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冲击电压发生器仿真设计 (2)

冲击电压发生器的设计

杨垄

2010302540039

一、工作原理

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,而且还能保证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。

图1 冲击电压发生器回路（Marx回路）

二、Simulink设计

1、冲击电压发生器主要参数

标称电压：U1=100*8=800 kV

冲击电容：C1=0.025 μF

负荷总电容：C2=0.0021μF

2、等效电路图如下

图2 简化等效图

图3 C2电压波形图

图3是C2的电压波形图

三、程序设计

1、Rd=15; Rf=184.14; Rt=2035; C1=2.5e-2; C2=2.1e-3; U1=800000;

A=1/(C2*C1*(Rd*Rf+Rd*Rt+Rf*Rt)) ; A1=A*(C1*(Rd+Rt)+C2*(Rf+Rt)); A2=A; B=A*Rt*C1; num=[B*U1]; den=[1 A1 A2]; U2=tf(num,den); impulse(num,den);

2、图形如下

图表 4 C2电压波形图

四、冲击电压发生器的效率

根据公式，η=C1/(C1+C2)=0.025/0.0271=0.923 此值比原估计的效率高，所以所选电容是合适的。

五、各参数对波形的影响

由Tf=3.24(Rd+Rf)C1C2/(C1+C2)和Tt=0.693(Rd+Rt)(C1+C2)可以看出，

① 当Rd （或Rf 或Rt ）增大，其他不变的时候，Tf 和Tt 都会增大，波头会往后移，波头后部分曲线也会后移。

②当C1（或C2）增大，其他不变时，Tf 回增大，Tt 会减小，故波头会往后移，但波头后部分曲线会往前移。

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A m p l i t u d e

高电压技术课程设计-冲击电压发生器的设计

高电压技术课程设计 ——冲击电压发生器的设计专业：>>>>>> 班级：>>>>>> 设计者：>>>>>> 学号：>>>>>> 指导老师：>>>>>> 冲击电压发生器的设计

电力系统种的高压电气设备，除了承受长时期的工作电压外，在运行过程种，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。一般用冲击高压试验来检验高压电气设备的雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。雷电冲击高压试验采用全波冲击电压波形或截波冲击电压波形，这种冲击电压持续时间较短，约数微秒至数十微秒，它可以由冲击电压发生器产生；操作冲击电压试验采用操作冲击电压波形，其持续时间较长，约数百微秒至数千微秒，它利用变压器产生，也可利用冲击电压发生器产生。许多高电压试验室的冲击电压发生器既可以产生雷电冲击电压波，也可以产生操作冲击电压波。冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置。雷电冲击电压波是一个很快地从零上升到峰值然后较慢地下降地单向性脉冲电压。一.设计目标：输出波形为1.2/50μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为300～800kV，发生器级数为4～8级。二.设计过程： 1．试品电压等级的确定表1.冲击电压发生器标称电压与被测试设备额定电压间关系要求的输出电压为300~800kV，根据上表，可以暂定试品的电压等级为66kV。根据66kV设备雷电冲击耐受电压(峰值)表，可知变压器类设备的内绝缘的耐受电压最高，为385kV，击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3；长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数取1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于： 1385 1.3 1.1/0.85647 U kV kV =??=所以可取冲击电压发生器的标称电压为660kV 2．冲击电容的选定

