7200kV_480kJ冲击电压发生器的输出电压特性
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武汉国电华美电气设备有限公司冲击电压发生器产品说明书
冲击电压发生器说明书武汉国电华美电气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、日常维护一、概述冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置，用于检验电力设备耐受大气过电压和操作过电压的绝缘性能，冲击电压发生器能产生标准雷电冲击电压波形、雷电冲击电压截波，标准生操作冲击电压波形等及用户指定非标冲击电压波包括陡波。
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、产品型号编制说明标称电压，单位kV标称容量，单位kJCJDY 系列冲击电压发生器主回路电路如下：CJDY-Ⅰ型T：充电变压器D 1D 2：高压硅整流器K 1K 2：自动接地开关R 01R 02R 03：充电保护电阻R 1、R 2：直流电阻分压器C P ：耦合电容器R 0：触发电阻C：主电容器冲击电压发生器R：充电电阻R´：充电箝位电阻R t R,t：波尾电阻R f R,f：波头电阻R´f：操作波外波头电阻C 1´C1´´：截波触发电容分压器C´s0：点火电容C：串联放电球隙R 0´：触发球箝位电阻G´：隔离球R：分压器阻尼电阻C 0C0´：弱阻尼电容分压器C 0´´：电容分压器低压臂C3：陡化电容r1:截波均压电容器的阻尼电阻C´1截波均压电容器R2R´2：截波触发分压电阻G 0´´：截波球隙G：试品Z0：截波延时器三、使用条件3.1安装、使用处海拔高度不超过1000米3.2周围空气温度：-20℃～＋40℃，空气相对湿度不大于85％(20℃)3.3无导电尘埃存在3.4无火灾及爆炸危险品3.5不含有腐蚀金属和绝缘的气体和蒸汽3.6无剧烈振动、碰撞和强烈颠簸3.7地平水平面不超过3度，移动式装置地面不平度 1mm/m23.8电源电压的波形为正弦波，波形畸变率小于3％，频率50Hz，电源侧应不遭受来自外部的过电压。
雷电冲击电压发生器的特点有哪些 发生器如何操作
雷电冲击电压发生器的特点有哪些发生器如何操作雷电冲击电压发生器紧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。
多种波形冲击电压发生器可雷电冲击电压发生器紧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。
多种波形冲击电压发生器可产生标准雷电波、操作波、雷电截波、振荡雷电波、振荡操作波、线路绝缘子陡波、合成绝缘子陡波和变压器感应操作波共八种冲击电压波形，技术指标符合国家标准和IEC标准的规定。
产品特点：回路电感小，并实行带阻滤波措施，在大电容量负载下能产生标准冲击波，负载本领大；电压利用系数高，雷电波和操作波分别不低于85％和80％；调波便利，操作简单，同步性能好，动作牢靠；接受恒流充电自动掌控技术，自动化程度高，抗干扰本领强；成套装置：冲击电压发生器本体、充电装置、弱阻尼电容分压器、多球截波或单球截波装置、陡波装置、陡波分压器、掌控台和测量装置。
能产生：标准雷电波、操作波、雷电截波、振荡雷电波、振荡操作波、线路绝缘子陡波、合成绝缘子陡波、变压器感应操作波等八种冲击电压波形雷电冲击电压发生器额定参数值标称电压：±900kV级电压：±150kV额定能量：21.9kJ每级主电容：0.325μF150kV（单台脉冲电容器0.65μF/75kV）冲击总电容：0.05417μF总级数：6级负荷电容：300—2000PF以下能产生以下几种波形1、标准雷电冲击电压全波，±1.2/50μs电压利用系数＞90%（空载）；波头时间1.2±30%微秒，波尾时间50±20%微秒。
2、1000～1500V/nS合成绝缘子陡波冲击电压，最大幅值600kV。
3、盘形悬式绝缘子2.8p.u.4、针式绝缘子2.0p.u.5、柱式绝缘子2.3p.u.这几种冲击电压波形参数及其偏差均符合有关国家GB311及GB16927标准的要求。
GDCY-2400kV-360kJ冲击电压发生器技术方案2019.01.22
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。
冲击电压发生器
高电压技术课程设计姓名：赖智鹏学号：U*********班级：电气0809班邮箱：****************冲击电压发生器的设计一、引言冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装置，在电力系统中主要用于研究电力设备遭受大气过电压和操作过电压时的绝缘性能。
本文是高电压技术课程的课程设计，参考相关文献完成了冲击电压发生器设计，了解了该装置基本原理、设计流程、注意事项等。
二、设计过程1. 最大输出电压300～800kV2. 冲击电容为保证冲击电压发生器有较大适用范围，考虑试验可能遇到的最大的试品电容（不考虑大电力变压器和整卷电缆试验的情况）（1）试品中互感器电容最大，约1000pF（2）冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容估计值取500pF （3）电容分压器（分压器采用电容式分压器）的电容估计值取600pF 由此得出，总的负荷电容约为210005006002100C pF=++=为保证发生器有足够高的效率，同时兼顾经济性，冲击电容取负荷电容10至20倍，则冲击电容为12(1020)(2100031500)C ～C ～pF==3. 电容器的选择型号MY110—0.2脉冲电容器参数如下表需满足两个要求：（1）电压发生器额定电压要求：300～800kV （2）冲击电容要求：21000～31500pF采用MY110—0.2脉冲电容器，7级串联，此时冲击电压发生器串联放电时，峰值电压约为770kV 满足（300～800kV ），且冲击电容为200000/7=28571满足（21000～31500pF ）4. 回路选择采用高效回路，单边充电。
