压波形：

1、标准雷电冲击波形

2、标准操作冲击波形

3、其他特殊的冲击电压波形，如特种操作冲击波等。

对于冲击电压波形，主要规定了3个基本参数来描述波形的形状，即峰值电压、波头时间和波尾时间，波形的参数定义如图所示。

相关标准规定雷电全波峰值——±3% Tf=1.2μs±30% Tt=50μs±20%

标准操作冲击波形Tf=250μs±20% Tt=2500μs±60%

图2-1雷电冲击电压全波图2-2波峰附近有震荡的全波