kv雷电冲击电压发生器

电气与电子工程学院《高电压》课程设计（400kv冲击电压发生器的设计）姓名：学号： U8 专业班号：电气1303班评阅人：指导教师：刘毅日期：

目录一、设计背景和意义 ....................................... 错误!未定义书签。二、冲击电压发生器基本原理 ............................... 错误!未定义书签。 1、雷电冲击电压波形 .................................. 错误!未定义书签。 2、多级充电电压发生器 ................................ 错误!未定义书签。三、设计目标............................................. 错误!未定义书签。四、设计步骤............................................. 错误!未定义书签。 1）确定冲击电压发生器级数n ........................... 错误!未定义书签。 2）负荷电容C2选择.................................... 错误!未定义书签。 3）冲击电容C1选择.................................... 错误!未定义书签。 4）冲击电压发生器的效率 .............................. 错误!未定义书签。 5）波头电阻R f、波尾电阻R t选择........................ 错误!未定义书签。 6）充电电阻R、保护电阻r选择......................... 错误!未定义书签。 7）充电时间 .......................................... 错误!未定义书签。 8）变压器选择 ........................................ 错误!未定义书签。 9）硅堆选择 .......................................... 错误!未定义书签。 10）球隙直径选择 ..................................... 错误!未定义书签。五、设计总结与感想 ....................................... 错误!未定义书签。六、附录................................................. 错误!未定义书签。七、参考文献............................................. 错误!未定义书签。

冲击电压发生器学习资料

冲击电压发生器

1000kV冲击电压发生器及测量系统的设计摘要：本文介绍了1000kV冲击电压发生器及测量系统的基本工作原理，分析了设计过程中的主要问题，结合冲击电压发生器的主要技术指标，对设计过程进行了详细讨论，给出了电路原理图及实物结构图，并对主要元器件进行了选择，最后利用仿真软件ATP对输出波形进行了仿真，以验证选择参数的正确性，同时对某些电路参数对冲击电压波形的影响作出了分析。关键词：冲击电压发生器；电路设计；结构图；ATP仿真电力系统的高压电气设备在运行时不仅要经常承受正常的工作电压作用,而且还有可能遭受短时雷电过电压和内部过电压的侵袭,所以高压电气设备在安装前要进行必要的过电压的绝缘耐受试验,比如模拟雷电过电压和操作过电压作用。冲击高压实验是耐压实验的一种，进行冲击高压实验是为了研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压作用时的绝缘性能[1]。冲击电压发生器是高压实验室的基本设备之一，它是一种产生脉冲波的高电压发生装置。由于绝缘耐受冲击电压的能力与施加电压的波形有关，而实际冲击电压波形具有分散性，因此必须对于冲击电压波形参数做统一规定，以保证多次试验的重复性和不同试验条件下的结果的可比较性。我国采用国际电工委员会（IEC）标准规定标准冲击电压波形。即规定冲击电压波形为双指数型，波头时间为1.2uS，波尾时间为50us，冲击电压峰值一般为几十千伏到几兆伏。

1设计要求 1.1设计指标设计一台1000kV的冲击电压发生器及测量系统，可以对2000pF的试品电容做冲击试验。 1.2基本要求冲击电压发生器应该满足以下几个要求： 1)能产生1.2/50μs的标准雷电波。 2)能给2000pF以内的试品作冲击电压试验。 3)要求画出结构简图。 4)要求设计出各种元器件的参数（如电容、电阻器参数和型号等，球隙间距等）。 5)给出仿真波形并进行分析。 2冲击电压发生器的设计原理如图1所示，为标准冲击电压波形。在经过时间T1时，电压从零上升到最大值，然后经过时间T2-T1，电压下降到最大值的一半。规定电压从零上升到最大值所用的时间T1称为波头时间（或称波前时间）；电压从零开始经过最大值又下降到最大值一半的时间T2称为波尾时间（或称半峰值时间）。

冲击电压发生器的设计

一、工作原理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,而且还能保证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。图 1 冲击电压发生器回路（Marx 回路）二、Simulink 设计 1、各参数的选取额定电压的选取：取试品电压为110 kV ，由附录表A10和A3可得，耐受电压为550 kV ，型号MY 110-0.2的标称电容为0.2μF ，故冲击电压发生器的标称电压应不低于 U1=550*1.3*1.1/0.85=925.3 kV 冲击电容的选取：如不考虑大电力变压器试验和整卷电缆试验，就数互感器的电容较大，约1000pF ，冲击电容发生器的对地电容和高压引线及球隙等的电容估计为500pF ，电容分压器的电容估计为600pF ，则总的负荷电容为：C2=1000+500+600=2100pF 电容器选择：从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY 110—0.2瓷壳高压脉冲电容器比较合适，其电容值为0.2μF ，用此种电容器8级串联，标称电压可达880kV ，基本可以满足前述要求。每级由2个电容器并联，使冲击电容 C1=（2*0.2/8）= 0.05μF 冲击电压发生器主要参数：标称电压：U1=110*8=880 kV 冲击电容：C1=0.05 μF 负荷总电容：C2=0.0021 μF 2、等效电路图如下图 2 发生器的充电回路