图 1 高效回路上图中C为型号MY110-0.2脉冲电容器， R为充电电阻，r为保护电阻（同时起均压作用，使电容充电比较均匀），大小取10R，rf为波头电阻，rt为波尾电阻。
回路化简及等效如下图图 2 等效回路充电测量：毫安表测量充电电流，微安表与大电阻串联测量充电电压。
高电压课设设计冲击电压发生器
目录课程设计要求.。
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.3设计原理.......。
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.4冲击电压发生器本体输出波形与高效回路输出电压与级数充电放电回路冲击电容器充电电阻保护电阻球间隙放电回路数学分析充电回路数学分析点火装置整流充电电源系统原理整流回路变压器容量高压硅整流器冲击电压测量系统原理冲击分压器与引线高压臂低压臂同轴电缆的接入及对分压比的影响电缆损耗的影响与末端的匹配衰减波阻的变化对分压比和匹配的影响高压引线的影响示波器抗干扰措施参数计算.。
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.11参考资料....。
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(15)一、课程设计要求：画出冲击电压发生器的总体结构布置图 (含接地系统设计），各主要部件或器件的型号、参数，绝缘距离与净空（空间布置），各参数之间的匹配关系,波形测量系统等。
对冲击电压发生器设计的要求为：（1）高效回路（2）最大输出电压 300～800kV（3）级数 3级以上（4）电阻(含线径和材料)（5）球隙大小和距离（6）输出波形 1。
2/50波形（7）测量装置（充电、放电)（8）测量装置抗干扰措施（9）充电电源（各器件参数)（10）本体、分压器、电源、测量系统（11）绝缘材料、绝缘距离选取（12）触发器（13）容性试品二、设计原理：一、冲击电压发生器本体冲击电压发生器是产生冲击电压和操作冲击电压的一种发生装置。
高压开关设备的绝缘试验简介
内外绝缘的正确考核（STL导则）
考核方法
校正因数kt在0.95-1.05之间时，按照标准中的规定使用大气校正因数
校正因数kt在0.95~1.05的范围之外时，绝缘试验的细节由制造商和用户协商
不需要进行大气校正
kt在0.95~1.05之间
对内绝缘的 正确考核
校正因数 大于1时 校正因数 小于1时
对外绝缘的正确考核
35
调频式串联谐振试验变压器的主要应用场合（海底电缆、电抗器及电缆终端） 36
工频耐压试验回路
调压器（电压调整器）， 是一种可带负载无级调节 输出电压的交流电器。
II.对于最高电压Um低于72.5kV(或间隙距离L＜0.5m)的设备，目前规定不进行湿度修正。（GB/T16927.1-2011)
注1：该“设备”一般指绝缘子类、互感器、套管类，而不包括40.5kV及以下开关设备和控制设备； 注2：在这个问题上，GB/T16927.1和GB/T11022是不“协调”的，前者是通用试验方法，后者是具体产品标准要求，应具体问题
25
在工频电压下和正极性雷电冲击电压下棒-棒间隙的击穿电压要 高于棒-板间隙。（高电压绝缘P106页）
50%雷电放电电压与底架高度间的关系曲线（正极性）
50%正极性雷电冲击放电电压试验
引自《底架对设备绝缘水平的影响研究》，XIHARI郝宇亮等
26
8.额定电压范围和绝缘水平
3.6~12kV三个电压等级都根据中国当前配电网的实际情 况，按不接地系统考虑绝缘水平；而对24kV则明确列出 了适用于接地系统和不接地系统的两档规定要求。
Ut-Uf处在其额定耐受电压的90%~100%之间。
注：对额定电压低于72.5kV的开关设备，底架的对地电压Uf不需准 确地调整，甚至可以把底架绝缘。
冲击高压发生器
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；
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
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。
第5章冲击电压发生器第5章冲击电压发生器主要内容
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 。
4冲击电压发生器详解
3 冲击电压发生器放电回路的数学分析
3.2 简化回路的近似分析
U 2 U 1(es1 t es2 t)
| s2 |》| s1| e s1t 在峰值处几乎不变
U 2 U 1( 1 e s 2 t) U 2 m ( 1 e s 2 t)
0.3U2mU2m[1exsp2t1()] 0.9U2mU2m[1exsp2t2()]
为获得非振荡波
1/2
，取临界值，得 RdRf
2L
CC 11CC 22
