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《沖擊電壓發(fā)生器的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、沖擊電壓發(fā)生器的設(shè)計(jì)一、引言沖擊電壓發(fā)生器是一種產(chǎn)生脈沖波的高電壓發(fā)生裝置，在電力系統(tǒng)中主要用于研究電力設(shè)備遭受大氣過電壓和操作過電壓時(shí)的絕緣性能。本文是高電壓技術(shù)課程的課程設(shè)計(jì)，參考相關(guān)文獻(xiàn)完成了沖擊電壓發(fā)生器設(shè)計(jì)，了解了該裝置基本原理、設(shè)計(jì)流程、注意事項(xiàng)等。二、設(shè)計(jì)過程1.最大輸出電壓300～800kV2.沖擊電容為保證沖擊電壓發(fā)生器有較大適用范圍，考慮試驗(yàn)可能遇到的最大的試品電容（不考慮大電力變壓器和整卷電纜試驗(yàn)的情況）（1）試品中互感器電容最大，約1000pF（2）沖擊電壓發(fā)生器的對(duì)地雜散電容和高壓引線及球隙等的電容估計(jì)值取500pF（3）電容分壓器（分壓器采用電容式分
2、壓器）的電容估計(jì)值取600pF由此得出，總的負(fù)荷電容約為為保證發(fā)生器有足夠高的效率，同時(shí)兼顧經(jīng)濟(jì)性，沖擊電容取負(fù)荷電容10至20倍，則沖擊電容為3.電容器的選擇型號(hào)MY110—0.2脈沖電容器參數(shù)如下表型號(hào)額定電壓（kV）標(biāo)稱電容（pF）外形尺寸（mm）重量（kg）適用范圍MY110-0.2110200000瓷殼249沖擊電壓發(fā)生器需滿足兩個(gè)要求：（1）電壓發(fā)生器額定電壓要求：300～800kV（2）沖擊電容要求：21000～31500pF采用MY110—0.2脈沖電容器，7級(jí)串聯(lián)，此時(shí)沖擊電壓發(fā)生器串聯(lián)放電時(shí)，峰值電壓約為770kV滿足（300～800kV），且沖擊電容為20
3、0000/7=28571滿足（21000～31500pF）4.回路選擇采用高效回路，單邊充電。圖1高效回路上圖中C為型號(hào)MY110-0.2脈沖電容器，R為充電電阻，r為保護(hù)電阻（同時(shí)起均壓作用，使電容充電比較均勻），大小取10R，rf為波頭電阻，rt為波尾電阻?；芈坊喖暗刃缦聢D圖2等效回路充電測量：毫安表測量充電電流，微安表與大電阻串聯(lián)測量充電電壓。圖3充電回路電參數(shù)測量1.沖擊電壓發(fā)生器主要參數(shù)（1）額定電壓U1=7*110=770kV（2）沖擊電容C1=200000/7=28571pF（3）能量W=1/2*0.028571*10^-6*(770*10^3)^2=8.46
4、99e+003J=8.47kJ2.波頭電阻和波尾電阻計(jì)算假定（1）試品電容為1000pF（2）負(fù)荷電容為2100pF則由于波前時(shí)間等效回路：圖4波前時(shí)間等效回路：波頭長得，波長時(shí)間等效回路圖5波長時(shí)間等效回路：波長時(shí)間得，1.充電電阻和保護(hù)電阻阻值計(jì)算及電阻材料的選擇下圖為充電回路內(nèi)部環(huán)流，為減小充電回路內(nèi)部放電回路對(duì)沖擊電壓發(fā)生器放電回路的影響，要求R+rf>10～20rt。圖6充電回路內(nèi)部RC回路環(huán)流（1）充電電阻R>20*337.5-27=6723歐姆，取10千歐，結(jié)構(gòu)長度應(yīng)能承受110kV電壓。由于高效回路發(fā)生球隙放電不同步等異常時(shí)，電容的能量都將從波頭和波尾電阻釋放（
5、由于充電電阻R遠(yuǎn)大于波頭波尾電阻），所以一般情況下充電電阻不存在過熱的危險(xiǎn)，故電阻的制作只需考慮絕緣的問題。圖7無感電阻繞制采用雙股反繞的無感電阻結(jié)構(gòu)，則波尾電阻每股阻值20kohms。采用電阻率較大的鎳鉻絲繞制。線徑取0.050mm，截面積0.001964mm2，每米電阻555ohms，則電阻絲長度為20000/555=20.036m。選外徑為80mm，壁厚為3mm的環(huán)氧絕緣筒來繞電阻絲。為使電阻絲承受最大沖擊電壓時(shí)，匝間和表面不放電，根據(jù)1mm極板間隙放電電壓為1kV，則絕緣筒上來繞電阻絲的槽的直徑選為0.1mm。由絕緣筒截面周長約為250mm。波前電阻絲所繞圈數(shù)20036
6、/250=80圈，故80圈電阻絲之間承受電壓110/80=1.375kV/圈，故電阻絲間距必須大于1.375mm，取1.4mm，則繞制波前電阻絲的絕緣筒長度為。（1）保護(hù)電阻r取為40R=400kohms，結(jié)構(gòu)長度應(yīng)能承受1.1*110=121kV電壓。保護(hù)電阻亦不需考慮過熱的問題，而只需考慮絕緣問題，采用雙股反繞的無感電阻結(jié)構(gòu)，則波尾電阻每股阻值800kohms。采用電阻率較大的鎳鉻絲繞制。線徑取0.020mm，截面積0.000314mm2，每米電阻3470ohms，則電阻絲長度為800000/3470=230.548m。選外徑為300mm，壁厚為5mm的環(huán)氧絕緣筒來繞電阻絲
7、。為使電阻絲承受最大沖擊電壓時(shí)，匝間和表面不放電，根據(jù)1mm極板間隙放電電壓為1kV，則絕緣筒上來繞電阻絲的槽的直徑選為0.1mm。由絕緣筒截面周長約為942mm。波前電阻絲所繞圈數(shù)230548/942=245圈，故245圈電阻絲之間承受電壓為110*1.1/245=0.494kV/圈，故電阻絲間距必須大于0.494mm，取0.5mm，則繞制波前電阻絲的絕緣筒長度為。1.沖擊發(fā)生器效率2.充電時(shí)間估算非高效充電回路可作下列等效處理，由于是整流電壓充電故充電時(shí)間較直流電壓要長，T充=15rnC
