GDCY-100kV-5kJ 冲击电压发生器说明书

1.设置峰值：自动模式下的冲击输出峰值由此设置，可设置范围为4KV-20KV，以1V为步进。

通过启动键移位，通过上、下键修改数据。

2.冲击次数：手动模式、自动模式下的冲击输出次数由此设置，0为无限次冲击，3.间隔时间：手动模式、自动模式下的间隔时间设置，默认参数为5S。

自动模式的控制参数是基于5秒状态下调试的，5秒和5秒以上因系统设计有自动恒压系统，输出峰值不受间隔时间影响。

间隔时间低于5秒的，可能部分设置值达不到设置峰值；间隔时间低于5秒但在3秒及以上时，可输出大部分设置电压峰值。

4.极性：冲击电压输出极性，有正、负、正负交替三个选择项。

极性设置对手动冲击、直流输出、自动输出均有效。

正负交替对直流无效。

正负交替模式时，冲击次数不要设置为0。

极性设置为正负交替，仪器实际上进行的是两组测试，一组为正，一组为负，各组测试次数按冲击次数设置。

5.工作模式：共有手动、直流、自动、程控4种模式。

手动模式冲击电压峰值由前端的旋钮调节，左端为最小，右端为最大；直流模式输出高压直流，电压由前端的旋钮调节，可用于部分低功率的直流输出，主要用于仪器检修。

自动模式根据设置的程控电压和间隔时间输出冲击电压。

程控模式为后继扩展保留的计算机程控模式。

6.报警电流：可设置范围为0.03A-1.2A。

用于判定冲击测试时样品是否击穿。

判定样品击穿，冲击电流为必需条件，在检测到冲击电流的基础上，才会根据衰减判定的设置判定。

如未检测到冲击电流，或者冲击电流值低于报警电流设置值，则样品判定未击穿。

7.衰减判定：可设置范围为0-99，对应冲击测试时因样品击穿导致的电压衰减。

用于判定样品自否击穿，如果设置为0，则仪器判定击穿时仅根据是否产生冲击电流；如果设置为1-99，则只有在检测到冲击电流并产生电压衰减的状况时，仪器才判定击穿。

如设置为10，则代表仪器检测到的冲击电压值为应检测冲击电压值的90%，代表衰减了10%。

冲击电压发生器产品操作手册尊敬的用户：感谢您购买本公司GDCY-10冲击电压发生器。

在您初次使用该产品前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。

我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，如果您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们会尽快给您答复。

注意事项●使用产品时，请按说明书规范操作。

●仪器运输时应避免雨水浸蚀,严防碰撞和坠落。

●请勿打开该仪器，仪器内部的部件都是使用者无法自行替换的；●在存在爆炸危险的情况下，请勿开启或操作该仪器；●该仪器应在干燥的室内使用。

如发现凝结物，请先将发生器干燥后再使用；●使用该仪器试验前，请确定接线准确。

●仪器使用时，仪器内部和高压插座处带危险性电源电压或高压，直接接触或通过潮湿物体间接接触会带来致命危险。

●接入或移除任何测试导线时，请确保仪器已停止运行。

●安装、拆除电源线前，必须先关闭电源开关。

●为保证仪器运行安全，当仪器上的保险丝熔断后，应使用相同型号和规格的保险丝替换。

本手册内容如有更改，恕不通告。

没有武汉国电西高电气有限公司的书面许可，本手册任何部分都不许以任何（电子的或机械的）形式、方法或以任何目的而进行传播。

目录一、概述 (5)二、技术参数 (5)三、操作指南 (6)四、维护保养 (12)五、保修期 (12)冲击电压发生器一、概述GDCY-10 是为了验证电气继电器的电气间隙、爬（漏）电距离和其他绝缘性能而设计的智能化控制检测仪器，符合GB/T 14598.3-2006、IEC 60255-5：2000标准要求。

具有如下特点：◆采用可编程控制技术，使控制系统实现超小型化及高可靠性能的智能自动控制和测量；◆关键器件采用优质进口器件，质量保证，输出稳定可靠；◆操作界面采用7.0英寸超大液晶触摸屏，可灵活编程。

界面具有画面提示功能，可实现人机对话，操作方便，不易出错；◆具有控制、保护、警示、提示各种功能，可有效保护人身和系统的安全；◆可由用户自由设定和保护试验参数，灵活方便，轻松实现一键完成试验。

电力系统中的高压电气设备在投入运行之前需要进行冲击电压试验来检验其在过电压作用下的绝缘性能。

随着电力科技的发展,需要进行冲击电压试验的试品种类日益增多。

冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装置。

原先它只被用于研究电力设备遭受大气过电压（雷击）时的绝缘性能，后来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。