T f 2 . 3 T 2 2 . 3 T 2 7 2 . 3 3 ( R d R 3 f ) C 1 C 2 / C 1 ( C 2 )
临界阻尼波头时间： Tf 4.6(6L)C 1/2
4 冲击电压发生器的充电回路
4.1 几种充电回路介绍
2 冲击电压发生器的基本原理
2.2 双边充电的冲击电压发生器
要提高冲击电压发生器的输出电压有两种途径： 1、提高充电电压，但受电容器额定电压的限制； 2、增加级数，但级数多了会给同步带来困难。
双边充电回路在不增加级数，在相同充电电压下， 输出电压增加一倍。
2 冲击电压发生器的基本原理
2.3 冲击电压发生器的高效回路
对雷电冲击Tf 较短，一般R在104级时，就能满足要求；但操作 冲击，Tf 较长，为满足这种需求，势必R↑，充电时间很长，充
电很不均匀，效率很低。要求内部放电时间常数为外部放电时 间常数的10～20倍。
从上述几个回路分析看，充电时间是比较重要的，下面对其 进行简要分析。
4 冲击电压发生器的充电回路
回路系数ξ与电路的形式和参数有关。
3 冲击电压发生器放电回路的数学分析
3.1 基本分析
由
冲击电压发生器
冲击电压发生器
• 科技名词定义 • 中文名称： 冲击电压发生器 • 英文名称： impulse voltage generator • 定义： 用于产生雷电冲击或操作冲击的 高电压设备。
简介
• 冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装置，原先它之被用 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电力过电压的绝缘性能。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，而且产生操 作过电压波形，冲击电压的波形不仅取决于其幅值，而且与波前陡度 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 还可作为纳秒脉冲功率装置的重要组成部分；在大功率电子束和离子 束发生器以及二氧化碳激光发生器，可作为电源装置。
冲击电压发生器要满足两个要求：首先要能输出几十万伏到几百万伏的电压同时 这电压要有一定波形，它是用下列马克斯回路来达到这些目的的，如下图所示
冲击电压发生器总结
无 感 电 阻 。 ， 要 求 使 用 见 ， 以 。 可 求 问 题 ， 。 能 量 器 的 技 技 学 。 题 要 阻 的 全 的 问 率 称 发 生 的 验 数 现 联 器 试 效 ， 标 ， 生 压 路 安 电 前 面 注 意 器 的 压 标 发 电 述 器 ， 工 作 应 发 生 称 电 指 性 标 特 术 节 。 高 放 球 并 联 充 术 分 析 生 靠 电 一 的 见 组 而 联 话 概 生 。 并 容 一 句 压 发 器 可 5.3 发 要 放 电 用 电 主 理 冲 击 • • •
例图
• 执行标准：DL/T848.5-2004 执行标准： • 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。
4800kV双边高效率冲击发生器毕业设计精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版设计要求：输出大小为±4800kv的冲击电压发生器第一章、设计冲击电容C1选择：取负载为1000PF，冲击电压发生器的对地杂散电容和高压引线及球隙等的电容如估计为500PF，电容分压器的电容如估计为600PF，则总的负荷电容为C2=1000+500+600=2100PF为保证效率，冲击电容≥10倍负荷电容，我们取C1=10C2=21000PF=0.021uF方案选择：要输出4800KV的冲击电压，考虑到裕度系数，老化系数等，取标称电压为5600KV。
由于标称电压太大，加上脉冲电容器的容量限制，如果采用普通的MARX 回路或者高效率回路，串级至少达到20级，通常级数过高，会给球隙的同步带来困难。
因此采用双边充电的高效率回路。
分14级，每级由两个电容器串联，每个电容器充电200KV，共2×200×14=5600KV。
为了改善g2在动作时的过电压倍数，采用2倍倍压充电。
试验变压器前接调压器，使试变输出始终保持在额定电压上。
R0为保护电阻。
IGBT驱动电路:IGBT驱动电路采用光耦隔离进行驱动，由单片机STC89C51提供输入信号进行控制（整个电路的要求不高，程序简单，并且芯片便宜，损坏了直接更换就行）。
驱动电路的作用是讲单片机的输出脉冲进行功率放大，以驱动IGBT的正常工作。
最小应用系统驱动电路带电气隔离的IGBT驱动电路电容器选择：上面分析得到，每个电容器充电200KV，查资料找到MWF200-0.2高压脉冲电容器。
用此种电容器12级串联，每级由两组3个电容并联之后的串联在一起，冲击电容为FFCμμ0215.0)14/232.0(1≈⨯=C1≥10C2，跟预设相比，相差不大，所以合适。
每级单元接线如图.冲击电压发生器的主要参数：标称电压：U1=5600KV冲击电容：C1=0.0215uF标称能量：kJkVFUCWn12.3372/)5600(0215.02/2211=⨯==μ波前电阻和放电电阻的计算：由上可知。
冲击电压发生器的原理、试验及设计
冲击电压发生器的原理、试验及设计黄增利（浙江九天科技有限公司浙江衢州324000）摘要:电力系统内的发，供，用电设备除了长期在额定电压下运行之外，还必须具备在过电压下的绝缘强度。
过电压是指超过正常运行电压，它是电器设备或保护设备损坏的电压升高。
