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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。
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。
雷电冲击电压发生器原理1. 概述雷电是自然界中常见的电现象，其强大的能量往往会对人类的生产生活造成严重的影响。
为了防止雷电对设备和建筑物造成损害，人们发明了各种防雷设备，其中就包括雷电冲击电压发生器。
本文将重点介绍雷电冲击电压发生器的原理以及其在防雷领域的应用。
2. 雷电冲击电压发生器的作用我们需要了解雷电冲击电压发生器在防雷领域的作用。
雷电冲击电压发生器是一种专门用于防雷的设备，其主要作用是在雷电冲击发生时把电压分配到耐雷设备上，从而避免雷击对设备造成损害。
3. 雷电冲击电压发生器的原理雷电冲击电压发生器的工作原理主要包括两个方面：波头电阻和波尾电阻。
4. 波头电阻波头电阻是指在雷电冲击发生时，电压波前的电阻，其作用是降低电压的波峰，从而减小雷电冲击对设备的影响。
波头电阻需要具备高强度、高频率响应和快速放电的特点，用于消耗雷电冲击的能量，保护被保护设备的安全。
5. 波尾电阻波尾电阻是指在雷电冲击后的电压波尾的电阻，其作用是将残余的电压波尾导向接地，以确保雷电冲击后设备的安全。
波尾电阻需要具备高功耗、高耐压、高放电容量和长寿命等特点，用于将电压波尾慢速放电，保障设备不受雷电冲击的损坏。
6. 雷电冲击电压发生器的应用雷电冲击电压发生器在工业、建筑、交通等领域都有广泛的应用。
例如在电力系统中，雷电冲击电压发生器可以保护变压器、线路等设备免受雷电冲击的影响；在建筑领域中，它可以抵御雷电对建筑物的损害；在交通领域中，它可以保护信号设备、通信设备等免受雷击的影响。
7. 结语雷电冲击电压发生器作为一种重要的防雷设备，其原理及应用对防止雷击对人类生产生活造成的损失具有重要意义。
通过了解其原理和应用，我们可以更好地了解防雷设备的工作原理，提高防雷设备的使用效果。
希望本文对读者有所帮助，多谢关注。
8. 雷电冲击电压发生器的发展趋势随着科技的不断发展，雷电冲击电压发生器的技术也在不断进步。
未来，人们对雷电冲击电压发生器提出了更高的要求，希望其在防雷领域能够有更加广泛和深远的应用。
冲击电压发生器的原理、试验及设计摘要: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。
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。
SGS系列冲击电压发生器（使用说明书）目录1．概述 (2)2．主要技术数据 (2)3．主要部件 (3)4．结构及功能说明 (4)5．调整及试验 (10)6．维护及修理 (12)使用说明书１．概述1.1SGS系列冲击电压试验系统（以下简称发生器），是用以产生模拟的雷电冲击电压波及操作冲击电压波的高压试验设备，适合对各种电气设备和绝缘材料，如断路器、变压器、电缆、避雷器等，进行雷电冲击和操作冲击以及截波试验，也可以进行其它的科学试验。
1.2 SGS系列冲击电压试验系统，是采用模块式结构，因此通过组合它能产生100kV/2.5kJ 直到1600kV/60kJ 的高压。
1.3 发生器及各种部件的有关技术要求，试验测量方法，术语定义等，均符合GB311~2-83的有关规定。
1.4 SGS系列冲击电压试验系统分为固定式和可移动式二种，可移动式又有脚轮式和气垫式二种。
２．主要技术数据2.1 技术数据：主电源：220 V频率50/60 Hz容量约3 kVA控制电源：220 V频率50/60 Hz容量约10 A发生器本体：额定能量7.5 kJ额定电压300 kV冲击电容166.7 nF级数 3每级能量 2.5 kJ每级电压100 kV每级冲击电容500 nF额定能量下二次冲击最小时间间隔30 s2.2 发生器在户内安装使用，环境条件为：2.2.1 海拔高度不超过2000m。
2.2.2 周围空气温度-２０℃～４０℃，相对湿度≤90%。
2.2.3 周围空气不严重污染。
2.3 发生器可用击穿多级截断装置等方法，产生预放电2～5 s的雷电冲击截波。
也可自配调波电阻，产生操作冲击波、斜角波等各种冲击电压。
