雷電沖擊電壓測試儀

一、雷電沖擊電壓測試儀沖擊電壓發生器本體及直流充電電源
雖然沖擊電壓發生器本體及直流充電電源有多種結構形式，但基本原理都是采用Marx多級回路，即各級電容器并聯充電，然后串聯放電以獲得脈沖高電壓。標志沖擊電壓發生器本體的主要技術參數包括：
額定電壓：發生器各級*大充電電壓的總和。
額定儲能：發生器各級電容*大儲能的總和。
對于不同的沖擊電壓發生器的結構形式，目前采用的級電壓主要有100kV、150kV、200kV、300kV幾種，而發生器的每級電容量則根據試驗需要來合理選擇。HZCJ系列沖擊電壓發生器采用100kV的級電壓。
1、沖擊電壓發生器本體及直流充電電源原理電路圖
 

2、沖擊電壓發生器本體結構說明
LCJ系列沖擊電壓發生器本體設計為戶內使用，采用三根絕緣立柱支撐結構。在發生器的每級將3根立柱聯結可靠，并互相間組成穩定的結構。
發生器的每級都有一臺低電感，大容量的沖擊電容，它們被放置在沖擊電壓發生器結構中央。該電容采用高密度固體電容器，具有重量輕、體積小的特點，即使在額定工況下連續操作，它們也有足夠的使用壽命。
發生器上使用的所有的電阻都是拔插式的線繞電阻。雷電波的調波電阻采用無感繞制，具有很小的電感。波頭電阻和波尾電阻安裝在發生器的兩柱之間。充電電阻則安裝在點火球隙的一側。
直流充電電源（由高壓變壓器、倍壓電容、高壓硅堆構成）采用倍壓整流方式。高壓硅堆安裝在一個絕緣支撐板上，通過一個簡單的彈簧壓接機構可手動變換其方向。通過一只保護電阻將直流高電壓輸出到沖擊電壓發生器的*一級電容。用于測量充電電壓的高壓高阻也安裝在這個絕緣支撐板上。
發生器的點火觸發是通過觸發下一級的球隙使之放電而完成的。因此下一級的球隙被設計成三間隙結構。觸發脈沖是由一個高電平，快速變化的脈沖電壓。它是由點火脈沖放大器產生的。一個用于檢測發生器點火的脈沖的耦合電容安裝在發生器的底座上。
為了確保發生器的安全操作，系統提供了一個接地機構。一旦發生器發生異常，接地放電開關會在*一個充電電阻后自動接地，結果所有的沖擊電容都將通過下一級的電阻放電。

 3、沖擊電壓發生器的運行方式
A．串聯聯線
沖擊發生器的所有n級在點火瞬間均被串聯起來，在這種聯線方式中，可以得到大的輸出電壓。電路聯線如下所示。
 
B．減少級數的串聯聯線
沖擊發生器的(n-x)級在點火瞬間被串聯起來，x級被短接了。這種聯線方式可在串聯聯線和少的并聯聯線間變化。這種情況下，發生器的輸出能量按比例x:n減小，輸出電壓可從使用的高的一級上得到。電路聯線如下所示。
 
C．串并聯聯線
   沖擊發生器s級以串聯方式連接，p級以并聯方式連接，這種情況下，發生器總的充電電壓是級充電電壓的s 倍。電路聯線如下所示。
 
 
 
D．多級并聯聯線
這種聯線方式一般用在變壓器和電抗器的沖擊試驗中，因為這種試驗的波尾時間只由試品的阻抗決定。在這種聯線方式中，發生器可產生大的輸出能量。電路聯線如下所示。
 
 
 
二、雷電沖擊電壓測試儀低阻尼電容分壓器
阻容式電容分壓器由高壓臂電容和低壓臂電容組成，作為沖擊電壓發生器的基本負載，是產生沖擊電壓波形的必配設備。同時它將沖擊高電壓按比例減小為低壓信號，可以用峰值電壓表和波形測量儀器進行測量。其結構圖如下：
三、控制系統
采用基于PLC技術的控制系統為沖擊電壓發生器提供各種控制，*沖擊試驗的各種控制功能。控制系統由控制柜（帶有輔助操作單元）和主操作單元兩部分組成，控制柜安裝在發生器底部直流充電電源旁，主操作單元安裝在控制室內，兩者連接采用兩芯光纜，其控制連線如下圖所示。
 
1、系統組成部件如下表所列：
部件名稱 功能說明 安裝位置
控制柜 提供各種控制命令 安裝在發生器本體底座上
脈沖放大器1 發生器本體球隙觸發 安裝在發生器本體底座上
隔直電容器 隔離觸發脈沖的直流高壓 安裝在發生器*一球隙附近
點火反饋分壓器 檢測發生器球隙的觸發狀況 安裝在發生器本體底座
直流電壓分壓器 測量發生器充電電壓 安裝在發生器本體底座
脈沖放大器2 截斷裝置球隙觸發 安裝在截斷裝置底座上
從操作單元 各種控制命令、參數的輸入及狀態顯示 安裝在控制柜上
主操作單元 各種控制命令、參數的輸入及狀態顯示 安裝在控制室的控制臺上。
2芯多模光纖 連接控制柜和主操作單元  
2、控制系統技術參數
¡ 充電電壓：整定范圍 0~100.0kV
工作范圍 20.0~100.0kV
整定偏差 ≤±1%
不穩定度 ≤±1%
整定分辨 0.1kV
¡ 充電時間：整定范圍 30~180s
整定分辨 1s
報警時延 2s
¡ 加壓次數：整定范圍 1~999
¡ 保護設定：過流保護值 可設定
過壓保護值 可設定
動態充電保護 可選擇
靜態充電保護 可設定
¡ 觸發脈沖 大于15kV，上升時間小于100ns，極性可切換
¡ 輸出沖擊穩定性： 大于99%
3、控制系統主要測控功能如