沖擊電壓發生器應用

一、定義與用途

沖擊電壓發生器主要用于電力設備等試品進行雷電沖擊電壓全波、雷電沖擊電壓截波和操作沖擊電壓波的沖擊電壓試驗，以檢驗其絕緣性能。它是高壓試驗室的基本試驗設備之一，廣泛應用于電力工程、電氣設備制造和研究領域。

二、工作原理

沖擊電壓發生器的工作原理基于電磁感應和電容放電原理。它通常由高壓脈沖發生器、電容器、電磁開關和電阻組成。當高壓脈沖發生器產生高電壓信號時，電容器會儲存電能。然后，通過電磁開關的觸發，電容器中的電能會在極短的時間內釋放，形成一個高壓脈沖。這個脈沖具有電壓峰值高、上升時間短、持續時間短暫的特點。

三、結構與組成

沖擊電壓發生器裝置主要由發生器本體、截波裝置、分壓器、四組件控制臺（分為微機型和普通型）、數字化波形記錄系統等組成。其中，發生器本體是產生沖擊電壓的核心部件，截波裝置用于產生雷電沖擊截波等操作波形，分壓器用于測量沖擊電壓的波形參數，控制臺則用于控制充電、放電過程以及調節沖擊電壓的參數。

四、主要特點

1. 回路電感小，并采取帶阻濾波措施，能在大電容量負載下產生標準沖擊波，負載能力大。
2. 電壓利用系數高，雷電波和操作波分別不低于85%和80%。
3. 調波方便，操作簡單，同步性能好，動作可靠。
4. 采用恒流充電自動控制技術，自動化程度高，抗干擾能力強。

五、使用步驟

1. 按系統接線圖將所有外部連線接好，由其接地線要短、粗、直且只有一點接地（分壓器最靠近接地點）。
2. 選擇要輸出的波形是正極性還是負極性，并調整相應的輸出方向。
3. 取下掛在主電容上的接地棒，清理周圍環境，確保無關人員遠離試驗區域。
4. 打開示波器，輸入探頭的分壓比及設定運行狀態，使示波器進入待測狀態。
5. 合上控制臺電源，順時針打開鑰匙開關，此時停止指示燈和數字表數碼管亮。
6. 根據輸出電壓的大小來確定每組電容器的充電電壓，并調整球距以使球距電壓表指示的球距為每級電容器所要放電的距離。
7. 按下啟動按鈕，進入運行狀態。
8. 按下升壓按鈕，此時原邊電流表、原邊電壓表等有讀數，充電電壓表顯示充電電壓。
9. 當充電電壓表顯示的電壓值接近預升電壓時，點動按升壓按鈕，直到充電電壓等于預升電壓時，按下觸發按鈕，此時所有球隙擊穿，輸出一次沖擊電壓。
10. 示波器顯示一次沖擊波形，波頭時間、波尾時間和電壓峰值可用光標進行計算。如需調整波形參數，可關閉鑰匙開關，調整球距和波頭、波尾電阻后重復操作。
11. 記錄波形并打印存檔或出報告。
12. 試驗結束后，切斷電源并掛上接地棒以確保安全。

六、應用領域

沖擊電壓發生器在多個領域有廣泛應用：

1. 對變壓器、開關、電纜、絕緣子等電力設備進行雷電沖擊電壓全波、雷電沖擊電壓截波、操作沖擊電壓波等試驗，以檢驗其在瞬態過電壓下的絕緣性能。
2. 模擬電力系統中可能出現的各種過電壓情況，研究過電壓的產生機理、傳播特性和防護措施。
3. 在高壓電器產品的研發過程中進行各種沖擊電壓試驗，驗證產品的性能和可靠性。
4. 測試高壓電器中使用的絕緣材料在沖擊電壓下的性能，為選擇合適的絕緣材料提供依據。
5. 科研院校和檢測機構利用沖擊電壓發生器進行高電壓技術、絕緣技術等方面的科研實驗。

七、發展趨勢

隨著特高壓輸電技術的不斷發展，電力設備的電壓等級也不斷升高，對沖擊電壓發生器的要求也越來越高。傳統的沖擊電壓發生器大多為露天的塔式結構，整體高度隨標定電壓等級的升高而升高，導致體積和重量巨大，運輸和安裝困難。因此，目前正致力于研制更為先進的氣體絕緣沖擊電壓發生器，以提高其性能和可靠性。

綜上所述，沖擊電壓發生器是電力設備測試領域*可或缺的重要設備之一，具有廣泛的應用前景和發展潛力。