所以对于冲击电压发生器，要求不仅能产生出现在电力设备上的雷电波形，还能产生操作过电压波形。

冲击电压的破坏作用不仅决定于幅值，还与波前陡度有关。

对某些设备还要采用截断波来进行试验。

此外，冲击电压发生器还可用来作为纳秒脉冲功率装置的重要组成部分；在大功率电阻束和离子束发生器以及二氧化碳激光中，可作为电源装置。

根据实测，雷电波是一种非周期性脉冲，它的参数具有统计性。

他的波前时间（约从零上升到峰值所需时间）为0.5μs~10μs，半峰值时间（约从零上升到峰值后又降到1/2峰值所需时间）为20μs~90μs，累积频率为百分之50的波前和半峰值时间约为1.0μs~1.5μs和40μs~50μs。

操作冲击电压波的持续时间比雷电冲击电压波长得多，形状比较复杂，而且他的形状和持续时间，随线路的具体参数和长度的不同而有异，不过目前国际上趋向于用一种几百微秒波前和几千微秒波长的长脉冲来代表它。

雷电波又可分全波和截波两种。

截波是利用截断装置把冲击电压发生器产生的冲击波突然截断，电压急剧下降来获得。

截断的时间可以调节，或发生在波前或发生在波尾。

为了保证多次试验结果的重复性和各试验间试验结果的可比性，对波形及波形定义应有明确规定。

为此国际电工委员会和国家标准规定了标准雷电冲击全波及截波的波形和标准操作冲击电压波形，如图1至图4所示。

图1：雷电冲击电压全波图1中0为原点。

有时用示波器摄取到的波形，在0点附近往往模糊不清，或是有起始之振荡。

在产生冲击电压的发生器内电感大时，波形起始处也可能有一小段较为平坦。

此时波形的原点（起始点）在时间轴上不容易确定。

GDCY-2400kV/360kJ冲击电压发生器技术方案一、使用范围：GDCY系列冲击测试系统能够产生冲击电压用于模拟雷击和开关浪涌。

级能量范围在2.5-1620千焦。

最大放电电压为100-7200千伏..产品不仅满足IEC,ANSI/IEEE等国际标准，还满足其他国家的国家标准。

基本系统可以用不同的方式容易地进行升级，以满足各种特殊的试验。

大量的附加电路和配件都可以用来优化冲击测试系统以便其测试不同的被试品。

发生器以其独特性的，模块化的以及专有的完美结构适用于运输以及在线安装。

其内部的回路电感被做得非常的小。

二、系统配置：三、适用标准：IEC60060-1/2/3 高压测试技术IEC60076-1/2/3/4/6 电力变压器IEC61083-1/2 在高压脉冲试验中测量用的仪器和软件IEC60243-1 绝缘材料电气强度IEC60099-1-4 避雷器IEC61010-1-2-3 测量，控制和实验室用电器设备的安全要求GB7449-87 电力变压器和电抗器的雷电冲击和操作冲击试验导则ZBF24001-90 冲击电压测量实施细则GB311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合GB/T16927.2-1997 高压试验技术（测量系统）GB/T16896.1-1997 高电压冲击试验用数字记录仪GB/T3048.13-92 电线电缆冲击电压试验方法GB4704-92 脉冲电容器及直流电容器四、冲击电压测试系统工作条件：海拔高度: ≤1000 m高压部件的极限温度: - 5℃~+45℃非冷凝条件下周围的相对湿度: ≤90% (at 20℃)使用环境: 室内抗震强度: ≤7.5 级需有可靠的接地点，接地电阻: ≤ 0.5Ω五、冲击电压测试系统2400kV/360kJ技术参数:结构型式: H额定输入电压: 0.4kV额定输入电流: 125A额定输入频率: 50/60Hz额定冲击电压: ±2400 kV (1.2/50μS)额定级充电电压: ±200kV额定充电时间(0-100%): <90s额定冲击容量: 125nF (每个电容3μF/100kV)级数: 12级容量: 1.5μF额定能量: 360kJ级能量: 30 kJ电容器寿命: 100000次全电压充放电运行时间: 在100%额定电压下, 设备可持续运行. 波形参数:标准雷电波(LI): 1.2±30%/50±20%μS 满足IEC60060-2 标准转换波(SI): 250±20%μs /2500±60%μs雷电截波(LIC): 2-6us陡波：>2500kV/us最低输出电压: <10 %Un充电电压的不稳定性: <±1.0 %同步范围: >20%同步放电失控率: <2%点火范围: 10%～100%Un效率: LI: >85% (负载)LI: >90% (空载)SI: >70% (负载)SI: >75%(空载)冲击电压系统图纸:六、主要产品技术参数:1. 冲击电压发生器结构模式: H额定冲击电压: ±2400 kV额定级充电电压: 200kV额定冲击容量: 125nF (每个电容3μF/100kV)级数: 12级容量: 1.5μF额定能量: 360kJ级容量: 30 kJ波形: LI / SI满足IEC60060-2同步范围: >20%同步放电失控率: <2%点火范围: 10%～100%Un电容器寿命: 100000次全电压充放电运行时间: 在100%额定电压下, 设备可持续运行..结构特征:1.1 GDCY-2400kV/360kJ冲击电压发生器用H型结构电容器的每级都是由四个玻璃纤维所支撑，构成一个稳定的冲击电压发生器组件结构。

