沖擊電壓發(fā)生器應(yīng)用

一、定義與用途

沖擊電壓發(fā)生器主要用于電力設(shè)備等試品進(jìn)行雷電沖擊電壓全波、雷電沖擊電壓截波和操作沖擊電壓波的沖擊電壓試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其絕緣性能。它是高壓試驗(yàn)室的基本試驗(yàn)設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于電力工程、電氣設(shè)備制造和研究領(lǐng)域。

二、工作原理

沖擊電壓發(fā)生器的工作原理基于電磁感應(yīng)和電容放電原理。它通常由高壓脈沖發(fā)生器、電容器、電磁開關(guān)和電阻組成。當(dāng)高壓脈沖發(fā)生器產(chǎn)生高電壓信號(hào)時(shí)，電容器會(huì)儲(chǔ)存電能。然后，通過電磁開關(guān)的觸發(fā)，電容器中的電能會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)釋放，形成一個(gè)高壓脈沖。這個(gè)脈沖具有電壓峰值高、上升時(shí)間短、持續(xù)時(shí)間短暫的特點(diǎn)。

三、結(jié)構(gòu)與組成

沖擊電壓發(fā)生器裝置主要由發(fā)生器本體、截波裝置、分壓器、四組件控制臺(tái)（分為微機(jī)型和普通型）、數(shù)字化波形記錄系統(tǒng)等組成。其中，發(fā)生器本體是產(chǎn)生沖擊電壓的核心部件，截波裝置用于產(chǎn)生雷電沖擊截波等操作波形，分壓器用于測量沖擊電壓的波形參數(shù)，控制臺(tái)則用于控制充電、放電過程以及調(diào)節(jié)沖擊電壓的參數(shù)。

四、主要特點(diǎn)

1. 回路電感小，并采取帶阻濾波措施，能在大電容量負(fù)載下產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)沖擊波，負(fù)載能力大。
2. 電壓利用系數(shù)高，雷電波和操作波分別不低于85%和80%。
3. 調(diào)波方便，操作簡單，同步性能好，動(dòng)作可靠。
4. 采用恒流充電自動(dòng)控制技術(shù)，自動(dòng)化程度高，抗干擾能力強(qiáng)。

五、使用步驟

1. 按系統(tǒng)接線圖將所有外部連線接好，由其接地線要短、粗、直且只有一點(diǎn)接地（分壓器最靠近接地點(diǎn)）。
2. 選擇要輸出的波形是正極性還是負(fù)極性，并調(diào)整相應(yīng)的輸出方向。
3. 取下掛在主電容上的接地棒，清理周圍環(huán)境，確保無關(guān)人員遠(yuǎn)離試驗(yàn)區(qū)域。
4. 打開示波器，輸入探頭的分壓比及設(shè)定運(yùn)行狀態(tài)，使示波器進(jìn)入待測狀態(tài)。
5. 合上控制臺(tái)電源，順時(shí)針打開鑰匙開關(guān)，此時(shí)停止指示燈和數(shù)字表數(shù)碼管亮。
6. 根據(jù)輸出電壓的大小來確定每組電容器的充電電壓，并調(diào)整球距以使球距電壓表指示的球距為每級(jí)電容器所要放電的距離。
7. 按下啟動(dòng)按鈕，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。
8. 按下升壓按鈕，此時(shí)原邊電流表、原邊電壓表等有讀數(shù)，充電電壓表顯示充電電壓。
9. 當(dāng)充電電壓表顯示的電壓值接近預(yù)升電壓時(shí)，點(diǎn)動(dòng)按升壓按鈕，直到充電電壓等于預(yù)升電壓時(shí)，按下觸發(fā)按鈕，此時(shí)所有球隙擊穿，輸出一次沖擊電壓。
10. 示波器顯示一次沖擊波形，波頭時(shí)間、波尾時(shí)間和電壓峰值可用光標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。如需調(diào)整波形參數(shù)，可關(guān)閉鑰匙開關(guān)，調(diào)整球距和波頭、波尾電阻后重復(fù)操作。
11. 記錄波形并打印存檔或出報(bào)告。
12. 試驗(yàn)結(jié)束后，切斷電源并掛上接地棒以確保安全。

六、應(yīng)用領(lǐng)域

沖擊電壓發(fā)生器在多個(gè)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用：

1. 對變壓器、開關(guān)、電纜、絕緣子等電力設(shè)備進(jìn)行雷電沖擊電壓全波、雷電沖擊電壓截波、操作沖擊電壓波等試驗(yàn)，以檢驗(yàn)其在瞬態(tài)過電壓下的絕緣性能。
2. 模擬電力系統(tǒng)中可能出現(xiàn)的各種過電壓情況，研究過電壓的產(chǎn)生機(jī)理、傳播特性和防護(hù)措施。
3. 在高壓電器產(chǎn)品的研發(fā)過程中進(jìn)行各種沖擊電壓試驗(yàn)，驗(yàn)證產(chǎn)品的性能和可靠性。
4. 測試高壓電器中使用的絕緣材料在沖擊電壓下的性能，為選擇合適的絕緣材料提供依據(jù)。
5. 科研院校和檢測機(jī)構(gòu)利用沖擊電壓發(fā)生器進(jìn)行高電壓技術(shù)、絕緣技術(shù)等方面的科研實(shí)驗(yàn)。

七、發(fā)展趨勢

隨著特高壓輸電技術(shù)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備的電壓等級(jí)也不斷升高，對沖擊電壓發(fā)生器的要求也越來越高。傳統(tǒng)的沖擊電壓發(fā)生器大多為露天的塔式結(jié)構(gòu)，整體高度隨標(biāo)定電壓等級(jí)的升高而升高，導(dǎo)致體積和重量巨大，運(yùn)輸和安裝困難。因此，目前正致力于研制更為先進(jìn)的氣體絕緣沖擊電壓發(fā)生器，以提高其性能和可靠性。

綜上所述，沖擊電壓發(fā)生器是電力設(shè)備測試領(lǐng)域*可或缺的重要設(shè)備之一，具有廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>