冲击电压发生器实验报告

课程设计(综合实验)报告名称：高电压课程设计题目：冲击电压发生器的设计院系：电气与电子工程学院班级：电气1005 班学号：1101440308 学生姓名：李雄指导教师：王伟设计周数：1周成绩：日期：2013年2月24日

一、实验目的与要求设计一个冲击高压发生器，能够产生符合要求冲击的冲击高压。掌握冲击电压发生器的工作原理、波形形成过程、波形参数描述与计算方法等。掌握冲击电压发生器的参数设计、总体结构、器件选型和绝缘设计。二、实验正文 1、试验具体要求及内容 1）概述冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置，用于试验电力耐受大气过电压和操作过电压时的绝缘性能，本装置主要用于教学及科学研究，冲击电压发生器能产生雷电冲击电压波形、操作冲击电压波形。 2）主要技术参数（1）标称电压：p80kV；（2）额定电压等级：p20kV；（3）标称能量：0.8kJ；（4）每级主电容：0.01uF 20kV；（5）冲击总电容：0.025uF；（6）总级数：受材料所限，只做二级放电（7）能产生以下波形： a.标准雷电冲击电压全波：p1.2/50uS，电压利用系数小于90%；波头时间1.2p±30%uS； b.标准操作冲击波：p250/2500uS，电压利用系数大于80%。 2、试验设计（1）主接线图由于本实验受实验仪器限制，将四级发生器改为两级发生器（2）元件选择本实验我小组设计为操作波，波形要求为波头时间250±20%μs，半波时间2500±60%μs 根据公式,波前时间 Tf=3.24Rf*C1*C2/(C1+C2) 两级电路C1取0.4980μF，C2取2100pF。操作波发生器半峰值时间Tf=250μs，带入计算得Rf=102.577kΩ 根据公式，半峰值时间 Tt=0.693Rt（C1+C2）两级电路C1取0.4980μF，C2取2100pF。操作波发生器半峰值时间Tt=2500μs，带入计算得Rt=3.6kΩ 3、仿真电路与结果根据冲击电压发生器的等效放电原理图，设计仿真电路，利用电力系统电磁暂态分析的仿真软件EMTP进行仿真，按照计算数据设定参数值，电路图如下：

多级冲击电压发生器的设计

多级冲击电压发生器的设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

高电压课程设计多级冲击电压发生器的设计电气与电子工程学院指导老师：戴玲 2010年3月1日一、设计任务：设计一高效多级冲击电压发生器，使其输出标准冲击电压波形（即50u s），电压等级为330k v-800k v,级数为3级以上。二、额定电压的选择：为确定所要设计的冲击电压发生器的电压等级，需首先明确冲击电压发生器电压等级与所测试品电压等级的关系（见下表） 1．试品电压等级的确定：表1.冲击电压发生器标称电压与被测试设备额定电压

间的关系根据设计要求的输出电压为300-800kV，根据上表，可以假定试品的电压等级为66kv。 2.额定电压的确定：根据66kV设备雷电冲击耐受电压(峰值)表，可知变压器类设备的内绝缘的耐受电压最高，为385kV，击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数；长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数取；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称额定电压应不低于：由此确定冲击电压发生器的为660k v。三、冲击电容的选择：

将试品电容估算为900p F，冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容估算为500p F，电容分压器的电容估算为600p F，则总的负荷电容：C2≈900+500+600=2000（p F）按冲击电容为负荷电容的10倍估算，则冲击电容10000p F=5C2

