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高電壓技術課程設計--沖擊電壓發生器的設計(已修改)

2026-06-15 20:30 本頁面

　

【正文】 Page 1 高電壓技術課程設計 —— 沖擊電壓發生器的設計班級：姓名：學號：指導老師： Page 2 一、課程設計要求：畫出沖擊電壓發生器的總體結構布置圖 (含接地系統設計 )，各主要部件或器件的型號、參數，絕緣距離與凈空 (空間布置 )，各參數之間的匹配關系，波形測量系統等。對沖擊電壓發生器設計的要求為：（ 1）容性試品（ 2）高效回路（ 3）最大輸出電壓： 800kV （ 4）級數： 3 級以上（ 5）輸出波形設計方案除分壓器本體電氣參數外，還需包含：（ 1）分壓器的電阻（含線徑和材料）（ 2）球隙大小和距離（ 3）測量裝置（充電、放電）（ 4）測量裝置抗干擾措施（ 5）充電電源（各器件參數）（ 6）本體、分壓器、電源、測量系統（ 7）絕緣材料、絕緣距離選取（ 8）觸發器 Page 3 二、沖擊電壓發生器的功用及原理沖擊電壓發生器是一種產生脈沖波的高電壓發生裝置。原先它只被用于研究電力設備遭受大氣過電壓（雷擊）時的絕緣性能，近年來又被用于研究電力設備遭受操作過電壓時的絕緣性能。所以對沖擊電壓發生器的要求，不僅能產生出現在電力設備上的雷電波形，還能產生操作過電壓波形。沖擊電壓的破壞作用不僅決定于幅值，還與波形陡度有關，對某些設備要采用截斷波來進行試驗。沖擊電壓發生器要滿足兩個要求：首先要能輸出幾十萬到幾百萬伏的電壓，同時這電壓要具有一定的波形。它的原理圖如圖 2。實驗變壓器 T 和高壓硅堆 D 構成整流電源，經過保護電阻 r 及充電電阻 R 向主電容器 C1 — C4 充電，充電到 U，出現在球隙 g1— g4 上的電位差也為 U，若事先把球間隙距離調到稍大于 U，球隙不會放電。當需要使沖擊機動作時，可向點火球隙的針極送去一脈沖電壓，針極和球皮只見產生一小火花，引起點火球隙放電，于是電容器 C1 的上極板經 g1 接地，點 1 電位由地電位變為 U。電容器C1 與 C2 間有充電電阻 R 隔開， R 比較大，在 g1 放電瞬間，點 2 和點 3 電位不可能突然改變，點 3 電位仍為 +U，中間球隙 g2 上的電位差突然升到 2U， g2 馬上放電，于是點 2 電位變為 2U。同理， g3，g4 也跟著放電，電容器 C1— C4 串聯起來了，最后球隙 g0 也放電，此時輸出電壓為 C1— C4 上電壓的總和，即 4U。上述一系列過程可被概括為“電容器并聯充電，而后串聯放電” 。 Page 4 三、設計內容（ 1）高效回路選用高效率回路和倍壓充電，回路如下圖所示圖 1 發生器的充電回路

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