在电力系统各种事故中，很大一部分是由于过电压造成设备的绝缘损坏引起的。
当绝缘油缺陷时，若不及时排除，最终将导致设备损坏，而高电压试验的目的就是通过一定的手段，依靠仪器设备，采用模拟的方法检验电气设备绝缘性能的可靠程度。
而冲击电压试验是针对电力系统外部过电压而对绝缘材料进行的一项电气试验，所进行的雷电试验及操作波试验能有效的模拟电力系统的外部过电压，对电气绝缘设备在电力运行中的过压能力能够有效的得到预防和检验。
关键词：高电压试验冲击电压发生器【ABSTRACT】：The electricity generation equipment, power supply equipment and consuming equipment of electrical system must base on the over-voltage insulating strength, as well as under long-time routine voltage service. Over-voltage is more than the normal operating voltage, which is damage to electrical equipment or protective equipment during increases the voltage. A variety of accidents in the power system, a large part was caused by the over-voltage insulation damage. If not immediately removed, the equipment will be damaged at last when the insulating oil appears defects. And that the purpose of high voltage testing will be using the simulation method to check the insulation reliability of electrical equipment.The impulse voltage test is for external over-voltage power system while an electrical insulating material testing, which is for the service pressure of electric power equipment can be effectively prevented and testing【KEY WORDS】High voltage test Impulse voltage generator目录1 绪论 (3)1.1冲击电压发生器的发展历史和现状 (3)1.2冲击电压发生器在电力系统中的应用 (3)2 冲击电压发生器的原理及结构 (4)2.1冲击电压波形 (4)2.2冲击电压发生器的原理 (5)2.3冲击电压发生器的结构 (6)2.4冲击电压发生器的接线方式 (8)2.5冲击电压试验系统的接线联线方式 (10)3 冲击电压发生器的设计 (14)3.1冲击电压发生器的标称电压的选择 (14)3.2冲击电压发生器的脉冲电容的选择 (14)3.3冲击电压发生器的容量的确定 (15)3.4回路选择 (15)4 冲击电压发生器在高电压试验中的应用 (16)4.1绝缘材料的雷电过电压耐受性能试验 (16)4.2绝缘材料的操作过电压耐受性能试验 (17)4.3 绝缘材料的陡波冲击电压试验 (17)参考文献 (17)一绪论1.1冲击电压发生器的发展历史和现状冲击电压发生器通常都采用Marx充放电回路，马克思发生器（Marx Generator）是一种利用电容并联充电再串联放电的高压装置，该结构由E.Marx于1924年提出。
冲击电压的特点
冲击电压的特点
冲击电压是指在极短的时间内（通常是数微秒到数毫秒），电压突然上升到非常高的值，然后迅速下降的电压。
它具有以下特点：
1. 高幅值：冲击电压的幅值通常非常高，可达数千伏甚至数十万伏，远高于正常的工作电压。
这种高幅值的电压能够在短时间内产生极大的电场强度，对电气设备和绝缘材料造成严重的影响。
2. 快速上升时间：冲击电压的上升时间非常短，通常在数微秒到数毫秒之间。
这种快速上升的特点使得冲击电压能够在短时间内对绝缘材料施加高电场强度，可能导致绝缘击穿或闪络现象。
3. 脉冲特性：冲击电压通常呈现为一个陡峭的脉冲形状，上升和下降时间都非常短。
这种脉冲特性使得冲击电压能够模拟雷电放电等暂态过电压现象，用于测试和评估电气设备的绝缘性能。
4. 能量集中：由于冲击电压的上升时间很短，其能量在短时间内集中释放。
这意味着在冲击电压作用下，绝缘材料可能承受较高的能量密度，容易引发局部放电、电树枝等绝缘故障。
5. 破坏性：高幅值和快速上升时间使得冲击电压对电气设备和绝缘材料具有较强的破坏性。
它可能导致绝缘击穿、设备损坏、电路故障等问题，因此在电力系统和电子设备中需要采取适当的防护措施。
总之，冲击电压的特点包括高幅值、快速上升时间、脉冲特性、能量集中和破坏性。
这些特点使得冲击电压在电力系统、电子设备、绝缘材料等领域具有重要的研究和应用价值。
特高压直流试验基地7200kV冲击电压发生器输出电压创世界记录
特高压直流试验基地7200kV冲击电压发生器输出电压创世
界记录
佚名
【期刊名称】《电世界》
【年(卷),期】2007(48)11
