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• 關(guān)鍵詞：                                                                沖擊波形                                                                試驗(yàn)裝置

• 摘要：本文從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置的要求入手,介紹雷電沖擊電壓發(fā)生器(Marx回路)原理,描述試驗(yàn)裝置產(chǎn)生雷電沖擊全波、截波和陡波過(guò)程及結(jié)果。

　　1  高電壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置的要求

　　雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置是高電壓試驗(yàn)室三大設(shè)備(雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置、工頻試驗(yàn)裝置和直流試驗(yàn)裝置)之一，它必須滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)GB/T16927.1--2011的要求；

　　圖1  標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定波形

　　圖2  標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定波形參數(shù)

　　陡波試驗(yàn)必須滿(mǎn)足 DLT557-2005

　　1)   100～400ns時(shí)間范圍的電壓-時(shí)間特性試驗(yàn)（V－t特性）；

　　2)   視在陡度S≥2.5kV/ns。

　　圖3  標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定波形

　　2   雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介

　　雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置由雷電沖擊電壓發(fā)生器裝置本體、截波裝置和測(cè)量系統(tǒng)三大部分組成，如圖4-5。

　　符號(hào)：F—沖擊分壓器    S—試品     D—陡化裝置     J—截波  B—沖擊本體

　　圖4   雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置現(xiàn)場(chǎng)

　　符號(hào)：FB—峰值表  FK—沖擊控制  ST—數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)   SB—示波器  K—控制臺(tái)

　　圖5   雷電沖擊電壓試驗(yàn)控制室

　　雷電沖擊電壓發(fā)生器(Marx回路)原理

　　沖擊電壓發(fā)生器通常都采用Marx回路，如圖6所示。圖中C為級(jí)電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來(lái),通過(guò)整流回路T-D-r充電到V。此時(shí),因保護(hù)電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅保護(hù)了整流設(shè)備,而且還能保證各級(jí)電容充電比較均勻。在第1級(jí)中g(shù)0為點(diǎn)火球隙，由點(diǎn)火脈沖起動(dòng);其他各級(jí)中g(shù)為中間球隙,它們調(diào)整在g0起動(dòng)后逐個(gè)動(dòng)作。這些球隙在回路中起控制開(kāi)關(guān)的作用,當(dāng)它們都動(dòng)作后,所有級(jí)電容C 就通過(guò)各級(jí)的波頭電阻Rf串聯(lián)起來(lái),并向負(fù)荷電容C0充電。此時(shí),串聯(lián)后的總電容為C/n，總電壓為n V。n為發(fā)生器回路的級(jí)數(shù)。由于C0較小，很快就充滿(mǎn)電,隨后它將與級(jí)電容C一起通過(guò)各級(jí)的波尾電阻Rt放電。這樣，在負(fù)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(yuǎn)大于Rf和Rt,因沖擊電壓發(fā)生器

　　圖6   雷電沖擊電壓發(fā)生器(Marx回路)原理圖。

　　3   雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置產(chǎn)生的波形

　　3.1)  產(chǎn)生雷電沖擊全波電壓過(guò)程及結(jié)果

　　雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置產(chǎn)生雷電沖擊全波電壓過(guò)程(如圖6)：高壓直流(V=)經(jīng)Marx回路產(chǎn)生雷電沖擊全波(QB)；加到試品(S)，用沖擊測(cè)量系統(tǒng)(F)測(cè)量波形如圖7；其波形參數(shù)為：T1=1.12 μs ，T2=57.6μs 。

　　圖6  產(chǎn)生雷電沖擊全波電壓過(guò)程

　　圖7雷電沖擊全波電壓波形

　　3.2)  產(chǎn)生雷電沖擊截波電壓過(guò)程及結(jié)果

　　雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置產(chǎn)生雷電沖擊截波電壓過(guò)程(如圖8)：高壓直流(V=)經(jīng)Marx回路產(chǎn)生雷電沖擊全波(QB)；加到試品(S)和截波裝置(J)上，截波球隙定時(shí)擊穿而產(chǎn)生截波，用沖擊測(cè)量系統(tǒng)(F)測(cè)量波形如圖9；其波形參數(shù)為：截?cái)鄷r(shí)間2.9μs。

　　圖 8  產(chǎn)生雷電沖擊截波電壓過(guò)程

　　圖9   雷電沖擊截波電壓波形

　　3.3)  產(chǎn)生陡波電壓過(guò)程及結(jié)果

　　雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置產(chǎn)生陡波電壓過(guò)程(如圖10)：高壓直流(V=)經(jīng)Marx回路產(chǎn)生雷電沖擊全波(QB)；加到陡波裝置(D)，陡化后的陡波，再加到試品(S)，用沖擊測(cè)量系統(tǒng)(F)測(cè)量的波形如圖11-12；其波形參數(shù)為：T1= 0.03 μs     S=  350  kV/ns。

　　圖 10  產(chǎn)生雷電沖擊陡波電壓過(guò)程

　　圖11  雷電沖擊陡波波形

　　圖12  雷電沖擊陡波波形

　　4  結(jié)論

　　本雷電沖擊電壓試驗(yàn)裝置能產(chǎn)生雷電沖擊全波、截波和陡波；其波形及參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T16927.1--2011的要求；在高電壓試驗(yàn)室，能對(duì)高壓電氣產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)試驗(yàn)。