高电压技术课程设计-冲击电压发生器的设计

高电压技术课程设计

——冲击电压发生器的设计

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冲击电压发生器的设计

电力系统种的高压电气设备，除了承受长时期的工作电压外，在运行过程种，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。一般用冲击高压试验来检验高压电气设备的雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。

雷电冲击高压试验采用全波冲击电压波形或截波冲击电压波形，这种冲击电压持续时间较短，约数微秒至数十微秒，它可以由冲击电压发生器产生；操作冲击电压试验采用操作冲击电压波形，其持续时间较长，约数百微秒至数千微秒，它利用变压器产生，也可利用冲击电压发生器产生。许多高电压试验室的冲击电压发生器既可以产生雷电冲击电压波，也可以产生操作冲击电压波。

冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置。雷电冲击电压波是一个很快地从零上升到峰值然后较慢地下降地单向性脉冲电压。

一.设计目标：

输出波形为1.2/50μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为300～800kV，发生器级数为4～8级。

二.设计过程：

1．试品电压等级的确定

表1.冲击电压发生器标称电压与被测试设备额定电压间关系

要求的输出电压为300~800kV，根据上表，可以暂定试品的电压等级为66kV。

根据66kV设备雷电冲击耐受电压(峰值)表，可知变压器类设备的内绝缘的耐受电压最高，为385kV，击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3；长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数取1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于：

1385 1.3 1.1/0.85647

U kV kV

=??=所以可取冲击电压发生器的标称电压为660kV 2．冲击电容的选定

如不考虑大电力变压器试验和整卷电缆试验，就数互感器的电容较大，约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

2(1000500600)2100C pF pF =++=

如按冲击电容为负荷电容的10倍来估计，约需冲击电容为

121021000C C pF ==

从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY110—0.2瓷壳高压脉冲电容器比较合适，这种电容器的规格如表3所示。

表3. MY110—0.2瓷壳高压脉冲电容器的规格

型号额定电压 / kV 标称电容 / μF 外形尺寸 /

mm 重量 / kg 外壳

MY110—0.2 110 0.2 Φ635×500 249 瓷壳

用此种电容器6级串联，标称电压可达到660kV ，满足前述要求，每级一个电容器，使冲击电容

(0.2/6)0.0333C F F μμ==

此值 210C >，可使（电压）效率不致很低。

3.冲击电压发生器主要参数：

标称电压：11106660U kV kV =?=

冲击电容：0.0333C F μ=

标称能量：22

1/20.0333660/27.26n W CU kJ kJ ==?=

4．回路的选择

选用高效率回路和倍压充电，回路如下图所示

5.波前电阻和波尾电阻的计算：

试品电容约1000pF ，负荷总电容为2100pF ，

波前等效回路

所以波前时间 12121.2 3.24/()f f T s R C C C C μ==?+

3.240.03330.0021/(0.0354)f R F F F μμμ=??

求出187.5f R =Ω，每级/631.25f f r R ==Ω。

半峰值是等效回路

故半峰值时间 12500.693()0.693(0.03330.0021)t t t T s R C C R F F μμμ==+=+

求出2038t R =Ω，每级/6340t t r R ==Ω。

6.冲击电压发生器的效率：

112/()0.0333/0.03540.94C C C η=+==

此值比原估计的效率0.85高，所以所选电容是合适的。

7.充电电阻和保护电阻的选择：

要求 ()(1020)f t C R r Cr +≥: ，得：

(2034031.25)6769R ≥?-Ω=Ω

取R ＝10k Ω。每根充电电阻的结构长度应能耐受110kV 的电压。如取保护电阻r 为充电电阻R 的40倍，则保护电阻r 为400k Ω。

8.充电时间的估算：

因为采用了倍压充电回路，由式2

15(8/)15()T r nR nC r nR nC π=+≈+充，但考虑到电

容C 的另一侧为t r 及f r ，它们远小于充电电阻R 。此外还应考虑倍压回路第一个回路中的保护电阻r 的作用。充电至0.9倍电压时， 015(/2)T r r nR nC =++充