【摘要】2007年10月9日晚7时，随着数道亮光闪过，特高压直流试验基地户外试验场测控楼和户外拍摄现场同时发出一阵欢呼声。
7200kV冲击电压发生器产生的4845kV标准操作冲击电压击穿了25m的棒一板空气间隙，创造了冲击电压发生器操作冲击输出电压世界第一的记录；同时，7200kV冲击测量分压器实测到4845kV操作冲击放电电压波形，亦创造了冲击分压器测量操作冲击电压最高幅值世界第一的记录。
【总页数】1页(P51-51)
【关键词】冲击电压发生器;特高压直流;输出电压;试验基地;世界;操作冲击电压;冲击测量;空气间隙
【正文语种】中文
【中图分类】TM832
【相关文献】
1.西宁地区棒—板间隙直流电压、操作冲击电压及直流叠加操作冲击电压联合试验放电特性的研究 [J], 张杰
2.世界上最长、双回直流电压等级最高的特高压直流试验线段正式投运 [J],
3.世界上最长的、双回直流电压等级最高的特高压直流试验线段正式投运 [J],
4.我国7200kV冲击电压发生器输出电压创世界记录 [J],
5.特高压双极直流电压发生器的电场分布计算与优化 [J], 苏明虹;孙伟;赵刚;陈坚;傅正财
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冲击电压发生器本体采用双边对称恒流充电方 式，可控硅智能恒流调压，从零至整定电压连续可 调，充电级电压为±300 kV。点火放电瞬间充电电源 自动关闭，可保护充电设备和调压设备的安全。
冲击电压发生器本体配有自动接地系统，当停 止充电或按下紧急按钮时，自动接地系统启动，发 生器主电容通过放电电阻自动接地。此外，该发生 器本体配有安全接地系统，当试验停止或试验人员 攀登本体更换电阻或维修时，接地系统启动将所有 电容器全部短路并接地。
2 7 200 kV 冲击电压发生器电气参数计算
2.1 雷电冲击试验等值电路
冲击电压发生器雷电冲击试验等值电路如图 2
所示。图中 C1 为冲击电容，C1=0.018 75 μF；C2 为 负荷电容，包括：1）分压器电容 400 pF，2）本体
及均压罩对地电容 450 pF，3）分压器及均压罩对
地电容 450 pF，4）高压引线对地电容 100 pF，不
弱阻尼电容分压器顶部安装了大尺寸的双环 结构均压罩。为进一步改善分压器整体的电压分 布，在其 2/3 高处又增加了 1 个双环结构的均压罩。 采取上述必要的均压措施可明显改善分压器的沿 面电压分布、提高分压器的耐压水平。
冲击电压发生器测控系统的软件采用虚拟仪 器技术，实现了球距跟踪充电电压自动调节功能， 充电至设定电压后可自动点火同步触发，放电电压 波形相关参数可以实现自动测量和显示。
第 25 期
李光范等： 7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的输出电压特性
3
为半峰值电阻，Rt 为每级半峰值电阻；n 为级数。 2.2 雷电波波头电阻及最小阻尼电阻的计算
2.2.1 雷电波波头电阻和阻尼电阻
根据图 2 列出 RCL 回路微分方程，求解得
Tf = 2.4nRf (C1 × C2 ) /(C1 + C2 )
世界上额定参数最高的单柱式弱阻尼电容分压器。 1.2 7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的特点
7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器本体为户外 型、封闭式结构。7 200 kV 冲击电压发生器和冲击 测量分压器的外形见图 1。其主体共 24 级，共同组 成塔式结构，顶部装有屏蔽罩。设备整体结构稳定， 拆装检修方便。整套装置安放在户外使用，采用茶 色玻璃防护外罩。该防护外罩具有良好的绝缘、防 尘、防雨、耐紫外线、抗老化性能。发生器本体的 顶部安装有无动力风机换气装置，便于空气对流和 元器件散热。
为防止冲击电压发生器放电瞬间高强度电磁 脉冲干扰对测控系统的影响，采取 2 种措施克服空 间电磁辐射和地电位瞬时升高产生的干扰：1）采 用光电耦合隔离措施抑制干扰，光电耦合输入部分 的发光二极管在电流状态下工作，即便有较高的干 扰电压幅值，也不能提供足够的电流，因此这种方 法可达到抑制干扰的目的。同时光电耦合在封闭状 态下可使输入回路与输出回路的耦合不受外界光 的干扰。2）采用全金属屏蔽机柜、二次分压、电 源滤波器等措施可进一步抑制干扰信号。
第 28 卷 第 25 期 2008 年 9 月 5 日
中国电机工程学报 Proceedings of the CSEE
Vol.28 No.25 Sep. 5, 2008 ©2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 1
文章编号：0258-8013 (2008) 25-0001-07 中图分类号：TM 832 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40
中国电力科学研究院的 7 200 kV/480 kJ 冲击电 压发生器属于世界上额定电压比较高的冲击电压
发生器，它配备的 7 200 kV 冲击测量分压器是目前
表 1 国外大型冲击电压发生器的参数 Tab. 1 Parameters of large scale overseas
impulse voltage generators
容计算出半峰值总电阻，列入表 3 中。