冲击电压发生器MATLAB程序

《高电压综合实验》冲击电压发生器设计MATLAB分析部分

一〃冲击电压发生器的功用及原理冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装臵。原先它只被用于研究电力设备遭受大气过电压（雷击）时的绝缘性能，近年来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。所以对冲击电压发生器的要求，不仅能产生出现在电力设备上的雷电波形，还能产生操作过电压波形。冲击电压的破坏作用不仅决定于幅值，还与波形陡度有关，对某些设备要采用截断波来进行试验。冲击电压发生器要满足两个要求：首先要能输出几十万到几百万伏的电压，同时这电压要具有一定的波形。它的原理如下：（图见纸质报告）实验变压器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，若事先把球间隙距离调到稍大于U，球隙不会放电。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，针极和球皮只见产生一小火花，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，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，最后球隙g0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” 二.设计目标：输出波形为0.5/55μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为100kV，发生器级数为8级。 MATLAB仿真分析： Rf=79.7;Rt=2928.6;

冲击电压发生器仿真设计

冲击电压发生器仿真设计一、设计目的 1.理解冲击电压发生器的工作原理和绝缘冲击试验的内容； 2.掌握冲击电压发生器的设计方法和matlab仿真软件的使用； 3.学习分析冲击电压发生器充电回路的效率及波形参数。二、设计要求 1.设计一台冲击电压发生器，产生冲击电压波。冲击波形的参数：波前时间为 2.0us，半峰值时间为36us；试品电压等级110kV。 2.参考《高电压试验技术》（清华大学版）。三、设计任务 1.画出电路设计原理图选用高效率双边对称充电回路，如图3、4所示图3 发生器的充电回路图4 发生器的放电回路

2.确定各元件参数 2.1额定电压的选择： 110kV产品的雷电冲击试验电压如表所示（按GB311.1-1997）表1 110kV产品的雷电冲击耐受电压额定雷电冲击（内外绝缘）耐受电压（峰值）/kV 截断雷电冲击耐受电压（峰值）/kV 变压器，并联电抗器，互感器高压电力电缆高压电器母线支柱绝缘子，穿墙套管变压器类设备的内绝缘 450850450450530 550550450450530上表所示的都是耐受电压。击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3;长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于 U1=550×1.3 ×1.1 /0.85kV=925.3kV 2.2冲击电容的选择：如不考虑大电力变压器试验和整卷电缆试验和互感器试验，就绝缘子的电容按100pF冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容如估计为500pF ,电容分压器的电容估计为600pF，则总的负荷电容为 C2=100+500+600=1200pF 如按冲击电容为负荷电容的10倍来估计，约需冲击电容为 C1=10C2=12000pF 2.3电容量的选择：从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY220-0.1瓷壳高压脉冲电容器比较合适，电容器规格如下表2 表2 型号工作电压试验电压电容外型尺寸重量外壳

冲击电压发生器说明书

HYJD—1200KV型冲击电压发生器使用说明书用户手册上海冠春电气有限公司

目录一、概述：二、使用条件：三、主要技术参数：四、设备组成：五、使用方法：六、注意事项：七、日常维护：八、成套设备的主要部件：九、随机文件及附件：

HYJD—1200KV系列冲击电压发生器说明书一、概述: 用途及性能：系列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，检验绝缘性能。 1200KV、2400KV和4800KV系列冲击电压发生器可产生标准雷电全波、操作波和雷电截波三种冲击电压波形，1200KV系列冲击电压发生器可产生标准雷电波、操作波、雷电截波、振荡雷电波、振荡操作波、线路绝缘子陡波、合成绝缘子陡波和变压器感应操作波共八种冲击电压波形，技术指标符合国家标准和IEC标准的规定，已通过鉴定，主要技术性能处于国内领先地位，达到国际同类产品的先进水平。特点： 1、成套装置配套完整，电压等级齐全。 2、冲击电压发生器回路电感小，并采取带阻滤波措施，在大电容负载下仍能产生标准冲击波，负载能力大。 3、电压利用系数高，雷电波和操作波分别不低于85%和80%。 4、调波方便，操作简单，同步性能好，动作可靠。 5、采用恒流充电自动控制技术，自动化程度高，抗干扰能力强。