设0r r =，则计算得15T s ≈充。实际上还存在充电回路中0C 的影响，它可使充电时间增加一些，可估计T 充为20s 。

9.变压器选择：

考虑倍压充电回路所需的容量，加大安全系数到3.0。

变压器容量＝3.02/ 3.027.26/20 2.175n W T kVA kVA ??=??=充

变压器电压＝1.15542.78kV kV ?=

所以，可选择国产试验变压器，型号为Y D —3/50，其参数如下表。

表4. Y D —3/50试验变压器的参数

10.高压硅堆选择：

为了缩短充电时间，充电变压器应该提高10％的电压，因此硅堆的反峰电压＝55k V ×1.1＋55kV ＝116kV 。

硅堆的额定电流以平均电流计算，实际充电电流是脉动的，充电之初平均电流较大，选择硅堆用的平均电流难以计算。现只有根据充电变压器输出的电流（有效值）来选择硅堆额

定电流。电流的有效值是大于平均值的。

2.175/(550.0495n I kVA kV A ==

因此，选硅堆的额定电流为0.05A 。

选择2D L —150/0.05高压硅堆。

11.球隙直径选择：

由资料可知，在间隙距离为4.5cm 时Φ10cm 球隙的放电电压为115kV ，故选Φ10cm 铜球，一共7对。

12.波前电阻和波尾电阻阻丝选择计算：

已知31.25f r =Ω，340t r =Ω，一级电容器储能为：

2632/20.50.210(11010) 1.21CU kJ kJ -=????=。假定试品不放电时能量全部消耗在t r 中，试品短路放电时的能量340/（340＋31.25）kJ ，即1.11kJ 消耗在f r 中。如采用双股相反绕的无感电阻结构，则波前电阻的每股阻值为2×31.25Ω即62.5Ω。每股电阻丝消耗的能量为1.11/2kJ 即550J 。同样情况，波尾电阻每股阻丝的阻值为2×340Ω即680Ω，每股电阻丝消耗的能量为1.21/2kJ 即605J 。冲击放电的过程很快，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温度的升高。如所采用的电阻丝为康铜丝，康铜丝的密度ν为28.9/g cm ，电阻率ρ为60.4810m -?Ωg ，比热容m C 为0.417/()J g C o

g ，电阻允许最高温

升θ为150℃。令电阻丝长度为l/m ，直径为d/mm ，则可得

04()R l d ρπ= （1）

而消耗的能量 2/4m W l d C νπθ=?? （2）

将式（1）和式（2）消去l ，得电阻丝的直径为

[]1/4

0/()m d W R C ρνθ= （3）

首先令0262.5f R r ==Ω，550W J =，

最后，由式（3）得

[]1/4

5500.48/(8.962.50.417150)0.333d mm mm =????=

实际选Φ0.35mm 的电阻丝两根，并按相反方向并绕。由式（1）得其中一根阻丝的长度为 22

0/(4)62.50.35/(40.48)12.53l R d m m πρπ==???=

实际温升可由式（2）得

24/()122.9m W l d C C θνπ?

再次令02680t R r ==Ω，605W J =代入式（3）得电阻丝的直径为0.188d mm =，实际选Φ0.20mm 的电阻丝按相反方向并绕。可算得一根电阻丝的长度l 为44.5m ，实际温升θ为116.6℃。

用所选康铜丝两根并联，并按相反方向绕到绝缘棒上，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 的电压。

13.一次分压器的设计：

采用电容分压器分压，使用如图3示测量回路。同轴电缆输出端电压设为2kV ，然后经电阻分压器二次分压，把信号电压输入示波器。考虑二次分压用的电阻分压器阻值很大，其阻抗效应可忽略。

高压臂电容选国产MY500—0.00012脉冲电容器较合适，其参数如表5。

型号额定电压 / kV 标称电容 /

μF 外形尺寸 / mm 重量 / kg 外壳

MY500—0.00012 500 0.00012 Φ182×1155 28.2 胶纸壳

用此种电容器三个并联，使高压臂

130.000120.00036C F F μμ=?=

由于设同轴电缆输出端电压幅值为2kV ，故分压比 K=660/2=330。

12123302()/2(0.00036)/(0.00036)K C C C F C F μμ==+=+

求出20.06104C F μ=。用MY80—0.03脉冲电容器组成低压臂，其参数如表6。

表6. MY80—0.03脉冲电容器的规格

用此种电容器两级串联，使分压器额定电压可达（500＋80×2）kV ＝660kV ，可用于测量冲击电压。每级由4个电容器并联，使低压臂电容

2(0.034/2)0.06C F F μμ=?=

故分压器的实际分压比为

1212()/2(0.000360.06)/0.00036335.3K C C C =+=+=

即同轴电缆输出端电压 21/(660/335.3) 1.968u U K kV kV ===

14.二次电阻分压器：

高压臂取10000H R =Ω，低压臂100L R =Ω，则分压比

2()/101H L L K R R R =+=

最终输入示波器的电压幅值为（1968/101）V ＝19.5V .

