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• 關鍵詞：                                                                沖擊波形                                                                試驗裝置

• 摘要：本文從標準對雷電沖擊電壓試驗裝置的要求入手,介紹雷電沖擊電壓發生器(Marx回路)原理,描述試驗裝置產生雷電沖擊全波、截波和陡波過程及結果。

　　1  高電壓試驗標準對雷電沖擊電壓試驗裝置的要求

　　雷電沖擊電壓試驗裝置是高電壓試驗室三大設備(雷電沖擊電壓試驗裝置、工頻試驗裝置和直流試驗裝置)之一，它必須滿足標準GB/T16927.1--2011的要求；

　　圖1  標準規定波形

　　圖2  標準規定波形參數

　　陡波試驗必須滿足 DLT557-2005

　　1)   100～400ns時間范圍的電壓-時間特性試驗（V－t特性）；

　　2)   視在陡度S≥2.5kV/ns。

　　圖3  標準規定波形

　　2   雷電沖擊電壓試驗裝置簡介

　　雷電沖擊電壓試驗裝置由雷電沖擊電壓發生器裝置本體、截波裝置和測量系統三大部分組成，如圖4-5。

　　符號：F—沖擊分壓器    S—試品     D—陡化裝置     J—截波  B—沖擊本體

　　圖4   雷電沖擊電壓試驗裝置現場

　　符號：FB—峰值表  FK—沖擊控制  ST—數字測量系統   SB—示波器  K—控制臺

　　圖5   雷電沖擊電壓試驗控制室

　　雷電沖擊電壓發生器(Marx回路)原理

　　沖擊電壓發生器通常都采用Marx回路，如圖6所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 并聯起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時,因保護電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅保護了整流設備,而且還能保證各級電容充電比較均勻。在第1級中g0為點火球隙，由點火脈沖起動;其他各級中g為中間球隙,它們調整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起控制開關的作用,當它們都動作后,所有級電容C 就通過各級的波頭電阻Rf串聯起來,并向負荷電容C0充電。此時,串聯后的總電容為C/n，總電壓為n V。n為發生器回路的級數。由于C0較小，很快就充滿電,隨后它將與級電容C一起通過各級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈沖波形的沖擊電壓。在此短暫的期間內,因充電電阻R 遠大于Rf和Rt,因沖擊電壓發生器

　　圖6   雷電沖擊電壓發生器(Marx回路)原理圖。

　　3   雷電沖擊電壓試驗裝置產生的波形

　　3.1)  產生雷電沖擊全波電壓過程及結果

　　雷電沖擊電壓試驗裝置產生雷電沖擊全波電壓過程(如圖6)：高壓直流(V=)經Marx回路產生雷電沖擊全波(QB)；加到試品(S)，用沖擊測量系統(F)測量波形如圖7；其波形參數為：T1=1.12 μs ，T2=57.6μs 。

　　圖6  產生雷電沖擊全波電壓過程

　　圖7雷電沖擊全波電壓波形

　　3.2)  產生雷電沖擊截波電壓過程及結果

　　雷電沖擊電壓試驗裝置產生雷電沖擊截波電壓過程(如圖8)：高壓直流(V=)經Marx回路產生雷電沖擊全波(QB)；加到試品(S)和截波裝置(J)上，截波球隙定時擊穿而產生截波，用沖擊測量系統(F)測量波形如圖9；其波形參數為：截斷時間2.9μs。

　　圖 8  產生雷電沖擊截波電壓過程

　　圖9   雷電沖擊截波電壓波形

　　3.3)  產生陡波電壓過程及結果

　　雷電沖擊電壓試驗裝置產生陡波電壓過程(如圖10)：高壓直流(V=)經Marx回路產生雷電沖擊全波(QB)；加到陡波裝置(D)，陡化后的陡波，再加到試品(S)，用沖擊測量系統(F)測量的波形如圖11-12；其波形參數為：T1= 0.03 μs     S=  350  kV/ns。

　　圖 10  產生雷電沖擊陡波電壓過程

　　圖11  雷電沖擊陡波波形

　　圖12  雷電沖擊陡波波形

　　4  結論

　　本雷電沖擊電壓試驗裝置能產生雷電沖擊全波、截波和陡波；其波形及參數符合標準GB/T16927.1--2011的要求；在高電壓試驗室，能對高壓電氣產品進行相應的檢測試驗。