尊敬的顾客感谢您购买本公司TLHG-108系列直流高压发生器。

在您初次使用该仪器前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。

我们的宗旨是不断地改进和完善公司的产品，因此您所使用的仪器可能与使用说明书有少许的差别。

如果有改动的话，我们会用附页方式告知，敬请谅解！您有不清楚之处，请与公司售后服务部联络，我们定会满足您的要求。

由于输入输出端子、测试柱等均有可能带电压，您在插拔测试线、电源插座时，会产生电火花，小心电击，避免触电危险，注意人身安全！慎重保证本公司生产的产品，在发货之日起三个月内，如产品出现缺陷，实行包换。

一年（包括一年）内如产品出现缺陷，实行免费维修。

一年以上如产品出现缺陷，实行有偿终身维修。

安全要求●使用直流高压试验器的工作人员必须是具有“高压试验上岗证”的专业人员。

●使用本仪器请用户必须按《电力安规》168条规定，并在工作电源进入试验器前加装两个明显断开点，当更换试品和接线时应先将两个电源断开点明显断开。

●试验前请检查试验器控制箱、倍压筒和试品的接地线是否接好。

试验回路接地线应按本说明书所示一点接地。

●对大电容试品的放电应经100Ω/V放电电阻棒对试品放电。

放电时不能将放电棒立即接触试品，应先将放电棒逐渐接近试品，至一定距离空气间隙开始游离放电有嘶嘶声。

当无声音时可用放电棒放电，最后直接接上地线放电。

●如做容性负载试验时，一定要接上限流电阻。

●直流高压在200kV及以上时，尽管试验人员穿绝缘鞋且处在安全距离以外区域，但由于高压直流离子空间电场分布的影响，会使几个邻近站立的人体上带有不同的直流电位。

试验人员不要互相握手或用手接触接地体等，否则会有轻微电击现象，此现象在干燥地区和冬季较为明显，但由于能量较小一般不会对人造成伤害。

●试验完毕必须将接地线挂至高压输出端方可拆除高压引线。

－安全术语警告：警告字句指出可能造成人身伤亡的状况或做法。

小心：小心字句指出可能造成本产品或其它财产损坏的状况或做法。

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在您初次使用该产品前，请您详细地阅读本使用说明书，将可帮助您熟练地使用本仪器。

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注意事项●使用产品时，请按说明书规范操作。

●仪器运输时应避免雨水浸蚀,严防碰撞和坠落。

●请勿打开该仪器，仪器内部的部件都是使用者无法自行替换的；●在存在爆炸危险的情况下，请勿开启或操作该仪器；●该仪器应在干燥的室内使用。

如发现凝结物，请先将发生器干燥后再使用；●使用该仪器试验前，请确定接线准确。

●仪器使用时，仪器内部和高压插座处带危险性电源电压或高压，直接接触或通过潮湿物体间接接触会带来致命危险。

●接入或移除任何测试导线时，请确保仪器已停止运行。

●安装、拆除电源线前，必须先关闭电源开关。

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目录一、概述 (5)二、技术参数 (5)三、操作指南 (6)四、维护保养 (12)五、保修期 (12)冲击电压发生器一、概述GDCY-10 是为了验证电气继电器的电气间隙、爬（漏）电距离和其他绝缘性能而设计的智能化控制检测仪器，符合GB/T 14598.3-2006、IEC 60255-5：2000标准要求。

具有如下特点：◆采用可编程控制技术，使控制系统实现超小型化及高可靠性能的智能自动控制和测量；◆关键器件采用优质进口器件，质量保证，输出稳定可靠；◆操作界面采用7.0英寸超大液晶触摸屏，可灵活编程。

界面具有画面提示功能，可实现人机对话，操作方便，不易出错；◆具有控制、保护、警示、提示各种功能，可有效保护人身和系统的安全；◆可由用户自由设定和保护试验参数，灵活方便，轻松实现一键完成试验。