三．设计总结及感想

冲击电压发生器的设计可分为两个部分，第一是冲击电压发生器本身的设计，包括冲击电容的选定，波前电阻和波尾电阻的计算，充电电阻和保护电阻的选定，波前电阻和波尾电阻阻丝选择，变压器的选择，高压硅堆的选择，球隙直径的选择等。第二是冲击电压测量回路的设计，包括一次分压器的选择和二次分压器的选择。

整个设计参照清华大学出版社的《高电压试验技术》2003年版，其中涉及的某些方面的误差，造成这些误差的原因有三个：一是没有考虑回路中电感的影响。二是分压器的设计。作为冲击和操作过电压两用的发生器，采用阻容串联分压器更合适，我采用的电容分压器更适合于测量操作过电压。三是一些元器件的选取。因为参考资料有限，对于一些元器件，特别是分压器中的电容、电阻和电缆，只能在很小的范围内选择，实际设计时应该有更合适的型号。

本次设计过程涉及到很多高电压技术方面的知识，通过此次设计我对冲击电压发生器的工作原理有了比较深刻的了解，对电路方面的知识也得到了巩固。感谢老师的指导，同学的帮助。

高电压技术课程设计-冲击电压发生器的设计

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电力系统种的高压电气设备，除了承受长时期的工作电压外，在运行过程种，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。一般用冲击高压试验来检验高压电气设备的雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能或保护性能。雷电冲击高压试验采用全波冲击电压波形或截波冲击电压波形，这种冲击电压持续时间较短，约数微秒至数十微秒，它可以由冲击电压发生器产生；操作冲击电压试验采用操作冲击电压波形，其持续时间较长，约数百微秒至数千微秒，它利用变压器产生，也可利用冲击电压发生器产生。许多高电压试验室的冲击电压发生器既可以产生雷电冲击电压波，也可以产生操作冲击电压波。冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置。雷电冲击电压波是一个很快地从零上升到峰值然后较慢地下降地单向性脉冲电压。一.设计目标：输出波形为1.2/50μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为300～800kV，发生器级数为4～8级。二.设计过程： 1．试品电压等级的确定表1.冲击电压发生器标称电压与被测试设备额定电压间关系要求的输出电压为300~800kV，根据上表，可以暂定试品的电压等级为66kV。根据66kV设备雷电冲击耐受电压(峰值)表，可知变压器类设备的内绝缘的耐受电压最高，为385kV，击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3；长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数取1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于： 1385 1.3 1.1/0.85647 U kV kV =??=所以可取冲击电压发生器的标称电压为660kV 2．冲击电容的选定

MCCJ冲击电压发生器.

MCCJ系列冲击电压发生器使用说明书上海贸创电气有限公司

目录一、概述二、使用条件三、主要技术参数四、设备组成五、使用方法六、注意事项七、日常维护八、成套设备的主要部件九、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。冲击电压发生器主回路电路如下： Ⅰ型图中： T ：充电变压器 D 1 D 2：高压硅整流器 K 1 K 2：自动接地开关 R 01 R 02 R 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 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

C′：充电兼操作波尾电阻 R′ f ：操作波外波头电阻 C 1′C 1 ′′：截波触发电容分压器 C′ s0 ：点火电容 C ：串联放电球隙 R ′：触发球箝位电阻 G′ ：隔离球 R ：分压器阻尼电阻 C 0 C ′：弱阻尼电容分压器 C ′′：电容分压器低压臂 C 3 ：陡化电容 r 1 :截波均压电容器的阻尼电阻 C′ 1 截波均压电容器 R 2 R′ 2 ：截波触发分压电阻 G ′′：截波球隙 G：试品 Z0：截波延时器 Ⅱ型 1B：充电变压器 D：高压整流硅堆 R0：充电保护电阻 R1.R2：直流电阻分压器

高电压技术第章习题答案

高电压技术第5章习题答案公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]

第五章电气绝缘高电压试验 5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么 5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种 5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。 5-5 35kV电力变压器，在大气条件为时做工频耐压试验，应选用球隙的球极直径为多大球隙距离为多少 5-6工频高压试验需要注意的问题 5-7简述冲击电流发生器的基本原理。 5-8冲击电压发生器的起动方式有哪几种 5-9最常用的测量冲击电压的方法有哪几种

5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。答：（1）直流下没有电容电流，要求电源容量很小，加上可么用串级的方法产生高压直流，所以试验设备可以做得比较轻巧，适合于现场预防性试验的要求。特别对容量较大的试品，如果做交流耐压试验，需要较大容量的试验设备，在一般情况下不容易办到。而做直流耐压试验时，只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级），试验设备可以做得体积小而且比较轻便，适合现场预防性试验的要求。（2）在试验时可以同时测量泄漏电流，由所得的“电压一电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮，提供有关绝缘状态的补充信息。（3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘，因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降，故端部绝缘上分到的电压较高，有利于发现该处绝缘缺陷。（4）在直流高压下，局部放电较弱，不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质，在某种程度上带有非破坏性试验的性质。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么答：由于直流下绝缘的介质损耗很小，局部放电的发展也远比交流下微弱，所以直流下绝缘的电气强度一般要比交流下的高。在选择试验电压值时必须考虑到这一点，直流耐压试验所用的电压往往更高些，并主要根据运行经验来确定，一般为额定电压的2倍以上，且是逐级升压，一旦发现异常现象，可及时停止试验，进行处理。直流耐压试验的

