承接雷电冲击电压发生器设备

电力系统中的高压电气设备在投入运行之前需要进行冲击电压试验来检验其在过电压作用下的绝缘性能。 [1] 随着电力科技的发展,需要进行冲击电压试验的试品种类日益增多。冲击电压发生器是一种产生雷电冲击电压波及操作过电压波等脉冲波的高电压发生装置,是高压试验室的基本试验设备。

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。

冲击电压发生器动作时的等值电路如图2所示。图中C1为主电容，又称冲击电容，它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0，它包括调波电容、试品电容、测量设备（分压器）电容及联线等寄生电容;G 代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压，即U1=nV；U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析，输出电压U2(t)为一双指数函数
τ1>>τ2
参考此分析解，并根据实际经验，冲击电压波形参数可按下式作近似估计：波前时间
半峰值时间
T2≈0.69Rt(C1+C2)

冲击试验装置主要由：发生器本体、截波、分压器、四组件控制台（控制台分为微机型和普通型）、数字化波形记录系统等组成。

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。其工作过程是：先由变压器经硅堆向电容器组充电，当充电电压达预定值时，火花间隙被触发，电容经回路总电感和总电阻放电。当电阻大于或等于临界阻尼值时，在回路中产生单向的冲击电流波。当电阻小于临界阻尼值时，则产生振荡冲击电流波。

冲击电流试验设备是指模拟雷电流或操作波电流的试验装置。主要用来检验避雷器的残压和冲击电流耐受能力，也可用来检验其他电力设备、材料在冲击电流作用下的性能，测定接地装置的冲击接地阻抗等。冲击电流发生器主要有雷电波和矩形波两种。

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。

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。
在进行变压器雷电冲击试验以后，还会进行工频耐压、倍频感应、局部放电、空载等试验项目，然而对于这些试验项目来讲，只是作为了一种辅助办法。
由于变压器在工频耐压、感应以及雷电冲击作用下的绝缘特性有着非常大的差异，在某个地方发生了故障，梯度和冲击电位会非常高，其它试验试很难发现，并且冲击电压截波的电位是不一样的，而全波的绕组电位梯度也是不一样的，并且电位的分布也是不一样的，截波和全波基本上都是运用了各自范围试验的结果进行分析判断。