6、成功开发冲击波形数字分析系统和冲击电压试验数据微机在线处理系统，大大提高了冲击电压试验技术水平和试验效率。冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置，用于检验电力设备耐受大气过电压和操作过电压的绝缘性能，冲击电压发生器能产生标准雷电冲击电压波形、雷电冲击电压截波，标准生操作冲击电压波形等及用户指定非标冲击电压波包括陡波。本系列冲击电压发生器可对绝缘子串、长空气间隙、套管、互感器、变压器等试品进行冲击电压试验和其它科学研究。 HYJD系列冲击电压发生器主回路电路如下： HYJD-Ⅰ型图中： T：充电变压器 D1 D2：高压硅整流器 K1 K2：自动接地开关 R01 R02 R03：充电保护电阻

冲击电压发生器的基本工作原理

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，冲击电压发生器的基本回路如下图1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，针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g0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

华科——高电压测试研究生课程大作业(冲击电压发生器设计)

华中科技大学研究生课程考试答题本考生姓名** 考生学号**** 系、年级************* 类别硕士考试科目高电压测试技术考试日期2012年12 月15 日

目录一、设计要求................................................................................. - 1 - 二、冲击电压发生器的设计 .......................................................... - 1 - 2.1原理分析 (1) 2.2、设计回路图 (3) 2.3、参数计算 (4) 2.3.1、负荷电容，冲击电容的选取以及效率的估算 ....................................- 4 - 2.3.2、波头电阻，波尾电阻，充电电阻，保护电阻的选取 ........................- 6 - 2.3.3、试验变压器的选择 ................................................................................- 7 - 2.3.4、硅堆选择 ................................................................................................- 9 - 2.3.5、球隙的选择 ......................................................................................... - 10 - 2.3.6、绝缘支撑件的选择 ............................................................................. - 11 - 2.3.7、固有电感的估算 ................................................................................. - 11 - 三、仿真实验及结果 ................................................................... - 13 - 3.1、不考虑杂散参数的仿真 ........................................................................ - 13 - 3.2、考虑杂散参数的仿真 ............................................................................ - 14 - 3.3、对参数进行改进 .................................................................................... - 17 - 四、测量系统设计 ....................................................................... - 18 - 4.1分压器选型、参数与结构设计，电缆以及匹配阻抗的选择 (18) 4.2考虑高压引线的影响 (21) 4.3测量仪器的选择 (21) 五、冲击电压发生器以及测量系统的总体结构.......................... - 22 - 六、设计小结............................................................................... - 22 -

冲击电压发生器功能、波形介绍

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。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脉冲波的高电压发生装置。原先它只被用于研究电力设备遭受大气过电压（雷击）时的绝缘性能，后来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。所以对于冲击电压发生器，要求不仅能产生出现在电力设备上的雷电波形，还能产生操作过电压波形。冲击电压的破坏作用不仅决定于幅值，还与波前陡度有关。对某些设备还要采用截断波来进行试验。此外，冲击电压发生器还可用来作为纳秒脉冲功率装置的重要组成部分；在大功率电阻束和离子束发生器以及二氧化碳激光中，可作为电源装置。

根据实测，雷电波是一种非周期性脉冲，它的参数具有统计性。他的波前时间（约从零上升到峰值所需时间）为0.5μs~10μs，半峰值时间（约从零上升到峰值后又降到1/2峰值所需时间）为20μs~90μs，累积频率为百分之50的波前和半峰值时间约为1.0μs~1.5μs和40μs~50μs。操作冲击电压波的持续时间比雷电冲击电压波长得多，形状比较复杂，而且他的形状和持续时间，随线路的具体参数和长度的不同而有异，不过目前国际上趋向于用一种几百微秒波前和几千微秒波长的长脉冲来代表它。雷电波又可分全波和截波两种。截波是利用截断装置把冲击电压发生器产生的冲击波突然截断，电压急剧下降来获得。截断的时间可以调节，或发生在波前或发生在波尾。为了保证多次试验结果的重复性和各试验间试验结果的可比性，对波形及波形定义应有明确规定。为此国际电工委员会和国家标准规定了标准雷电冲击全波及截波的波形和标准操作冲击电压波形，如图1至图4所示。

冲击电压发生器

高电压技术课程设计姓名：赖智鹏学号：U200811806 班级：电气0809班邮箱：592425891@https://www.wendangku.net/doc/dc2244786.html,