高电压技术实验实验报告(二)

----高电压技术实验报告高电压技术实验报告学院电气信息学院专业电气工程及其自动化

实验一．介质损耗角正切值的测量一．实验目的学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。二．实验项目 1．正接线测试 2．反接线测试三．实验说明绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷：绝缘介质的整体受潮；绝缘介质中含有气体等杂质；浸渍物及油等的不均匀或脏污。测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框 ⑼．+tgδ/-tgδ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座⑾．接地 ⑿．低压电容测量⒀．分流器选择钮⒁．桥体引出线 1）工作原理：原理接线图如图2-2所示，桥臂BC接入标准电容C N （一般C N =50pf），桥臂BD由固定的无感电阻R 4 和可调电容C 4并联组成，桥臂AD接入可调电阻R 3 ，对角线AB上接 QS1西林电桥面板图

入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式2-1）各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 44441R C j R Z Z BD ?+==? 33R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1= = 将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4 R R C C N X ? = 44R C tg ??=?δ （式2-2）在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： tg δ= C 4（μf ）（式2-3）即在C 4电容箱的刻度盘上完全可以将C 4的电容值直接刻度成tg δ值（实际上是刻度成tg δ（%）值），便于直读。 2）接线方式： QS1电桥在使用中有多种接线方式，如下图所示的正接线、反接线、对角接线，低压测量接线等。正接线适用于所测设备两端都对地绝缘的情况，此时电桥的D 点接地，试验高电压在被试品及标准电容上形成压降后，作用于电桥本体的电压很低，测试操作很安全也很方便，而且电桥的三根引出线（C X 、C N 、E ）也都是低压，不需要与地绝缘。反接线适用于所测设备有一端接地的情况，这时是C 点接地，试验高电压通过电桥加在被试品及标准电容上，电桥本体处于高电位，在测试操作时应注意安全，电桥调节手柄应保证具有15kv 以上的交流耐压能力，电桥外壳应保证可靠接地。电桥的三根引出线为高压线，应对地绝缘。对角接线使用于所测设备有一端接地而电桥耐压又不够，不能使用反接线的情况，但这种接线的测量误差较大，测量结果需进行校正。低压接线可用来测量低压电容器的电容量及tg δ值，标准电容可选配0.001μf （可测C X 范围为300pf ～10μf ）或0.01μf （可测C X 范围为3000pf ～100μf ） 3．分流电阻的选择及tg δ值的修正：

GDCY-100kV-5kJ 冲击电压发生器说明书

GDCY-100kV/5kJ 冲击电压发生器产品操作手册国电西高

目录一、适用范围 (3) 二、使用条件 (3) 三、遵循标准 (3) 四、额定参数值 (4) 五、主要部件 (4) 六、成套设备的操作说明 (6) 七、日常维护 (7)

GDCY-100kV/5kJ 冲击电压发生器一、适用范围本发生器适用100KV及以下试验电压等级的小容量电力变压器、互感器、电抗器、避雷器、开关、套管、绝缘子及其它试品进行标准雷电冲击电压全波试验。二、使用条件海拔高度：不超过1000米环境温度：－5℃----＋40℃ 相对湿度：25℃ 使用环境：户内无导电尘埃无火灾及爆炸危险无腐蚀金属和绝缘的气体电源电压的波形为正弦波，波形畸变率＜5% 接地电阻不大于0.5Ω 对周围安全距离不小于2米三、遵循标准 GB/T 311.1－1997 高压输变电设备的绝缘与配合 GB/T 16927.1 高电压试验技术第一部分一般试验要求GB/T 16927.2 高电压试验技术第二部分测量系统

GB/T 16896.1 高电压冲击试验用数字记录仪 ZBF24001 冲击电压试验实施细则 JB/T 616 高压线路绝缘子陡波冲击耐受试验 DL/T 557 高电压线路绝缘子陡波冲击试验、定义、试验方法和判据四、额定参数值额定标称电压100KV 额定级电压：100KV 额定能量5KJ 冲击总电容：1uF 单级脉冲电容器2μF/50KV*2，共1台）负荷电容为500～5000PF 实测输出冲击电压波形）标准雷电波：波头时间：1.2 30% s/波尾时间：50 20% s 峰值偏差： 3％电压效率≥85% 五、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，变压器密封良好，无渗漏油。（3）采用2CL-350kV/500mA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筒上

