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高电压技术课程设计
——冲击电压发生器的设计
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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。
:
,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。
:


试品额定电压/ kV
35
110
220
330
500
冲击电压发生器标称电压/ MV
~
~
~
~
~
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,;长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化,;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:
所以可取冲击电压发生器的标称电压为660kV

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,电容分压器的电容如估计为600pF,则总的负荷电容为

如按冲击电容为负荷电容的10倍来估计,约需冲击电容为

从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY110—,这种电容器的规格如表3所示。
表3. MY110—
型号
额定电压/ kV
标称电容/ µF
外形尺寸/ mm
重量/ kg
外壳
MY110—
110

Φ635×500
249
瓷壳
用此种电容器6级串联,标称电压可达到660kV,满足前述要求,每级一个电容器,使冲击电容

此值,可使(电压)效率不致很低。
:
标称电压:
冲击电容:
标称能量:

选用高效率回路和倍压充电,回路如下图所示
:
试品电容约1000pF,负荷总电容为2100pF,
波前等效回路
所以波前时间

求出,每级。
半峰值是等效回路
故