冲击电压发生器的设计一、引言冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装置，在电力系统中主要用于研究电力设备遭受大气过电压和操作过电压时的绝缘性能。本文是高电压技术课程的课程设计，参考相关文献完成了冲击电压发生器设计，了解了该装置基本原理、设计流程、注意事项等。二、设计过程 1. 最大输出电压 300～800kV 2. 冲击电容为保证冲击电压发生器有较大适用范围，考虑试验可能遇到的最大的试品电容（不考虑大电力变压器和整卷电缆试验的情况）（1）试品中互感器电容最大，约1000pF （2）冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容估计值取500pF （3）电容分压器（分压器采用电容式分压器）的电容估计值取600pF 由此得出，总的负荷电容约为 210005006002100C p F =++= 为保证发生器有足够高的效率，同时兼顾经济性，冲击电容取负荷电容10至20倍，则冲击电容为 12(1020)(2100031500)C ～C ～p F == 3. 电容器的选择型号MY110—0.2脉冲电容器参数如下表需满足两个要求：（1）电压发生器额定电压要求：300～800kV （2）冲击电容要求：21000～31500pF 采用MY110—0.2脉冲电容器，7级串联，此时冲击电压发生器串联放电时，峰值电压约为770kV 满足（300～800kV ），且冲击电容为200000/7=28571满足（21000～31500pF ） 4. 回路选择采用高效回路，单边充电。

变压器冲击耐压试验应用现状

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/dc2244786.html, 变压器冲击耐压试验应用现状作者：梁基重来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2013年第01期摘要：特高压变压器的现场耐压试验是保证其安全运行的重要环节。工频耐压试验目前已经是现场试验的常规试验项目，但冲击耐压试验目前在现场实行的还不够令人满意，本文提出采用振荡型冲击电压进行设备现场试验，振荡型冲击电压具有产生效率高、易于现场开展的优点；研究特高压变压器现场冲击耐压用振荡型冲击电压的产生与试验方法。关键词：变压器冲击电压耐压试验应用 1 变压器的冲击耐压试验目的和意义无论是供电可靠性，还是设备状态评价，都需要设备能够快捷、高效、安全、准确、可靠的开展试验工作。耐压试验是保证这些输变电设备安全运行的重要试验项目，特别是对于特高电压等级的输变电设备，冲击耐压试验是非常重要的例行试验。研究目的在于根据IEC60060-3标准，在此基础上提出一种适合于特高压变压器现场冲击耐压试验用的试验方法和故障诊断方法，该方法包括适合于特高压变压器的振荡型操作冲击电压发生装置的研制、相关的在变压器为试品条件下的试验方法和采用此方法时的故障诊断方法和技术。其意义在于为目前特高压变压器现场操作冲击耐压试验提供一种具有现场可行性的、便于现场开展的试验方法和故障诊断方法，保证超高压变压器的安全运行，为电网特别是特高压电网的安全运行奠定试验基础。 2 国内外变压器的冲击电压试验研究早在上世纪七八十年代，针对变压器操作冲击试验已经展开了研究，但当时主要采用的仍然是双指数全波的波形，特别是针对现场试验，其产生方法可采用试验变压器产生，这大大的减小了对试验装置体积的限制。随着我国特高压电网的建设，目前特高压电力变压器的绝缘水平已经是由其操作冲击电压水平所决定，因此针对特高压变压器的操作冲击电压试验越来越受到重视，但如果继续采用之前规程和标准规定的双指数全波的波形，其产生设备难以满足特高压变压器试验的需要，致使该项试验还是难以在现场展开。随着IEC60060-3标准的颁布，采用振荡型冲击电压则可使产生效率相比双指数全波冲击电压要高近2倍，则如果在现场采用振荡型冲击电压，则对试验设备的要求会进一步降低，使该项试验内容在现场可更好的实施。

华科_高电压测试研究生课程大作业(冲击电压发生器设计)

华中科技大学研究生课程考试答题本考生 ** 考生学号 **** 系、年级 ************* 类别硕士考试科目高电压测试技术考试日期 2012年 12 月 15 日