11回路中的故有电感减小回路尺寸可减小回路电感回路中的故有电感减小回路尺寸可减小回路电感22回路中的故有电容回路中的故有电容33放电间隙的导通过程放电间隙的导通过程模拟器产生的瞬态电场的波形模拟器产生的瞬态电场的波形empemp传输线模拟系统传输线模拟系统负载水电阻脉冲源传输线传输线型emp模拟器有效空间长60m宽46m高46m抗干扰措施的研究
式中：b=1/［C1C2(RdRt+RdRf+RfRt)］ a=［C1(Rd+Rt)+C2（Rt+Rf)］· b d=C1Rt· b
u2(t)=U1ε[exp（s1t）－exp（s2t）] s1、s2为方程s2+as+b=0的两个根 从根和系数的关系可知 s1· 2=b ； s s1 + s2= －a
发生器电压效率
发生器电压效率的近似计算式为
ŋ＝[C1/（C1＋C2）][Rt/（Rd＋Rt）]
这意味着输出电压u2的 峰值U2m低于电容C1上 的初始充电压U1。它是 由于C1与C2之间的分压 和Rt与Rd之间的分压造 成的
放电时基本回路的等值回路
考虑回路电感后的近似计算
在计算波前时间时，仍采用简化条件， 认为Rt→∞，把回路电感L考虑进去， 则放电回路将变为R－L－C串联回路 如图所示。 其中R应为阻尼电阻Rd与波前电阻Rf 之和。为获得非振荡冲击波，应使
单级冲击电压发生器回路
回路1
正极性冲击电压
回路2
负极性冲击电压
由于受到硅堆和电容 器额定电压的限制，单级 冲击电压发生器的最高电 压不超过200~300kV。
多级冲击电压发生器回路
T：供电高压变压器； D：整流用高压硅堆； r：保护电阻，一般为几 百千欧； R：充电电阻，一般为几 十千欧； rd:每级的阻尼电阻； C：每级的主电容，一般 为零点几个微法； Cs：每级相应点的对地 杂散电容，一般仅为 几个皮法； g1：点火球隙； g2～g4：中间球隙； g0：隔离球隙；

冲击电压发生器说明书江苏新亚高电压测试设备有限公司目录一、概述二、产品型号编制说明三、使用条件四、主要技术参数五、设备组成六、使用方法七、注意事项八、日常维护九、成套设备的主要部件十、随机文件及附件一、概述冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置，用于试验电力耐受大气过电压和操作过电压时的绝缘性能，所以冲击电压发生器不仅能产生雷电冲击电压波形、雷电冲击电压截波，雷电冲击电压陡波，还能产生操作冲击电压波形等。

本系列冲击电压发生器可对绝缘子串、长空气间隙、套管、互感器、变压器等试品进行冲击电压试验和其它科学研究。

二、产品型号编制说明C JD Y -----设备标称电压(kV)设备标称能量(kJ)“电压”型发生器“冲击”波CJDY系列冲击电压发生器主回路电路如下：图中：T：充电变压器（220V/80KV）D1 D2：高压硅整流器（200KV/200mA）K1 K2：自动接地开关（电磁铁220V/5Kg）R01 R02 R03：充电保护电阻（100KV/15K）R1、R2：直流电阻分压器（100KV/300MΩ）C P：耦合电容器（100KV/1000PF）R0：触发电阻（2W/1.2MΩ）C：主电容器(50KV/2×1.0UF)R：充电电阻(100KV/30KΩ)R´：充电箝位电阻(100KV/12-30KΩ)R t R,t：波尾电阻R f R,f：波头电阻C´：充电兼操作波尾电阻R´f：操作波外波头电阻C´s0：点火电容C0：串联放电球隙R0´：触发球箝位电阻R0：分压器阻尼电阻C0 C0´：弱阻尼电容分压器(400KV/300PF)C0´´：电容分压器低压臂0.4UFC3：截波装置(400KV/300PF)三、使用条件安装、使用处海拔高度不超过1000米周围空气温度：-20℃～＋40℃，空气相对湿度不大于90％(20℃)，最大温差：25℃无导电尘埃存在无火灾及爆炸危险品不含有腐蚀金属和绝缘的气体和蒸汽无剧烈振动、碰撞和强烈颠簸地平水平面不超过3度，移动式装置地面不平度±1mm/m2电源电压的波形为正弦波，波形畸变率小于3％，频率50Hz，电源侧应不受来自外部的过电压。