2.4 发生器运行制度：2.4.1 额定电压下，1分钟充放电一次，可工作2小时, 间歇2小时地循环工作。
2.4.2在充电电压不大于2/3额定级电压下，1分钟充放电1 次，可连续工作。
３主要部件SGS系列冲击电压试验系统成套供应，主要部件有：3.1 充电电源：可控硅调压控制箱、高压整流变压器、高压硅堆、倍压电容、直流分压器、充电保护电阻等。
RDCJ-300KV雷电冲击电压发生器技术条件一、使用条件海拔高度：<1000米相对湿度：<90%环境温度：－10℃～＋40℃无灰尘、无毒、无腐蚀气体。
当湿度>90％凝露时，表面揩干，自然风干后，可继续使用。
相对湿度大于90％时，输出不降低。
二、额定参数值1、额定标称电压：±300千伏2、额定级电压：±150千伏3、额定能量：11.25千焦耳4、冲击总电容：0.25微法(脉冲电容器1微法/2×75千伏,共3台)5、负载能力：0～5000微微法。
6、输出冲击电压波形(1)1.2/50微秒雷电冲击电压全波，电压(空载)不小于95%；(2)截断时间2～5微秒雷电冲击电压截波，电压效率大于85%；冲击电压波形参数及其偏差均符合有关国家标准的要求。
7、使用持续时间：在80％额定电压以上,每90秒充放电一次可连续运行；在80％额定电压以下，每45秒充放电一次可连续运行。
三、主要部件1.充电部分(1)、采用恒流充电装置(2)、采用绝缘筒油浸式充电变压器，原边电压220伏，付边电压85千伏，额定容量5千伏安，变压器密封良好，无渗漏油；(3)、采用2DL-200千伏/100毫安的高压整流硅堆；(4)、高压整流硅堆保护电阻采用漆包电阻丝有感密绕在绝缘管上；(5)、采用不对称倍压充电方式；(6)、恒流充电装置在20%～100%额定充电电压范围内，实际充电电压与整定电压偏差不大于±1%,充电电压的不稳定性不大于±1%,充电电压的可调精度为1%.(7)、直流电阻分压器采用150千伏，300兆欧油浸式金属膜电阻，低压臂电阻装在分压器底法兰内，低压臂上的电压信号用屏蔽电缆引入控制台内。
(8)、自动接地开关采用电磁铁分合接地机构，试验停止时可自动将主电容器经保护电阻接地。
(9)、恒流充电的电感、电容装在控制台内，充电变压器、高压整流硅堆、保护电阻、自动接地开关和绝缘支柱等安装在一个移动式底盘上。
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。
电气与电子工程学院《高电压》课程设计（400kv冲击电压发生器的设计）姓名：学号：U201311848专业班号：电气1303班评阅人：指导教师：刘毅日期：2016.08.15目录一、设计背景和意义 (3)二、冲击电压发生器基本原理 (4)1、雷电冲击电压波形 (4)2、多级充电电压发生器 (4)三、设计目标 (6)四、设计步骤 (7)1）确定冲击电压发生器级数n (7)2）负荷电容C2选择 (7)3）冲击电容C1选择 (8)4）冲击电压发生器的效率 (8)5）波头电阻R f、波尾电阻R t选择 (8)6）充电电阻R、保护电阻r选择 (10)7）充电时间 (10)8）变压器选择 (11)9）硅堆选择 (11)10）球隙直径选择 (11)五、设计总结与感想 (12)六、附录 (13)七、参考文献 (17)一、设计背景和意义电力系统中的高压电气设备在运行过程中可能会承受短时间的雷电冲击电压和操作过电压的作用。
冲击电压实验就是用来检测各种高压电气设备在雷电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。
雷电冲击电压实验采用全波冲击电压波形或者截波冲击电压波形，其持续时间较短，约数微秒至数十微秒。
其中雷电冲击电压波形由冲击电压发生器产生，而操作冲击电压波可以利用冲击电压发生器产生，也可以利用变压器产生。
因此，很多高压实验室的冲击电压发生器既可以用来产生雷电冲击电压波，也可以用来产生操作冲击电压波。
在此重点讨论雷电冲击电压发生器的设计。
随着超高压输电工程的发展，冲击电压发生器已成为各高压实验室的重要实验设备之一。
其电压和容量不断提高。
可以相信，在超高压输电的工程的发展过程中，必将对冲击电压实验技术提出更高的要求。
二、冲击电压发生器基本原理1、雷电冲击电压波形多级冲击电压发生器的作用原理可以简单地概括为多级电容器并联充电，然后自动串联放电，形成幅值很高的冲击电压波。
