冲击电压发生器应用

一、定义与用途

冲击电压发生器主要用于电力设备等试品进行雷电冲击电压全波、雷电冲击电压截波和操作冲击电压波的冲击电压试验，以检验其绝缘性能。它是高压试验室的基本试验设备之一，广泛应用于电力工程、电气设备制造和研究领域。

二、工作原理

冲击电压发生器的工作原理基于电磁感应和电容放电原理。它通常由高压脉冲发生器、电容器、电磁开关和电阻组成。当高压脉冲发生器产生高电压信号时，电容器会储存电能。然后，通过电磁开关的触发，电容器中的电能会在极短的时间内释放，形成一个高压脉冲。这个脉冲具有电压峰值高、上升时间短、持续时间短暂的特点。

三、结构与组成

冲击电压发生器装置主要由发生器本体、截波装置、分压器、四组件控制台（分为微机型和普通型）、数字化波形记录系统等组成。其中，发生器本体是产生冲击电压的核心部件，截波装置用于产生雷电冲击截波等操作波形，分压器用于测量冲击电压的波形参数，控制台则用于控制充电、放电过程以及调节冲击电压的参数。

四、主要特点

1. 回路电感小，并采取带阻滤波措施，能在大电容量负载下产生标准冲击波，负载能力大。
2. 电压利用系数高，雷电波和操作波分别不低于85%和80%。
3. 调波方便，操作简单，同步性能好，动作可靠。
4. 采用恒流充电自动控制技术，自动化程度高，抗干扰能力强。

五、使用步骤

1. 按系统接线图将所有外部连线接好，由其接地线要短、粗、直且只有一点接地（分压器最靠近接地点）。
2. 选择要输出的波形是正极性还是负极性，并调整相应的输出方向。
3. 取下挂在主电容上的接地棒，清理周围环境，确保无关人员远离试验区域。
4. 打开示波器，输入探头的分压比及设定运行状态，使示波器进入待测状态。
5. 合上控制台电源，顺时针打开钥匙开关，此时停止指示灯和数字表数码管亮。
6. 根据输出电压的大小来确定每组电容器的充电电压，并调整球距以使球距电压表指示的球距为每级电容器所要放电的距离。
7. 按下启动按钮，进入运行状态。
8. 按下升压按钮，此时原边电流表、原边电压表等有读数，充电电压表显示充电电压。
9. 当充电电压表显示的电压值接近预升电压时，点动按升压按钮，直到充电电压等于预升电压时，按下触发按钮，此时所有球隙击穿，输出一次冲击电压。
10. 示波器显示一次冲击波形，波头时间、波尾时间和电压峰值可用光标进行计算。如需调整波形参数，可关闭钥匙开关，调整球距和波头、波尾电阻后重复操作。
11. 记录波形并打印存档或出报告。
12. 试验结束后，切断电源并挂上接地棒以确保安全。

六、应用领域

冲击电压发生器在多个领域有广泛应用：

1. 对变压器、开关、电缆、绝缘子等电力设备进行雷电冲击电压全波、雷电冲击电压截波、操作冲击电压波等试验，以检验其在瞬态过电压下的绝缘性能。
2. 模拟电力系统中可能出现的各种过电压情况，研究过电压的产生机理、传播特性和防护措施。
3. 在高压电器产品的研发过程中进行各种冲击电压试验，验证产品的性能和可靠性。
4. 测试高压电器中使用的绝缘材料在冲击电压下的性能，为选择合适的绝缘材料提供依据。
5. 科研院校和检测机构利用冲击电压发生器进行高电压技术、绝缘技术等方面的科研实验。

七、发展趋势

随着特高压输电技术的不断发展，电力设备的电压等级也不断升高，对冲击电压发生器的要求也越来越高。传统的冲击电压发生器大多为露天的塔式结构，整体高度随标定电压等级的升高而升高，导致体积和重量巨大，运输和安装困难。因此，目前正致力于研制更为先进的气体绝缘冲击电压发生器，以提高其性能和可靠性。

综上所述，冲击电压发生器是电力设备测试领域*可或缺的重要设备之一，具有广泛的应用前景和发展潜力。