冲击电压发生器1000kV 冲击电压发生器及测量系统的设计摘要：本文介绍了1000kV 冲击电压发生器及测量系统的基本工作原理，分析了设计过程中的主要问题，结合冲击电压发生器的主要技术指标，对设计过程进行了详细讨论，给出了电路原理图及实物结构图，并对主要元器件进行了选择，最后利用仿真软件ATP 对输出波形进行了仿真，以验证选择参数的正确性，同时对某些电路参数对冲击电压波形的影响作出了分析。

关键词：冲击电压发生器；电路设计；结构图；ATP 仿真电力系统的高压电气设备在运行时不仅要经常承受正常的工作电压作用, 而且还有可能遭受短时雷电过电压和内部过电压的侵袭, 所以高压电气设备在安装前要进行必要的过电压的绝缘耐受试验, 比如模拟雷电过电压和操作过电压作用。

冲击高压实验是耐压实验的一种，进行冲击高压实验是为了研究电气设备在运行中遭受雷电过电压和操作过电压作用时的绝缘性能[1]。

冲击电压发生器是高压实验室的基本设备之一，它是一种产生脉冲波的高电压发生装置。

由于绝缘耐受冲击电压的能力与施加电压的波形有关，而实际冲击电压波形具有分散性，因此必须对于冲击电压波形参数做统一规定，以保证多次试验的重复性和不同试验条件下的结果的可比较性。

我国采用国际电工委员会（IEC）标准规定标准冲击电压波形。

即规定冲击电压波形为双指数型，波头时间为1.2uS，波尾时间为50us，冲击电压峰值一般为几十千伏到几兆1 设计要求1.1 设计指标设计一台1000kV 的冲击电压发生器及测量系统，可以对2000pF 的试品电容做冲击试验。

1.2 基本要求冲击电压发生器应该满足以下几个要求：1）能产生1.2/50 Q的标准雷电波。

2）能给2000pF以内的试品作冲击电压试验。

3）要求画出结构简图。

4）要求设计出各种元器件的参数（如电容、电阻器参数和型号等，球隙间距等）。

5）给出仿真波形并进行分析。

2 冲击电压发生器的设计原理如图1 所示，为标准冲击电压波形。

目 录注意事项 (1)试验机正常工作条件 (1)搬运与安装注意事项 (1)使用注意事项 (1)维护保养注意事项 (2)1. 被动指针抖动或下滑，指针摩擦力大冲击后数值偏小 (2)2. 指针不回零 (2)产品简介 (3)1 章技术规格 (4)■ 简支梁 (4)2章结构概述 (5)▲ 结构概述 (5)◆ 机体 (5)◆ 摆锤 (6)◎ 摆锤能量 (7)◆ 钳口 (7)◆ 指示机构说明 (9)3章仪器使用方法 (10)1. 试验机的安放方法 (10)2. 摆锤的选用方法 (10)3. 摆锤的安装 (10)4. 确定表盘指示 (11)5. 查看指针 (11)6. 钳口位置的调整方法 (12)● 支座跨距的调整 (12)● 垫片选取原则如下（如图 16） (13)● 移动支座的调整 (13)8. 开机 (14)9. 安装试样 (14)10. 冲击试样 (14)11. 试验结果修正 (14)注意事项试验机正常工作条件◆ 室温10℃～35℃范围内 ；◆ 相对湿度≤ 80 % ；◆ 牢固地安装在坚固的基础上，该基础的质量至少是使用的最重摆锤质量的40倍，调整好水平度 ；◆ 在周围无振动，无腐蚀性介质的环境中。

搬运与安装注意事项◆ 搬运试验机的包装箱时，应避免过分倾斜所产生的碰撞或强烈振动；◆ 试验机在搬运过程中，应将摆锤卸下，以免摆锤来回摆动而使有关零件遭到破坏；◆ 试验机在安装前，应将包装时涂的防锈油清洗干净，并用干净的棉纱将灰尘擦净，清洗和擦拭时不得拆卸零部件；◆ 将电源插头插入交流220V 50Hz插座中。