雷电冲击电压波形分为全波和截波两种。
全波是具有一定极性的非周期性脉冲电压波，这种非周期性的冲击电压波可以用双指数函数表示：u(t)=A(e−tT1−e−tT2)式中：T1——波尾时间常数，T2——波头时间常数，通常T1≫T2。
2、多级充电电压发生器多级冲击电压发生器的作用原理可以简单地概括为多级电容器并联充电，然后自动串联放电，形成幅值很高的冲击电压波。
如图为一种简单的多级冲击电压发生器的电路图：其工作原理为:C10-C20为各级对地的杂散电容。
在充电过程结束时,上面一排杂散电容C10、C30、C50和C70充电到+U0电压,1、3、5、7各点对地电位皆为+U0,而下面一排杂散电容C20、C40、C60和C80未充电,2、4、6、8各点电位为零。
当各级电容器C充电到U0电压时,第一级间隙G1首先击穿,1点电位瞬时从+U0下降到零,2点电位瞬时从零下降到-U0。
由于1、3点之间和2、4点之间存在着充电电阻R杂散电容C30来不及放电,在G1击穿瞬间仍使3点维持原来的+U0电位。
于是,在G1击穿瞬间,球隙G2承受的电压由原来的U0突然上升到2U0,从而导致G2击穿。
G2击穿后,3点电位瞬时从+U0下降到-U0,4点电位瞬时下降到-2U0,而5点和6点仍然维持原来的电位+U0和零电位。
于是在G1和G2击穿瞬间,球隙3承受的电压由原来的U0突然上升到3U0,从而导致G3击穿。
依此类推,球隙G1—Gn依次在U0—nU0电压作用下击穿将全部电容器串联起来。
为了防止各级固有电感和杂散电容可能产生的寄生振荡，在各级球隙中串入阻尼电阻r，阻值约数十欧姆。
足够的充电电阻R和对地杂散电容是形成球间隙过电压的必要条件。
增加充电电阻和对地杂散电容不仅能增加球间隙的过电压，而且还能延长过电压的持续时间，这对于提高球间隙动作的可靠性是有利的。
而阻尼电阻和球间隙电容使球间隙的过电压降低，不利于球间隙的可靠动作。
实际的冲击电压发生器，波头电阻和波尾电阻常分散到各级中去，这样，既可以起到阻尼电阻的作用，又可以起到充电电阻的作用。
设计一个400kv雷电冲击电压发生器，输出波形为1.2/50标准雷电波，要求进行电阻设计（线径，材料等），充电回路设计（升压变压器，硅堆，电阻等）。
如图，为冲击电压发生器的等效电路图，依此电路图进行设计：1）确定冲击电压发生器级数n要求冲击电压发生器的标称电压为400kv，可选取4级电容结构，则输出电压的标称值为：U n=4×100kV=400kV2）负荷电容C2选择常见试品电容量如表2所示。
如不考虑电容式电压互感器试验和整卷电缆试验，可取试品电容量为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=1000pF+500pF+600pF=2100pF3）冲击电容C 1选择选择C1时，需考虑冲击电压发生器的回路效率。
冲击电压发生器回路效率近似可表达为：112()()tt d R C C C R R η⎡⎤⎡⎤≈++⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦由于高效回路，Rd ≈0，因此冲击电压发生器高效回路的效率为：η=C 1C 1+C 2为使回路效率足够高，一般取C 1至少比C 2大5—10倍，现取C 1=10C 2≈0.02μF由上述可知，从脉冲电容器技术参数表中找到MY110-0.2瓷壳高脉冲电容器比较适合，用此种电容器四个串联可以达到440kv 标称电压，满足要求。
这种电容器的规格如表3所示。
用此种电容器4级串联，标称电压可达440kV ，每级电容器为0.1μF ，使冲击电容C=0.2/4=0.025μF>10C 2这样可使冲击电压发生器的效率较高。
依据整定的标称电压和冲击电容，计算可得标称能量为：W e =C 1×U 122=0.025×40022=2KJ 4）冲击电压发生器的效率由上述负荷电容C 2和冲击电容C 1，计算可得冲击电压发生器的效率为：92.3%满足设计要求。
5）波头电阻R f 、波尾电阻R t 选择高效回路的充电回路利用波头电阻r f 和波尾电阻r f 构成充放电回路。
设计要求产生1.2/50μS 标准雷电波，已知冲击电容C 1，负荷电容C 2，可由波头时间和波尾时间，计算波头电阻R f 和波尾电阻R t 。
