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冲击电压发生器通常都采用Marx回路,如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R 约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙,由点火脉冲起动;其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C 就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n,总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小,很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样,在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R 远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压,其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整, 幅值由充电电压V 来调节,极性可通过倒换硅堆D两极来改变。
雷电波冲击电流发生器是一种产生模拟雷电流波形的冲击电流发生器。由于电流发生冲击器波形、大电流、功能组合和试品种类等都有所不同,所以设备结构都有所不同,一般小型的为台式仪器,中型为柜式,大型为分体式。
雷电冲击试验电压, 大部分均是由变压器的保护,决定因素主要由避雷器的保护水平好坏,这些与雷电过电压没有什么关系,如果避雷器放电以后,雷电流所形成的残压是变压器承受的雷击过电压, 将避雷器残压作用在变压器上的波形标准化也就是模拟雷电冲击试验波形, 这个可以分为截波和全波两种。
由于大型电力变压器绕组的等值电容非常大,并且等值电感非常小,这样的波形就会有一些偏差。由于试验品有电感存在,并且单极性波形不好,在波尾部分还有一定的过零振荡,这样对振荡反峰值有一定的要求,其幅值小于电压中幅值的50%。这样大部分的变压器有不过零现象存在,在分析波形的时候一定要注意。
截波,也就是雷电波抵达变电所时出现了保护间隙或者是空气绝缘的所引起的波形。它是雷电全波在截断状态下产生的波形,电压骤降时将变成零。截断时刻,可以出现在波前,也可以是在波尾。截波试验,也是对变压器设备所作出的一种考验。试验回路,大体上包含下列几个关键组分:①发生器本体;②被试品;③截波装置;④测试系统;⑤测量分压器;⑥回路引线。
冲击发生器本体,还可由脉冲电容器、阻尼电阻以及球隙等诸多组件构成;截波装置,则可细分成脉冲电容器以及球隙等多个成分;分压器,有两个关键的部位,即高压和低压臂电阻,以及其他相关部件。
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