使用注意事项◇ 使用时，主机电源插头中心端必须可靠接入保护地。

◇ 使用前应检查摆杆、摆锤等连接螺丝是否松动。

◇ 为保证轴承的摩擦力小，使用前应往轴孔中加仪表油润滑。

但加油不宜过多，否则会增加磨擦力。

◇ 没有必要时，严禁拆卸或更换摆锤上面的有关零件，以免摆锤的冲击常数和打击中心距发生变化。

维护保养注意事项● 摆锤及钳口应经常涂防锈油，附件不用时应涂防锈油。

等值电路
冲击电压发生器冲击电压发生器动作时的等值电路如图2所示。图中C1为主电容，又称冲击电容，它相当于 各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0，它包括调波电容、试品电容、测量设备（分压器）电容及联线 等寄生电容;G代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和，即 Rf=nrf，Rt=nrt；U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压，即U1=nV；U2为输出电压,即所需的冲击电压。 此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析，输出电压U2(t)为一双指数函数
冲击电压发生器
仪器设备
01 简介
03 工作原理 05 效率
目录
02 特点 04 等值电路 06 主要技术参数
冲击电压发生器主要用于电力设备等试品进行雷电冲击电压全波、雷电冲击电压截波和操作冲击电压波的冲 击电压试验，检验绝缘性能。
100～kV系列各种容量成套冲击电压（电流）试验装置。并可提供多种波形系列成套冲击电压（电流）发生 器。冲击试验装置主要由：发生器本体、截波、分压器、四组件控制台（控制台分为微机型和普通型）、数字化 波形记录系统等组成。
τ1>>τ2
参考此分析解，并根据实际经验，冲击电压波形参数可按下式作近似估计：波前时间
半峰值时间
T2≈0.6压发生器输出电压幅值V2m与充电电压пV之比称作发生器的效率η，即 η=(V2m /nV)×100% 对雷电冲击波，η一般约80%；对操作冲击波，η有时仅60%。 冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关，均需通过实际调试进行调整和确定。 对于电力变压器等带有绕组的电力设备，通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙 即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2～5μs截断的波形。 冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。目前中国已建的冲击电压发生器最高额定电压为6MV， 有的国家个别的高达10MV。

冲击电压发生器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解冲击电压发生器的基本原理，掌握其组成部分及功能。

2. 学生能够描述冲击电压发生器在工作过程中的电压变化规律。

3. 学生能够解释冲击电压发生器在电力系统中的应用及其重要性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析冲击电压发生器电路图，并进行简单故障排查。

2. 学生能够设计简单的冲击电压发生器实验方案，进行实验操作，并处理实验数据。

3. 学生能够通过团队合作，完成冲击电压发生器的组装与调试。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到冲击电压发生器在电力系统中的重要作用，增强对电力工程领域的兴趣。

2. 学生在团队合作中，培养沟通、协作和解决问题的能力，提高自信心。

3. 学生能够关注冲击电压发生器的安全使用，增强安全意识，养成严谨的科学态度。

课程性质：本课程为电力工程领域的一门实践性较强的课程，旨在让学生掌握冲击电压发生器的基本原理和实际应用。

学生特点：学生具备一定的电路基础知识，但对冲击电压发生器的了解较少，需要通过实践操作加深理解。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实验、组装和调试等环节，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。

同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使学生在学习过程中形成良好的科学素养。

二、教学内容1. 冲击电压发生器原理- 电压发生器的基本概念- 冲击电压发生器的分类及工作原理- 冲击电压发生器在电力系统中的应用2. 冲击电压发生器电路分析- 电路图的识别与分析- 电压变化规律及其影响因素- 故障排查与解决方法3. 冲击电压发生器实验操作- 实验设备的使用与注意事项- 实验方案的设计与实施- 实验数据的处理与分析4. 冲击电压发生器组装与调试- 组装步骤及注意事项- 调试方法与技巧- 故障排除及优化5. 安全与规范- 冲击电压发生器使用中的安全防护措施- 操作规范及注意事项- 事故案例分析及预防教学内容安排与进度：第一周：冲击电压发生器原理学习第二周：冲击电压发生器电路分析第三周：冲击电压发生器实验操作第四周：冲击电压发生器组装与调试第五周：总结与评价，安全与规范教育本教学内容依据课程目标，注重理论与实践相结合，以课本为基础，拓展相关知识点，使学生全面掌握冲击电压发生器的相关知识。

雷电冲击电压全波参数定义（波前时间，半峰值时间）：1.2 冲击电压的波形波峰附近振荡的全波全波波形雷电冲击电压截波参数定义（波前时间，半峰值时间，截断时间，电压跌落持续时间，电压跌落陡度）：1.2 冲击电压的波形波尾截断雷电波形波头截断雷电波形操作冲击电压参数定义（波前时间，半峰值时间，90%峰值时间）：1.2 冲击电压的波形操作冲击电压波形试品额定电压（kV）35110220330500750冲击发生器0.4~0.60.8~1.5 1.5~2.7 2.4~3.6 2.7~4.2 3.6~6.0 2.1 基本Marx冲击回路原理r—硅堆保护电阻，r>>R，r=(10~20)R；R—充电电阻；C1~C4主电容；r d—阻尼电阻（阻尼波形振荡）几~几十Ω；g1:点火球隙，g2~g4中间球隙；g0隔离球隙；C’：对地杂散电容；R f：波头电阻；R t：波尾电阻；C0：被试及测量设备的电容2.1.4 串联放电时的等效电路原理可概述为：电容并联充电，而后串联放电，而串联放电的实现是靠一组球隙来达到的。