冲击电压发生器的设计

一、工作原理冲击电压发生器通常都采用Marx 回路，如图1所示。图中C 为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r 充电到V 。此时,因保护电阻r 一般比R 约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能保证各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙，由点火脉冲起动；其他各级中g 为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C 就通过各级的波头电阻Rf 串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n ，总电压为nV 。n 为发生器回路的级数。由于C0较小，很快就充满电,随后它将与级电容C 一起通过各级的波尾电阻Rt 放电。这样，在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R 远大于Rf 和Rt, 因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压，其波形可由改变Rf 和Rt 的阻值进行调整, 幅值由充电电压V 来调节，极性可通过倒换硅堆D 两极来改变。图 1 冲击电压发生器回路（Marx 回路）二、Simulink 设计 1、各参数的选取额定电压的选取：取试品电压为110 kV ，由附录表A10和A3可得，耐受电压为550 kV ，型号MY 110-0.2的标称电容为0.2μF ，故冲击电压发生器的标称电压应不低于 U1=550*1.3*1.1/0.85=925.3 kV 冲击电容的选取：如不考虑大电力变压器试验和整卷电缆试验，就数互感器的电容较大，约1000pF ，冲击电容发生器的对地电容和高压引线及球隙等的电容估计为500pF ，电容分压器的电容估计为600pF ，则总的负荷电容为：C2=1000+500+600=2100pF 电容器选择：从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY 110—0.2瓷壳高压脉冲电容器比较合适，其电容值为0.2μF ，用此种电容器8级串联，标称电压可达880kV ，基本可以满足前述要求。每级由2个电容器并联，使冲击电容 C1=（2*0.2/8）= 0.05μF 冲击电压发生器主要参数：标称电压：U1=110*8=880 kV 冲击电容：C1=0.05 μF 负荷总电容：C2=0.0021 μF 2、等效电路图如下图 2 发生器的充电回路

高电压技术实验实验报告(二)

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专业电气工程及其自动化

⑼．+tg δ/-tg δ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座 ⑾．接地 ⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线 1）工作原理：原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N （一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3 和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式 2-1）各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 4 44 41R C j R Z Z BD ?+= =? 3 3R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1= = 将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4R R C C N X ? = 4 4 R C tg ??=?δ （式 2-2）在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： QS1西林电桥面板图 QS1西林电桥面板图

冲击电压试验方法介绍

绝缘性能试验包括冲击电压试验；介质强度试验；绝缘电阻测量。绝缘性能试验的条件大气条件不应超过下列范围： ——环境温度：+15℃～+35℃； ——相对湿度：45%～75%； ——大气压力：86kPa～106kPa。试验的产品应处于干燥和无自热状态。所有试验应在完整的装置上进行。在试验过程中，产品不应施加输入激励量或辅助激励量。绝缘性能试验顺序试验应按下列顺序进行：冲击电压试验→介质强度试验→绝缘电阻测量冲击电压试验方法试验应依据GB/T 17627.1-1998 采用标准雷电脉冲。发生器波形和特性

图中： T1——波前时间：冲击峰值的30%和峰值的90%（图1中A、B两点）时刻之间的时间间隔T的1.67倍。O1——视在原点超前相当与A点时间0.3T1的瞬间。它为通过A、B点所画直线与时间轴的交点。 T2——半峰值时间：冲击的视在原点O1和电压减小到峰值一半的瞬间之间的时间间隔。发生器的参数为： ——波前时间：1.2μs±30%； ——半峰值时间：50μs±20%； ——输出阻抗：500Ω±10%； ——输出能量：0.5J±10%。每条试验导线的长度不应超过2m。冲击试验电压的选定

试验电压的选定一般按以下原则选取： ——1.0kV（额定绝缘电压≤63V时）； ——5.0kV（额定绝缘电压＞63V时）。由电压互感器和电流互感器直接供电的电路，或直接连接于站内直流电源的继电器电路，冲击电压试验应采用5kV。试验方法冲击电压应施加在继电器外部可接近的合适的点上，外露的导电部分应连接在一起并接地（外壳）。试验时每个极性应施加五个脉冲，脉冲间隔至少为1s。试验电压电平应是发生器连接到继电器之前的开路电压。除非另有规定，冲击电压试验应在下列部位进行： ——各带电的导电电路对地之间； ——电气上无联系的各带电的导电电路之间，每个独立电路的端子连接在一起。试验中未涉及的电路应连接在一起并接地（外壳）。除非很明显，应由制造厂规定哪些电路为独立电路。除非另有规定，对两个独立电路之间的试验，应按这两个电路所规定的较高的冲击电压进行试验。试验验收准则试验期间不应出现破坏性放电（火花、闪络或击穿）。未造成击穿的电气间隙的部分放电可被忽略。试验后，产品应满足所有相关性能的要求。武汉三新电力设备制造有限公司是一家集电力检测、调试及电力技术服务为一体的高端解决方案提供商，电力测试设备一站式服务平台，变频串联谐振专业制作商，欢迎咨询采购交流！

