冲击电压发生器的功能和冲击电压波形

1.电力设备遭受大气过电压（雷电）时的绝缘性能；

2.电气设备遭受操作过电压的绝缘性能；

按照试验标准并考虑足够裕度，冲击电压发生器的标称电压与被试设备的额定电压之间的关系满足下表，下限值供形式试验需要，上限值供试验研究用。

了解了背景知识后，接下来，我们开始步入正题，讲冲击耐压试验的两种类型。

一、单级冲击电压发生器

01单级冲击电压发生器的原理

如图C2: 被试品、测量球间隙、电容分压器和高压引线对地电容的总和

图中原理

1.调整调压器的输出可以改变电容C1的充电电压；

2.调整电阻R1和R2可以改变输出波形；

3.放电球隙G的放电电压根据C1的充电电压和输出电压的要求进行调整；

4.由于受到高压硅堆和电容器额定电压的限制，同时也考虑放电球隙的直径不宜过大，一般单级冲击电压发生器的最高输出幅值不超过200～300kV ；

02波头时间

图为一台电容器向另一台电容器充电电路及电压波形

图中：

由此得出：

冲击波头

图中：

其中：

03波尾时间

冲击波尾

图为形成原理及波形

图中：

图为冲击电压产生电路（高效回路）

过程：首先C1充电，然后合上开关，C1经R1向C2充电，形成波头同时C1和C2经过电阻R2放电，形成波尾。C1>>C2，C2和R1为波头电容和电阻，C1和R2为波尾电容和电阻。

图为单级冲击电压发生器的另两种电路形式

左图中：

二、多级冲击电压发生器

01多级冲击电压发生器的原理

图为并联充电、串联放电

操作步骤

1.调整球隙距离，使G1的放电电压为U0，G2～G4的放电电压在U0～2U0范围内；

2.对各个电容器同时充电到U0；

3.G1首先击穿(点火球隙)，导致G2～G4依次击穿；

4.各个电容器串联对C2和R2放电，在输出端获得幅值很高的冲击电压 ；

关键是杂散电容来不及放电

杂散电容放电的快慢

取决于杂散电容和放电电阻R的大小

为确保各级球隙顺利放电

可采取措施增大杂散电容

02触发球间隙

1－铜球，2－端部有孔的铜球，3－触发电极，4－瓷、胶木等绝缘材料

（1）高压触发脉冲的极性与充电电压的极性相反。主间隙G首先击穿，引发间隙g击穿，从而使电极1和2之间放电。

（2）高压触发脉冲的极性与充电电压的极性相同。间隙g首先击穿，引发主间隙G击穿，从而使电极1和2之间放电。

当冲击电压发生器各个电容充电完毕后，利用另外一个回路产生一个电压较低的脉冲电压，使电极3产生火花，引起G和g击穿。

2000kV冲击电压发生器

03操作电压的产生（利用冲击电压发生器或变压器）

非周期性双指数操作波

1通过调节冲击电压发生器的波头、波尾电阻，利用冲击电压发生器可以产生双指数操作冲击波。

2由于波头和波尾电阻值已经大为增加，在波头时间内，电容对波尾电阻的放电不能忽略，C2上的输出电压峰值与C1的充电电压值相差较大，冲击发生器效率已经大为下降。

衰减振荡波

1利用电容器对变压器原方绕组放电产生。

2特别适用于电力变压器的现场试验，电力变压器既是被试品，又起试验变压器的作用。