目录一、设计要求........................................ - 1 - 二、冲击电压发生器的设计............................ - 1 - 2.1原理分析 (1) 2.2、设计回路图 (3) 2.3、参数计算 (4) 2.3.1、负荷电容，冲击电容的选取以及效率的估算............... - 4 - 2.3.2、波头电阻，波尾电阻，充电电阻，保护电阻的选取......... - 6 - 2.3.3、试验变压器的选择..................................... - 7 - 2.3.4、硅堆选择............................................. - 9 - 2.3.5、球隙的选择.......................................... - 10 - 2.3.6、绝缘支撑件的选择.................................... - 11 - 2.3.7、固有电感的估算...................................... - 11 - 三、仿真实验及结果................................. - 13 - 3.1、不考虑杂散参数的仿真.................................. - 13 - 3.2、考虑杂散参数的仿真.................................... - 14 - 3.3、对参数进行改进........................................ - 17 - 四、测量系统设计................................... - 18 - 4.1分压器选型、参数与结构设计，电缆以及匹配阻抗的选择 (18) 4.2考虑高压引线的影响 (21) 4.3测量仪器的选择 (21) 五、冲击电压发生器以及测量系统的总体结构 ........... - 22 - 六、设计小结....................................... - 22 -

雷电波发生器的MATLAB仿真及参数选取sc

雷电波冲击电流发生器的MATLAB/Simulink仿真及参数选取摘要：本文介绍了雷电波冲击电流发生器的工作原理，对冲击电流发生器的放电回路进行了理论分析。介绍了一种在MATLAB/Simulink仿真环境下，通过模拟冲击电流发生器放电回路来进行电阻和电感等参数选取及冲击电流波形调试的方法，为实际检测中雷电波冲击电流发生器的波形调节提供理论依据及软件参考。关键词：冲击电流发生器，MATLAB，Simulink，仿真 1. 引言在通信上为了考核电涌保护器和通信设备抗感应雷能力的测试，检测实验室需要具备模拟雷电流的设备——雷电波冲击电流发生器，根据[1]《低压配电系统的电涌保护器》以及通信行业标准[2]《通信局（站）低压配电系统用电涌保护器测试方法》的规定，8/20s标准雷电流是测试电涌保护器动作负载试验以及残压测试的规定波形。标准中对8/20s波形图及其参数规定如图1所示：图1 冲击电流波形视在原点（O1）：通过冲击电流峰值的10%和90%所画直线与时间坐标轴的相交点；视在波头时间（T f）：其值等于冲击电流峰值的10%增加到90%（见图1）所需时间T的倍；视在波尾（或半峰值）时间（T t）：冲击电流视在原点O1与电流下降到峰值一半的时间间隔。容许偏差：峰值±10％

波前时间T f ±10％半峰值时间T t ±10％在冲击峰值附近，允许小的过冲或振荡，但是单个幅值不应超过其峰值的5％。当电流下降到零后，反极性的振荡幅值不应超过峰值的20％。 2. 冲击电流发生器的工作原理[3] 冲击电流发生器的基本原理是：数台或数组大容量的电容器经由高压直流装置，以整流电压或恒流方式进行并联充电，然后通过间隙放电使试品上流过冲击大电流。以信息产业防雷质量监督检验中心防雷实验室的冲击电流发生器为例，如图2所示，它包括充电回路和放电回路两部分。图2 冲击电流发生器工作原理框图图2中C 为并联电容器的电容总值，L 及R 为包括电容器、回路连线、分流器、球隙以及试品上火花在内的电感及电阻值，包括为了调波而增加的电感和电阻值，G 为点火球间隙，D 为高压硅堆，r 为保护电阻，T 为变充电试验变压器，EUT 为试品，S 为分流器。工作时先由整流装置向电容器组充电至所需电压，送一触发脉冲到火球间隙G ，间隙击穿放电，于是电容器C 经L 、R 及试品放电。根据充电电压的高低以及电阻、电感等回路参数的大小，产生不同大小的脉冲电流。 3. 放电回路的原理分析由图2可以看出，冲击电流发生器实际上是个RLC 放电回路，冲击电流发生器靠改变回路参数来调节波形，靠升降电容器上的充电电压来调节电流。根据电路原理，按照放电回路阻尼条件的不同，放电可以分为三种情况[4]。 1）过阻尼情况，即R ＞2C L /，亦即0ωα>放电回路产生的冲击电流波形是非振荡波。令()L R 2=α，LC 1 0=ω，20 2ωαα-=d ，在这种情况下RLC 二阶放电回路的特征根为 d p αα+-=1，d p αα--=1 （1）电流为 ()()[]()()2121/ex p ex p p p L t p t p U i c --= （2）在电流到达最大值之前，电流不断增加，设到最大值的时刻为m T ，则 L