表 3 雷电波半峰值电阻计算结果 Tab. 3 Calculation result of half-peak resistance of impulse voltage generator under lightning impulse voltage
(3)
当冲击发生器 24 级串联放电时，冲击电容
C1=0.018 75 μF，级电容 0.45 μF，杂散电感取 130μH。 雷电波波头电阻和最小阻尼电阻计算结果见表 2。
表 2 雷电波波头电阻和最小阻尼电阻计算结果
Tab. 2 Wave-front resistance and damping resistance of
KEY WORDS: impulse voltage generator; lightning impulse; switching impulse; long wave front; ultra HVDC
摘要：介绍了国家电网公司特高压直流试验基地户外冲击试 验场的 7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的结构特点，并对该 冲击电压发生器的雷电冲击电压、标准操作冲击电压、 500 μs 和 1 000 μs 长波头操作冲击电压的输出特性进行了 试验研究。试验结果表明：雷电冲击输出电压幅值达到了 6 271 kV，标准操作冲击电压的棒板间隙耐受电压和击穿电 压分别达到了 3 844 和 4 845 kV。表明该冲击电压发生器可 以满足±800 kV 特高压直流输电技术和更高电压等级输电 技术的试验要求。
impulse voltage generator under lightning impulse voltage
总负荷电容 C2/pF Rf/Ω Rd/Ω
1 400
15.99 18.16
2 400
9.79 14.21
每级选配电阻/Ω 波头时间 Tf/μs
18.61
1.40
17.43
2.13
2.2.2 雷电波半峰值电阻的计算 将 Tt=50 μs 代入式(2)，根据冲击电容和负荷电
弱阻尼电容分压器采用单柱外加 3 层拉杆结 构，由 9 节脉冲电容器串接组成，总高 27 m，高压 臂总电容量为 400 pF。作为户外型设备，该分压器 采用硅橡胶作外绝缘的环氧玻璃钢筒外护套，既保
证了足够的机械强度和必要的柔韧性，又满足了户 外环境防污、耐紫外线、抗老化的要求。为满足分 压器在户外运行抗风力和地震力的要求，电容器柱 不同高度处还分别设置了 3 层环氧引拔棒外加硅橡 胶护套制成的合成拉杆结构。
图 1 7 200 kV 冲击电压发生器和冲击测量分压器 Fig. 1 Photo of 7 200 kV impulse voltage generator and voltage divider
冲击电压发生器本体内部装有通顶的绝缘梯， 且每 3 级设有 1 个绝缘操作平台，便于工作人员登 高更换调波元件和进行维护检修工作。该发生器本 体内部还设有便于更换电容器的起吊装置。所有同 步点火球隙都装在封闭的绝缘筒内，设备运行过程 中封闭的绝缘筒内不断供给过滤的干净空气，使球 隙不易受环境变化的影响，放电稳定、可靠。每级 球隙处均装有放电观察窗。
7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的输出电压特性
李光范，廖蔚明，李庆峰，丁玉剑，孙麟
(中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192)
Voltage Output Performance of 7 200 kV/480 kJ Impulse Voltage Generator
LI Guang-fan, LIAO Wei-ming, LI Qing-feng, DING Yu-jian, SUN Lin
关键词：冲击电压发生器；雷电冲击；操作冲击；长波头； 特高压
0 引言
目前我国的±800 kV 特高压直流输电工程即将 建设投运[1-12]。由于我国环境和气候的特殊性，高 海拔、覆冰、污秽等各种恶劣自然条件下的外绝缘 特性需要进行深入的试验研究，其中各种空气间隙 的雷电、操作冲击电压放电特性是关键技术之
(1)
Tt = 0.71nRt (C1 + C2 )
(2)
式中：Tf 为波头时间；Tt 为半峰值时间；C1 为冲击
电容；C2 为负荷电容。
根据式(1)并按 GB/T16927.1~2－1997 的规定，
雷电波峰值处振荡小于峰值的 5%，其阻尼条件为
Rd
≥ 1.38[ L(C1 + C2 )]1/ 2 C1 × C2
研究机构 全俄直流高压研究院
美国电科院 加拿大魁北克省水电局 日本电力工业中央研究所
意大利 CESI 公司 瑞典输电研究院
额定电压/kV 5 000 5 200 6 400 10 000 4 800 3 200
额定容量/kJ 800 260 400 1 750 240 240
2
中国电机工程学报
第 28 卷
接试品时总负荷电容接 1 400 pF 考虑；L 为回路电
感，按每级 5.0 μH，计算为 120 μH，加上高压引线
电感，总电感按 130 μH 考虑；S 为同步放电球隙；
Rf′ = nRf 为波头电阻，Rf 为每级波头电阻；；Rt′ = nRt
S
L
Rf′
C1
C2
Rt′
图 2 雷电波放电等值电路 Fig. 2 Equivalent circuit of impulse voltage generator under lightning impulse discharge
基金项目：国家电网公司特高压直流试验基地项目(SGKJ[2006]9)。