高电压技术实验参考资料

高电压技术实验参考资料-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

高电压技术实验参考资料一、高电压实验课的目的和任务 1.熟悉和掌握高电压试验的基本技术。 2.通过实验，培养同学分析问题和解决问题的能力，使同学们初步掌握进行实验研究的一些基本方法。 3.树立安全第一的观点，保证人身和设备的安全是进行高压试验特别强调的问题，思想上必须自始至终保持高度的重视。 4.培养同学重视实际、遵守制度、爱护国家财产和严谨踏实的工作作风。二、高电压试验的基本技术 1.掌握高电压试验的基本安全技术。通过实验，同学们不仅在思想上要树立安全第一的观点，而且在实际工作中要养成严格的安全习惯。所以，要求同学们正确而熟练的掌握以下的基本安全技术。 a、掌握高压实验中必须的安全措施(防护栏、联锁、接地和安全距离)以及试验前的安全检查内容。 b、按照实验规则的要求，呼叫口令，并按实验程序进行操作。 c、掌握基本安全工具——接地杆的使用和检查。 2.学会安排试验条件和掌握工频试验变压器的正确使用。 3.掌握高电压试验的基本方法和典型仪器的使用。 a、掌握主要电力设备(套管、避雷器、电力变压器、线路绝缘子、电缆、电容器等)绝缘的基本检查和试验方法，包括绝缘电阻、泄漏电流、介质损耗因数、局部放电等的测量。以及击穿试验、耐压试验等。 b、掌握测量球隙、静电电压表、多种分压器、兆欧表、以及数字量的测量和使用方法。

三、对同学们的要求 1.预习：要求掌握实验内容、方法及基本原理，并选择试验所需设备、元件、仪器、仪表(包括使用方法)及试验点。画出试验线路图和原始记录表格。 2.实验：必须认真操作，观察实验中发生的现象，记录每次数据，注意安全，严格遵守实验规则，听从教师指导，实验后清理现场。 3.写出实验报告：格式如下： a、实验目的 b、实验线路图，线路图要整齐、清楚(不得徒手画)，并对图中设备的符号列表说明 c、实验内容及数据整理：数据应列表，对所用符号的含义和单位应加以说明，需计算部分应列出引用的公式和说明计算方法。必要时，应绘曲线。 d、现象描述：主要是放电现象，或在实验中遇到的其它现象(如故障现象)，若无此内容，可省略。 e、分析讨论：对整个实验的数据、波形、实验现象用所学的知识进行分析讨论，并加以总结。 f、.严格遵守课堂纪律，不得迟到、早退。按时交报告。四、高压实验室学生实验规则： (一) 实验前： 1.预习与组织： a、同学必须认真预习实验内容，教师要提问检查，不预习者不得参加实验，实验前应交前次实验报告。 b、每实验组推选组长一人，组内可轮流担任，并兼安全监护人。 2.实验前的检查：

多级冲击电压发生器的设计

多级冲击电压发生器的设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT

高电压课程设计多级冲击电压发生器的设计电气与电子工程学院指导老师：戴玲 2010年3月1日一、设计任务：设计一高效多级冲击电压发生器，使其输出标准冲击电压波形（即50u s），电压等级为330k v-800k v,级数为3级以上。二、额定电压的选择：为确定所要设计的冲击电压发生器的电压等级，需首先明确冲击电压发生器电压等级与所测试品电压等级的关系（见下表） 1．试品电压等级的确定：表1.冲击电压发生器标称电压与被测试设备额定电压

间的关系根据设计要求的输出电压为300-800kV，根据上表，可以假定试品的电压等级为66kv。 2.额定电压的确定：根据66kV设备雷电冲击耐受电压(峰值)表，可知变压器类设备的内绝缘的耐受电压最高，为385kV，击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数；长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数取；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称额定电压应不低于：由此确定冲击电压发生器的为660k v。三、冲击电容的选择：

将试品电容估算为900p F，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算为500p F，电容分压器的电容估算为600p F，则总的负荷电容：C2≈900+500+600=2000（p F）按冲击电容为负荷电容的10倍估算，则冲击电容10000p F=5C2

冲击电压发生器学习资料

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伏。

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1.2/50μs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。在经过时间T1时，电压从零上升到最大值，然后经过时间T2-T1，电压下降到最大值的一半。规定电压从零上升到最大值所用的时间T1称为波头时间（或称波前时间）；电压从零开始经过最大值又下降到最大值一半的时间T2称为波尾时间（或称半峰值时间）。