冲击电压发生器说明书

冲击电压发生器产品操作手册

尊敬的用户：感谢您购买本公司GDCY-10冲击电压发生器。在您初次使用该产品前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，如果您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们会尽快给您答复。注意事项 ●使用产品时，请按说明书规范操作。 ●仪器运输时应避免雨水浸蚀,严防碰撞和坠落。 ●请勿打开该仪器，仪器内部的部件都是使用者无法自行替换的； ●在存在爆炸危险的情况下，请勿开启或操作该仪器； ●该仪器应在干燥的室内使用。如发现凝结物，请先将发生器干燥后再使用； ●使用该仪器试验前，请确定接线准确。 ●仪器使用时，仪器内部和高压插座处带危险性电源电压或高压，直接接触或通过潮湿物体间接接触会带来致命危险。 ●接入或移除任何测试导线时，请确保仪器已停止运行。 ●安装、拆除电源线前，必须先关闭电源开关。 ●为保证仪器运行安全，当仪器上的保险丝熔断后，应使用相同型号和规格的保险丝替换。本手册内容如有更改，恕不通告。没有武汉国电西高电气有限公司的书面

许可，本手册任何部分都不许以任何（电子的或机械的）形式、方法或以任何目的而进行传播。

目录一、概述 (5) 二、技术参数 (5) 三、操作指南 (6) 四、维护保养 (12) 五、保修期 (12)

冲击电压发生器一、概述 GDCY-10 是为了验证电气继电器的电气间隙、爬（漏）电距离和其他绝缘性能而设计的智能化控制检测仪器，符合GB/T 14598.3-2006、IEC 60255-5：2000标准要求。具有如下特点： ◆采用可编程控制技术，使控制系统实现超小型化及高可靠性能的智能自动控制和测量； ◆关键器件采用优质进口器件，质量保证，输出稳定可靠； ◆操作界面采用7.0英寸超大液晶触摸屏，可灵活编程。界面具有画面提示功能，可实现人机对话，操作方便，不易出错； ◆具有控制、保护、警示、提示各种功能，可有效保护人身和系统的安全； ◆可由用户自由设定和保护试验参数，灵活方便，轻松实现一键完成试验。 ◆可自动记忆当前试验的各种状态和设置，当试验中途暂停时，在未断电的状态下，可继续之前的测试继续进行。二、技术参数电压极性：正、负、先正后负、先负后正试验电压：200～10000V±10%

冲击电压发生器

1.2基本要求冲击电压发生器应该满足以下几个要求： 1) 能产生1.2/50μs 的标准雷电波。 2) 能给2000pF 以内的试品作冲击电压试验。 3) 要求画出结构简图。 4) 要求设计出各种元器件的参数（如电容、电阻器参数和型号等，球隙间距等）。 5) 给出仿真波形并进行分析。 2冲击电压发生器的设计原理如图1所示，为标准冲击电压波形。在经过时间T1时，电压从零上升到最大值，然后经过时间T2-T1，电压下降到最大值的一半。规定电压从零上升到最大值所用的时间T1称为波头时间（或称波前时间）；电压从零开始经过最大值又下降到最大值一半的时间T2称为波尾时间（或称半峰值时间）。图1 标准冲击电压波形由该图可知，非周期性的冲击电压波形由两个指数电压波形叠加合成，如图2所示，则其表达式为： /1/2()()t t u t A e e ττ--=- （2-1）该式中，1τ为波尾时间常数，2τ为波头时间常数，通常情况下有1τ>>2τ， A 为单指数波幅值。IEC 中规定标准冲击电压波形参数为：

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