冲击电压发生器的基本工作原理.docx

冲击电压发生器要完成高电压的冲击耐压试验，必须要满足两个要求：首先 要能输出几十万伏到几百万伏的电压,其次冲击发生器输出的电压要具有一定的 波形它是根据马克斯回路来达到这些目的，中击电压发生器的基本回路如下图RRA4RRRR 21所示:图1 :冲击电压发生器基本回路T——试验变压器；D——高压硅堆；r——保护电阻；R——充电电阻;C1~C4——主电容器;rd——阻尼电阻；C' ——对地杂散电容；g1——点火球隙；g2~g4——中间球隙；g0——隔离球隙;R1——放电电阻；Rf—波前电阻；C0——试品及测量设备等电容试验变压器T和高压硅堆D构成整流电源，经过保护电阻r及充电电阻R 向主电容器C1~C4充电，充电到U,出现在球隙g1~g4上的电位差也为U假若事先把球间隙距离调到稍大于U ,球间隙不会放电当需要使冲击机动 作时，可向点火球隙的针极送去一脉冲电压，十极和球皮之间产生一小火花，引 起点火球隙放电，于是电容器C1的上极板经g1接地，点1电位由地电位变为 + U电容器C1与C2间有充电电阻R隔开R比较大在g1放电瞬间由于C' 的存在，点2和点3电位不可能突然改变，点3电位仍为——U,中间球隙g2 上的电位差突然上升到2U,g2马上放电，于是点2电位变为+2U。

同理,g3， g4也跟着放电，电容器C1~C4串联起来了后隔离球隙go也放电，此时输出电压为C1~C4上电压的总和，即+4U上述一系列过程可被概括为“电容器并联充电，而后串联放电”由并联变成串 联是靠一组球隙来达到要求这组球隙在g1不放电时都不放电，一旦g1放电， 则顺序逐个放电满足这个条件的，叫做球隙同步好，否则就叫做同步不好R 在充电时起电路的连接作用，在放电时又起隔离作用在球隙同步动作时，放电 回路改变成如图2所示的形式图2 :冲击电压发生器串联放电时的等效回路Mansion专连•专研•专业三新电力酬丸谡零一誌咸嵐备年吿图2右图中C1原有电压+4U, C2原来无电压，当g0放电,C1向C2充 电，C2上将建立起电压，同时C1上电压将下降当C2上电压u2从零上升到 U2max•时，它与此时C1上电压U1相等，不可能再上升由于二者都将经Rt 放电，后都将降到零u2的形状可表示成图3上升部分的快慢与Rf有关，下 降部分的快慢与Rt有关Rf小，上升快；Rf大，下降慢图3 : C2上电压u2的曲线图1中的rd是防止回路内部发生振荡用的阻尼电阻但不一定要设置r—般比R大一数量级，不仅保护硅堆，还可使各级电容器的充电电压比较均匀。

从以上分析可看出，要提高冲击电压发生器的输出电压有两种途径：一种是升高充电电压，但它受电容器额定电压的限制；另一种是增加级数，但级数多了会给同步带来困难图4电路采用了两个半波的整流倍压充电方式发生器的动 作原理，基本上和图5—6回路一样图4:双边充电的冲击电压发生器回路和图1相比较，图4中中间球隙所跨接的电容器台数增加了一倍若以中 间求隙数计为级数，则有利于级数之减少对充电用交流试验变压器来说，正负 两个半波在充电时都发挥了作用在相同交流充电电压下，直流输出电压增加了 —倍不过图4中球隙g2在动作时的过电压倍数，要比图1中的g 2为低，关 于这一点可请读者自行分析为了克服这一缺点，直流充电部分可改为对地的倍压回路，此时在电容C2 的下级板处直接接地目前常用的一种回路如图5所示：图5 :冲击电压发生器高效率回路这种回路的rf和rt被分散放在各级小回路内，没有专用的rd，也可以没有隔离球隙gO只一边有充电电阻R，另一边rf和ft兼做充电电阻这种回路的 动作原理和前两种一样，只是串联放电后的等效回路略有不同图6:高效率回路串联放电的等效回路图6的右图中u2的峰值差不多可达u1值在图2中，由于阻尼电阻Jrd 和放电电阻Rt构成了分压回路，其输出电压u2的峰值略低于U1。

在相同的充 电电压下，图5回路的输出电压略高，故常称之为高效率回路此种回路，因为 电容一侧的电阻（图5中之下侧），远小于电阻R值，会使发火动作时球隙g2 上的过电压持续时间大为缩短后，讲述一下冲击电压发生器的几项技术特性指标：（1）发生器的标称电压——发生器每级主电容的标称（额定）充电电压值与级数的乘积其值一般为几百千伏至几千千伏Mansion 三新电力专注•专研•专业 酬乂谡希一誌咸麗基平吿(2 )发生器的标称能量——发生器主电容在标称电压下的总储存能量其 值一般为几十千焦至几百千焦3 )发生器的效率——发生器输出电压u2峰值与各级实际充电电压值的 总和之比在计算中可以符号H表示效率武汉三新电力设备制造有限公司是一家集电力检测、调试及电力技术服务为 一体的高端解决方案提供商，电力测试设备一站式服务平台，变频串联谐振专业 制作商，欢迎咨询采购交流！。