一[13-19]。为满足±800 kV 特高压直流输电技术以及 更高电压等级输电技术研究的需要，中国电力科学 研究院承担了国家电网公司特高压直流试验基地 的建设任务。特高压直流试验基地户外试验场是该 建设任务一期工程中的重点[8]。2007 年 5 月 30 日， 户外试验场投入运行使用。为使 7 200 kV/480 kJ 冲 击电压发生器的输出电压达到特高压直流输电要 求的技术水平，本文对户外试验场的 7 200 kV/ 480 kJ 冲击电压发生器的输出电压特性进行全面的 试验研究。试验结果表明，该冲击电压发生器的输 出电压性能完全能够满足开展±800 kV 特高压直流 输电技术试验研究的要求，并能满足开展更高电压 等级输电技术研究的要求。
冲击电压发生器本体配有自动接地系统，当停 止充电或按下紧急按钮时，自动接地系统启动，发 生器主电容通过放电电阻自动接地。此外，该发生 器本体配有安全接地系统，当试验停止或试验人员 攀登本体更换电阻或维修时，接地系统启动将所有 电容器全部短路并接地。
2 7 200 kV 冲击电压发生器电气参数计算
2.1 雷电冲击试验等值电路
冲击电压发生器雷电冲击试验等值电路如图 2
所示。图中 C1 为冲击电容，C1=0.018 75 μF；C2 为 负荷电容，包括：1）分压器电容 400 pF，2）本体
及均压罩对地电容 450 pF，3）分压器及均压罩对
地电容 450 pF，4）高压引线对地电容 100 pF，不
弱阻尼电容分压器顶部安装了大尺寸的双环 结构均压罩。为进一步改善分压器整体的电压分 布，在其 2/3 高处又增加了 1 个双环结构的均压罩。 采取上述必要的均压措施可明显改善分压器的沿 面电压分布、提高分压器的耐压水平。
冲击电压发生器测控系统的软件采用虚拟仪 器技术，实现了球距跟踪充电电压自动调节功能， 充电至设定电压后可自动点火同步触发，放电电压 波形相关参数可以实现自动测量和显示。
第 25 期
李光范等： 7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的输出电压特性
3
为半峰值电阻，Rt 为每级半峰值电阻；n 为级数。 2.2 雷电波波头电阻及最小阻尼电阻的计算
2.2.1 雷电波波头电阻和阻尼电阻
根据图 2 列出 RCL 回路微分方程，求解得
Tf = 2.4nRf (C1 × C2 ) /(C1 + C2 )
世界上额定参数最高的单柱式弱阻尼电容分压器。 1.2 7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的特点
7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器本体为户外 型、封闭式结构。7 200 kV 冲击电压发生器和冲击 测量分压器的外形见图 1。其主体共 24 级，共同组 成塔式结构，顶部装有屏蔽罩。设备整体结构稳定， 拆装检修方便。整套装置安放在户外使用，采用茶 色玻璃防护外罩。该防护外罩具有良好的绝缘、防 尘、防雨、耐紫外线、抗老化性能。发生器本体的 顶部安装有无动力风机换气装置，便于空气对流和 元器件散热。
为防止冲击电压发生器放电瞬间高强度电磁 脉冲干扰对测控系统的影响，采取 2 种措施克服空 间电磁辐射和地电位瞬时升高产生的干扰：1）采 用光电耦合隔离措施抑制干扰，光电耦合输入部分 的发光二极管在电流状态下工作，即便有较高的干 扰电压幅值，也不能提供足够的电流，因此这种方 法可达到抑制干扰的目的。同时光电耦合在封闭状 态下可使输入回路与输出回路的耦合不受外界光 的干扰。2）采用全金属屏蔽机柜、二次分压、电 源滤波器等措施可进一步抑制干扰信号。
第 28 卷 第 25 期 2008 年 9 月 5 日
中国电机工程学报 Proceedings of the CSEE
Vol.28 No.25 Sep. 5, 2008 ©2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 1
文章编号：0258-8013 (2008) 25-0001-07 中图分类号：TM 832 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40
中国电力科学研究院的 7 200 kV/480 kJ 冲击电 压发生器属于世界上额定电压比较高的冲击电压
发生器，它配备的 7 200 kV 冲击测量分压器是目前
表 1 国外大型冲击电压发生器的参数 Tab. 1 Parameters of large scale overseas
impulse voltage generators
容计算出半峰值总电阻，列入表 3 中。
表 3 雷电波半峰值电阻计算结果 Tab. 3 Calculation result of half-peak resistance of impulse voltage generator under lightning impulse voltage
(3)
当冲击发生器 24 级串联放电时，冲击电容
C1=0.018 75 μF，级电容 0.45 μF，杂散电感取 130μH。 雷电波波头电阻和最小阻尼电阻计算结果见表 2。
表 2 雷电波波头电阻和最小阻尼电阻计算结果
Tab. 2 Wave-front resistance and damping resistance of
KEY WORDS: impulse voltage generator; lightning impulse; switching impulse; long wave front; ultra HVDC