波头时间：312120.0250.00211.2 3.24/() 3.24 6.277100.0250.0021f f f f T S R C C C C R R Sμμ-⨯==+=⨯=⨯+由此可得，R f =191.18Ω，每级r f =R f /8≈23.90Ω。
波尾时间：12500.693()0.693(0.0250.0021)0.019t t t t T S R C C R R Sμμ==+=+=由此可得，R t =2662.36Ω，每级r t =332.80Ω。
波头电阻和波尾电阻丝的选择：冲击电压发生器中的阻尼电阻，波头电阻和波尾电阻都与波形有关，要求电感小、热容量大、稳定性高。
现在都用电阻丝按无感绕法做成。
要求电阻材料的电阻系数比较大，温度系数比较小。
由于冲击电压发生器放电时间很短，故冲击放电时电阻上的温升按绝热过程来考虑。
当进行全波冲击电压实验时，试品不放电时，冲击电压发生器的全部能量都消耗在波尾电阻中（阻尼电阻阻值很小可以略去不计时），使之发热而不考虑散热。
一般从绝缘材料考虑取电阻的允许温升为150℃，再结合所需阻值一起来决定电阻丝的长度和直径。
当试品放电在波头期间时，冲击电压发生器的全部能量消耗在波尾电阻和波前电阻中，此时波头电阻和波尾电阻是并联关系，在计算波头电阻的温升时，应去除波尾电阻中消耗的能量。
有上述可知，r f =23.90Ω，r t =332.80Ω。
每级电容器储能为：1/2×0.2×10−6×(110×103)2=1.21kJ假定试品不放电，则能量全部消耗在r t 中；若试品短路放电，则[332.8/(332.8+23.90)]×1.21=1.13kJ 的能量消耗在r f 中。
如采用双股相反绕的无感电阻结构，则波头电阻的每股阻值为2×23.9=47.8Ω，每股电阻丝消耗的能量为1.13/2=0.565kJ 。
同样情况，波尾电阻的每股丝的阻值为2×332.80=665.6Ω，每股电阻丝消耗的能量为1.21/2=0.605kJ 。
冲击放电过程很快，电阻丝消耗的能量可按绝热过程考虑，所消耗的能量全部转变为电阻丝的温度升高。
如所采用的电阻丝为康铜丝，康铜丝密度ν为8.9g/cm3，电阻率ρ为0.48×10-6Ω·m ，比热容Cm 为0.417J/(g ·℃)，电阻允许最高温升θ为150℃，另电阻丝长度为l/m ，直径为d/mm ，则可得：电阻)/(420d l R πρ=，消耗能量4/2θπνm C d l W ⨯⨯=，由此可知，410)]/()[/2(θνρπm C R W d =。
令R 0=2r f =47.8Ω，W=565J ，则mmC R W d m 358.0)]150417.08.479.8/(48.0565)[/2()]/()[/2(41410=⨯⨯⨯⨯==πθνρπ实际选φ0.36mm 的电阻丝两根，并按相反方向无感结构并绕，可得其一根丝长度为220/(4)47.8(0.36)/(40.48)10.1410.2l R d m mπρπ==⨯⨯⨯=≈实际温升为224/()4565/(8.910.20.360.417)146.63150m W l d C C C θυππ==⨯⨯⨯⨯⨯=< 再次令R 0=2r t =665.6Ω，W=605J ， 则mmC R W d m 189.0)]150417.06.6659.8/(48.0605)[/2()]/()[/2(41410=⨯⨯⨯⨯==πθνρπ实际选φ0.2mm 的电阻丝两根，并按相反方向无感结构并绕，可得其一根丝长度为220/(4)665.6(0.2)/(40.48)43.5643.6l R d m mπρπ==⨯⨯⨯=≈实际温升为224/()4605/(8.943.60.20.417)119.01150m W l d C C C θυππ==⨯⨯⨯⨯⨯=<所选用的康铜丝两根并联，并按相反方向绕在绝缘棒上，要求匝间距离尽可能小，电阻棒的长度应使两端间能耐受110kV 电压。
6）充电电阻R 、保护电阻r 选择对于冲击电压发生器来说，球隙动作后流经充电电阻的放电电流将降低输出电压，为了不降低发生器的电压利用率，必须使内部放电的时间常数为外部放电时间常数的10~20倍。
对于高效回路来说，要求C(R +r f )≥(10~20)Cr t ，可得20332.833.236622.77R ≥⨯-=Ω取R=10k Ω，每根充电电阻的结构长度应能耐受110kV 。