2.1.5 输出波形2.2 双边充电的冲击电压发生器双边充电回路在不增加级数，相同充电电压下，输出电压增加一倍。

对于充电用的试验变压器，正负半波在充电时都发挥了作用。

但所用的电容器台数增加一倍。

2.3 冲击电压发生器的高效回路只有一边有R，另一边由rf、rt兼作充电电阻，rf、rt分散在各级内，无专门的rd，也无g（隔离球隙），其充电原理与前述相同，串联放电后的回路不同。

2.3 冲击电压发生器的高效回路高效回路串联放电的等效回路没有了专门阻尼电阻r d ，C 1上电压全部加到r t 上（不象前述有分压），所以输出电压较高，为高效率回路（r f 也同样阻尼了振荡）。

3 冲击电压发生器放电回路的数学分析3.1 基本分析基本Marx 回路和高效回路均有相同的等值回路，只是各自的R d 、R f 、R t 取值不同而已，对高效回路R d =0 。

冲击电压，无论是雷电冲击波或是操作冲击波，都是快速或是较快速变化的过程。

因此，冲击电压试验广泛用于研究电力设备遭受大气过电压（雷击）时的绝缘性能，又可用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。

通常情况下，电气设备的冲击耐压试验选用可产生全波、截波、操作波、陡波等多种波形的冲击电压发生器来进行试验。

本操作规程规定了安全操作注意事项、冲击试验操作步骤、冲击电压发生器维护保养等，目的是规范操作、保证试验结果的准确性，为设备运行、监督、检修提供依据。

一安全操作注意事项1 设备升压前，需对试验区域人员进行清离，有条件情况下请设备警示带；2 设备接线时，必须提前对发生器本体电力进行放电，并接地，以保证试验人员安全；3 冲击试验操作过程中，请至少配置两个试验人员，其中一人接线，另一人检查，确保接线无误；4 试验完毕后，试验人员必须要先锁好“充电锁”，再按下“紧急停止”按钮后，方可人员离开控制台，进入试验区域；5 需定期检查设备接地线是否牢靠，是否有断裂或松动现象。

二冲击试验操作步骤冲击耐压试验结果的判定标准对于冲击电压试验，根据试品绝缘性质不同可分为两类。

一类是耐受电压试验，试验对象为非自恢复绝缘和既有自恢复绝缘也有非自恢复绝缘的试品。

另一类是破坏性放电试验，试验对象为自恢复绝缘的试品。

耐受电压试验判定方法雷电冲击与操作冲击的试验程序基本相同。

试验程序与试品性质有关。

在有关设备标准中应规定采用哪一种程序。

对于耐受电压试验，主要的试验程序有A、B和C三种，施加到试品上的电压是规定的耐受值。

下面以变压器的冲击电压试验为例，详细讲解冲击电压试验的操作步骤。

(一)被试品接线1、试验人员进入试区后，首先确保接地棒是挂在冲击电压发生器本体上后，才能对被试品进行接线；2、由于只能一相一相对变压器进行冲击试验，请提前考虑需对哪一相进行试验。

当高压引线接到被试品后，如果打A相，则把高压引线接到A相，然后B、C两相短接通过示伤分流器接地，另外一侧全部短接且与变压器油箱一起接地。

8.调波装置
标称电压
2800kV
电容量
4500pF
波形参数
标准雷电波
三. 结构要求 1.冲击电压发生器本体采用塔式组合结构。具有封闭式点火系统、登高扶梯、安全操
作平台、自动接地和安全接地系统及气垫移动系统。 2.发生器可并、串联使用。 3.弱阻尼电容分压器为可移式。
四. 设备参数 1.冲击电压发生器本体 1-1 发生器本体结构(参看图 1-1) 1-1-1 本体结构为四柱方形结构，每级两只电容器分别挂在钢支架外侧，钢架之间用
nRt： Rt： Tt：
62.88
144//144=72
57.25
发生器放电回路半峰值电阻值。 发生器每级半峰值电阻值。 半峰值时间。
由表 1、2、3、的计算结果确定雷电波波前电阻为：60Ω、40Ω、5Ω三组。半 峰值电阻为 144Ω两组并联使用。使用调波装置调波时：
1、C2=3+1.2=4.2nF，本体全级使用，波前电阻配置为(40//5)×21=93.3Ω。 2、C2=8+1.2=9.2nF，本体 16 级使用，波前电阻全部短接。
(pF) 2000 3000 4000 5000
Rf (Ω) 26.0 17.42 13.13 10.6
Rd (Ω) 19.6 16.1 13.93 12.49
每级选配电阻值 (Ω)
60//60=30 40//40=20 60//40//40=15 1/10[(60//40//40)×8+5×2]=13.0
当发生器一并二十一串时，主电容C1=0.0476μF，级电容 1.0μF， 杂散电感 90μH。雷电波波前电阻和最小阻尼电阻计算结果见表 1:
表1
总负荷电容
Rf