高电压技术第5章习题答案.doc

第五章电气绝缘高电压试验 5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么？ 5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？ 5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。 5-5 35kV电力变压器,在大气条件为时做工频耐压试验,应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？5-6工频高压试验需要注意的问题？ 5-7简述冲击电流发生器的基本原理。 5-8冲击电压发生器的起动方式有哪几种？ 5-9最常用的测量冲击电压的方法有哪几种？

5-1简述直流耐压试验与交流相比有哪些主要特点。答：（1）直流下没有电容电流,要求电源容量很小,加上可么用串级的方法产生高压直流,所以试验设备可以做得比较轻巧,适合于现场预防性试验的要求。特别对容量较大的试品,如果做交流耐压试验,需要较大容量的试验设备,在一般情况下不容易办到。而做直流耐压试验时,只需供给绝缘泄漏电流（最高只达毫安级）,试验设备可以做得体积小而且比较轻便,适合现场预防性试验的要求。（2）在试验时可以同时测量泄漏电流,由所得的“电压一电流”曲线能有效地显示绝缘内部的集中性缺陷或受潮,提供有关绝缘状态的补充信息。（3）直流耐压试验比之交流耐压试验更能发现电机端部的绝缘缺陷。其原因是直流下没有电容电流流经线棒绝缘,因而没有电容电流在半导体防晕层上造成的电压降,故端部绝缘上分到的电压较高,有利于发现该处绝缘缺陷。（4）在直流高压下,局部放电较弱,不会加快有机绝缘材料的分解或老化变质,在某种程度上带有非破坏性试验的性质。 5-2直流耐压试验电压值的选择方法是什么？答：由于直流下绝缘的介质损耗很小,局部放电的发展也远比交流下微弱,所以直流下绝缘的电气强度一般要比交流下的高。在选择试验电压值时必须考虑到这一点,直流耐压试验所用的电压往往更高些,并主要根据运行经验来确定,一般为额定电压的2倍以上,且是逐级升压,一旦发现异常现象,可及时停止试验,进行处理。直流耐压试验的时间可以比交流耐压试验长一些,所以发电机试验时是以每级0.5倍额定电压分阶段升高,每阶段停留1min,读取泄漏电流值。电缆试验时,在试验电压下持续5min,以观察并读取泄漏电流值。 5-3高压实验室中被用来测量交流高电压的方法常用的有几种？答：用测量球隙或峰值电压表测量交流电压的峰值,用静电电压表测量交流电压的有效值（峰值电压表和静电电压表还常与分压器配合使用以扩大仪表的量程）,为了观察被测电压的波形,也可从分压器低压侧将输出的被测信号送至示波器显示波形。 5-4简述高压试验变压器调压时的基本要求。答：试验变压器的电压必须从零调节到指定值,同时还应注意： (1) 电压应该平滑地调节,在有滑动触头的调压器中,不应该发生火花； (2) 调压器应在试验变压器的输入端提供从零到额定值的电压,电压具有正弦波形且没有畸变； (3) 调压器的容量应不小于试验变压器的容量。 5-5 35kV 电力变压器,在大气条件为5 1.0510Pa,t 27P =?=℃时做工频耐压试验,应选用球隙的球极直径为多大？球隙距离为多少？解：根据《规程》,35kV 电力变压器的试验电压为 8585%72(kV)s U =?= 因为电力变压器的绝缘性能基本上不受周围大气条件的影响,所以保护球隙的实际放电电压应为 0(1.05~1.15)s U U = 若取0 1.05 1.0572106.9(kV,s U U ==?=最大值）,也就是说,球隙的实际放电电压等于106.9kV(最大值）。因为球隙的放电电压与球极直径和球隙距离之间关系是在标准大气状态下得到的,所以应当把实际放电电压换算到标准大气状态下的放电电压U0,即 027327106.9105.7(kV,0.2891050 U +=?=?最大值）, 查球隙的工频放电电压表,若选取球极直径为10cm,则球隙距离为4cm 时,在标准大气状态下的放电电压为105kV(最大值）。而在试验大气状态下的放电电压 '00.2891050105106.2(kV 300U ?= ?=，最大值） 5-6工频高压试验需要注意的问题？答：在电气设备的工频高压试验中,除了按照有关标准规定认真制定试验方案外,还须注意下列问题： (1) 防止工频高压试验中可能出现的过电压； (2) 试验电压的波形畸变与改善措施。 5-7简述冲击电流发生器的基本原理。答：由一组高压大电容量的电容器,先通过直流高压并联充电,充电时间为几十秒到几分；然后通过触发球隙的击穿,并联地对试品放电,从而在试品上流过冲击大电

冲击电压发生器实验报告

课程设计(综合实验)报告名称：高电压课程设计题目：冲击电压发生器的设计院系：电气与电子工程学院班级：电气1005 班学号：1101440308 学生姓名：李雄指导教师：王伟设计周数：1周成绩：日期：2013年2月24日

