沖擊電壓發(fā)生器.doc

《沖擊電壓發(fā)生器.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、高電壓技術(shù)課程設(shè)計姓名：賴智鵬學(xué)號：U200811806班級：電氣0809班郵箱：592425891@qq.com沖擊電壓發(fā)生器的設(shè)計一、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的絕緣性能。本文是高電壓技術(shù)課程的課程設(shè)計，參考相關(guān)文獻完成了沖擊電壓發(fā)生器設(shè)計，了解了該裝置基本原理、設(shè)計流程、注意事項等。二、設(shè)計過程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，考慮試驗可能遇到的最大的試品電容（不

2、考慮大電力變壓器和整卷電纜試驗的情況）（1）試品中互感器電容最大，約1000pF（2）沖擊電壓發(fā)生器的對地雜散電容和高壓引線及球隙等的電容估計值取500pF（3）電容分壓器（分壓器采用電容式分壓器）的電容估計值取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，同時兼顧經(jīng)濟性，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MY110—0.2脈沖電容器參數(shù)如下表型號額定電壓（kV）標(biāo)稱電容（pF）外形尺寸（mm）重量（kg）適用范圍MY110-0.2110200000瓷殼

3、249沖擊電壓發(fā)生器需滿足兩個要求：（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級串聯(lián)，此時沖擊電壓發(fā)生器串聯(lián)放電時，峰值電壓約為770kV滿足（300～800kV），且沖擊電容為200000/7=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MY110-0.2脈沖電容器，R為充電電阻，r為保護電阻（同時起均壓作用，使電容充電比較均勻），大小取10R，rf為

4、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=8.4699e+003J=8.47kJ2.波頭電阻和波尾電阻計算假定（1）試品電容為1000pF（2）負(fù)荷電容為2100pF則由于波前時間等效回路：圖4波前時間等效回

5、路：波頭長得，波長時間等效回路圖5波長時間等效回路：波長時間得，1.充電電阻和保護電阻阻值計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，電容的能量都將從波頭和波尾電阻釋放（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，故電

6、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，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/

7、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800000/347

8、0=230.548m。選外徑為300mm，壁厚為5mm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，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