摘要：介绍了国家电网公司特高压直流试验基地户外冲击试 验场的 7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的结构特点，并对该 冲击电压发生器的雷电冲击电压、标准操作冲击电压、 500 μs 和 1 000 μs 长波头操作冲击电压的输出特性进行了 试验研究。试验结果表明：雷电冲击输出电压幅值达到了 6 271 kV，标准操作冲击电压的棒板间隙耐受电压和击穿电 压分别达到了 3 844 和 4 845 kV。表明该冲击电压发生器可 以满足±800 kV 特高压直流输电技术和更高电压等级输电 技术的试验要求。
impulse voltage generator under lightning impulse voltage
总负荷电容 C2/pF Rf/Ω Rd/Ω
1 400
15.99 18.16
2 400
9.79 14.21
每级选配电阻/Ω 波头时间 Tf/μs
18.61
1.40
17.43
2.13
2.2.2 雷电波半峰值电阻的计算 将 Tt=50 μs 代入式(2)，根据冲击电容和负荷电
弱阻尼电容分压器采用单柱外加 3 层拉杆结 构，由 9 节脉冲电容器串接组成，总高 27 m，高压 臂总电容量为 400 pF。作为户外型设备，该分压器 采用硅橡胶作外绝缘的环氧玻璃钢筒外护套，既保
证了足够的机械强度和必要的柔韧性，又满足了户 外环境防污、耐紫外线、抗老化的要求。为满足分 压器在户外运行抗风力和地震力的要求，电容器柱 不同高度处还分别设置了 3 层环氧引拔棒外加硅橡 胶护套制成的合成拉杆结构。
图 1 7 200 kV 冲击电压发生器和冲击测量分压器 Fig. 1 Photo of 7 200 kV impulse voltage generator and voltage divider
冲击电压发生器本体内部装有通顶的绝缘梯， 且每 3 级设有 1 个绝缘操作平台，便于工作人员登 高更换调波元件和进行维护检修工作。该发生器本 体内部还设有便于更换电容器的起吊装置。所有同 步点火球隙都装在封闭的绝缘筒内，设备运行过程 中封闭的绝缘筒内不断供给过滤的干净空气，使球 隙不易受环境变化的影响，放电稳定、可靠。每级 球隙处均装有放电观察窗。
7 200 kV/480 kJ 冲击电压发生器的输出电压特性
李光范，廖蔚明，李庆峰，丁玉剑，孙麟
(中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100192)
Voltage Output Performance of 7 200 kV/480 kJ Impulse Voltage Generator
LI Guang-fan, LIAO Wei-ming, LI Qing-feng, DING Yu-jian, SUN Lin
关键词：冲击电压发生器；雷电冲击；操作冲击；长波头； 特高压
0 引言
目前我国的±800 kV 特高压直流输电工程即将 建设投运[1-12]。由于我国环境和气候的特殊性，高 海拔、覆冰、污秽等各种恶劣自然条件下的外绝缘 特性需要进行深入的试验研究，其中各种空气间隙 的雷电、操作冲击电压放电特性是关键技术之
(1)
Tt = 0.71nRt (C1 + C2 )
(2)
式中：Tf 为波头时间；Tt 为半峰值时间；C1 为冲击
电容；C2 为负荷电容。
根据式(1)并按 GB/T16927.1~2－1997 的规定，
雷电波峰值处振荡小于峰值的 5%，其阻尼条件为
Rd
≥ 1.38[ L(C1 + C2 )]1/ 2 C1 × C2
研究机构 全俄直流高压研究院
美国电科院 加拿大魁北克省水电局 日本电力工业中央研究所
意大利 CESI 公司 瑞典输电研究院
额定电压/kV 5 000 5 200 6 400 10 000 4 800 3 200
额定容量/kJ 800 260 400 1 750 240 240
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第 28 卷
接试品时总负荷电容接 1 400 pF 考虑；L 为回路电
感，按每级 5.0 μH，计算为 120 μH，加上高压引线
电感，总电感按 130 μH 考虑；S 为同步放电球隙；
Rf′ = nRf 为波头电阻，Rf 为每级波头电阻；；Rt′ = nRt
S
L
Rf′
C1
C2
Rt′
图 2 雷电波放电等值电路 Fig. 2 Equivalent circuit of impulse voltage generator under lightning impulse discharge
基金项目：国家电网公司特高压直流试验基地项目(SGKJ[2006]9)。
一[13-19]。为满足±800 kV 特高压直流输电技术以及 更高电压等级输电技术研究的需要，中国电力科学 研究院承担了国家电网公司特高压直流试验基地 的建设任务。特高压直流试验基地户外试验场是该 建设任务一期工程中的重点[8]。2007 年 5 月 30 日， 户外试验场投入运行使用。为使 7 200 kV/480 kJ 冲 击电压发生器的输出电压达到特高压直流输电要 求的技术水平，本文对户外试验场的 7 200 kV/ 480 kJ 冲击电压发生器的输出电压特性进行全面的 试验研究。试验结果表明，该冲击电压发生器的输 出电压性能完全能够满足开展±800 kV 特高压直流 输电技术试验研究的要求，并能满足开展更高电压 等级输电技术研究的要求。