冲击电压发生器通用技术规范本规范对应的专用技术规范目录冲击电压发生器采购标准技术规范使用说明1. 本采购标准技术规范分为标准技术规范通用部分、标准技术规范专用部分以及本规范使用说明。

2. 采购标准技术规范通用部分原则上不需要设备招标人（项目单位）填写，更不允许随意更改。

如对其条款内容确实需要改动，项目单位应填写《项目单位通用部分条款变更表》并加盖该网、省公司招投标管理中心公章及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。

经标书审查同意后，对通用部分的修改形成《项目单位通用部分条款变更表》，放入专用部分，随招标文件同时发出并视为有效。

3. 采购标准技术规范专用部分分为标准技术参数、项目单位需求部分和投标人响应部分。

《标准技术参数表》中“标准参数值”栏是标准化参数，不允许项目单位和投标人改动。

项目单位对“标准参数值”栏的差异部分，应填写“项目单位技术差异表”，“投标人保证值”栏应由投标人认真逐项填写。

项目单位需求部分由项目单位填写，包括招标设备的工程概况和招标设备的使用条件。

对扩建工程，可以提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。

投标人响应部分由投标人填写“投标人技术参数偏差表”，提供销售业绩、主要部件材料和其他要求提供的资料。

4. 投标人填写“技术参数和性能要求响应表”时，如与招标人要求有差异时，除填写“技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。

5. 有关污秽、温度、海拔等需要修正的情况由项目单位提出并在专用部分的项目单位技术差异表明确表示。

6.采购标准技术规范的页面、标题等均为统一格式，不得随意更改。

目录1总则 (1)1.1 一般规定 (1)1.2 投标人应提供的资格文件 (1)1.3 工作范围和进度要求 (1)1.4 技术资料 (1)1.5 标准和规范 (1)1.6 必须提交的技术数据和信息 (2)2 性能要求 (2)3 主要技术参数 (2)4 外观和结构要求 (2)5 验收及技术培训 (3)6 技术服务 (3)附录A 供货业绩 (4)附录B 仪器配置表 (4)1总则1.1 一般规定1.1.1 投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。

冲击电压发生器的基本原理需点,操作冲击电压发生装置冲击耐压,放电试验用.大功率电子束,离子束发生器二氧化碳激光器电源装置.高压的脉冲功率发生器组成部分.组成:一组储能高压电容器.直流高压源充电几十秒.铜球突然放电,试品上形成冲击波形.参数:上升前沿陡峭,持续时间US峰值12Fkv~mv MARX多级回路: T.供电高压变压器. R爱护电阻几百千欧R充电电阻几十千欧D整流哇堆C主电容零点几个微法. CS对地杂散电容几PFG1点火球隙. G2~g4中间球隙g5隔离球隙.RF波前电阻几十欧RT放电电阻几百欧C2负荷电容.几百PF-NF 与调波相关操作冲击波增加两个数量级.C并联电到U.各球隙调到耐压U,高于U则击穿。

发生器动作：点火球隙针极送5kv-8kv脉冲电压，针一求产生小火花，紫外线照耀，g1放电，g1放电紫外线照耀g2,g1放电——点1从——U突变为o （g1）2点从0变为+UCS存在R大使3点电位在孙件变化不大(电容电压不突变)维持-U.G2L两端2U电位差.在G1放电后立刻放电,4点电位变为W G3两端孙件3U,马上放电,G4放电.各级C和诸rf串联起来.C1串联等效主电容,产生名义电压4U.R充电时起联接作用,放电时起隔离作用.串联放电时等效电路并-串靠绝缘-放电达到同步:排列成相互能放电(紫外线)照耀的状态.选G1＞C2使U2接近于G1原始充电电压(名义电压)U2上升快慢取决与Rf C2U2下降快慢却决于(c1+c2)RtC1= Rf=4rf Rt=4rt n即可两个波半波直流充电电的电路——波前电阻，放电电阻集中放置。

图8-4 阻尼电阻rd Rd=nrd:为防尘杂散电感和对比杂散电容引起工频振荡，避开冲击波前不光滑，另调整波前时间。