一、实验目的与要求设计一个冲击高压发生器，能够产生符合要求冲击的冲击高压。掌握冲击电压发生器的工作原理、波形形成过程、波形参数描述与计算方法等。掌握冲击电压发生器的参数设计、总体结构、器件选型和绝缘设计。二、实验正文 1、试验具体要求及内容 1）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，本装置主要用于教学及科学研究，冲击电压发生器能产生雷电冲击电压波形、操作冲击电压波形。 2）主要技术参数（1）标称电压：p80kV；（2）额定电压等级：p20kV；（3）标称能量：0.8kJ；（4）每级主电容：0.01uF 20kV；（5）冲击总电容：0.025uF；（6）总级数：受材料所限，只做二级放电（7）能产生以下波形： a.标准雷电冲击电压全波：p1.2/50uS，电压利用系数小于90%；波头时间1.2p±30%uS； b.标准操作冲击波：p250/2500uS，电压利用系数大于80%。 2、试验设计（1）主接线图由于本实验受实验仪器限制，将四级发生器改为两级发生器（2）元件选择本实验我小组设计为操作波，波形要求为波头时间250±20%μs，半波时间2500±60%μs 根据公式,波前时间 Tf=3.24Rf*C1*C2/(C1+C2) 两级电路C1取0.4980μF，C2取2100pF。操作波发生器半峰值时间Tf=250μs，带入计算得Rf=102.577kΩ 根据公式，半峰值时间 Tt=0.693Rt（C1+C2）两级电路C1取0.4980μF，C2取2100pF。操作波发生器半峰值时间Tt=2500μs，带入计算得Rt=3.6kΩ 3、仿真电路与结果根据冲击电压发生器的等效放电原理图，设计仿真电路，利用电力系统电磁暂态分析的仿真软件EMTP进行仿真，按照计算数据设定参数值，电路图如下：

冲击电压发生器MATLAB程序

《高电压综合实验》冲击电压发生器设计MATLAB分析部分

一〃冲击电压发生器的功用及原理冲击电压发生器是一种产生脉冲波的高电压发生装臵。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，近年来又被用于研究电力设备遭受操作过电压时的绝缘性能。所以对冲击电压发生器的要求，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，还与波形陡度有关，对某些设备要采用截断波来进行试验。冲击电压发生器要满足两个要求：首先要能输出几十万到几百万伏的电压，同时这电压要具有一定的波形。它的原理如下：（图见纸质报告）实验变压器T和高压硅堆D构成整流电源，经过保护电阻r及充电电阻R向主电容器C1 —C4 充电，充电到U，出现在球隙g1—g4上的电位差也为U，若事先把球间隙距离调到稍大于U，球隙不会放电。当需要使冲击机动作时，可向点火球隙的针极送去一脉冲电压，针极和球皮只见产生一小火花，引起点火球隙放电，于是电容器C1的上极板经g1接地，点1电位由地电位变为-U。电容器C1与C2间有充电电阻R隔开，R比较大，在g1放电瞬间，点2和点3电位不可能突然改变，点3电位仍为+U，中间球隙g2上的电位差突然升到2U，g2马上放电，于是点2电位变为-2U。同理，g3，g4也跟着放电，电容器C1—C4串联起来了，最后球隙g0也放电，此时输出电压为C1—C4上电压的总和，即-4U。上述一系列过程可被概括为“电容器并联充电，而后串联放电” 二.设计目标：输出波形为0.5/55μs标准波形，回路采用高效率回路，输出电压为100kV，发生器级数为8级。 MATLAB仿真分析： Rf=79.7;Rt=2928.6;

高电压技术课程设计报告

《高电压技术》课程设计报告题目：基于Power World/Simulator(13.0版) 开式电力网（放射式）防雷仿真设计所在学院电气工程学院专业班级xx级电气工程及其自动化xx班学生姓名xx 学生学号20113008xxx 同组队员xxx 指导教师刘x丹提交日期 2013 年 12 月 xx 日

电气工程学院高电压技术课程设计评阅表学生姓名xx 学生学号20113008xx 同组队员xx 专业班级11级电气工程及其自动化争先班题目名称基于Power World/Simulator(13.0版)开式电力网（放射式）防雷仿真设计一、学生自我总结二、指导教师评定

目录一、设计背景 (1) 二、设计要求 (1) 三、设计指标及参数 (2) 四、设计内容 4.1-正常运行 (6) 4.2-发电机2跳闸 (7) 4.3-主变压器2跳闸 (7) 4.4-输电线路6跳闸 (7) 4.5-3KV母线负荷跳闸 (8) 4.6-潮流分布 (9) 4.7-短路电流计算 (9) 五、防雷设计 (12) 六、总结（感想与心得） (14)

一、设计背景 Power World程序是一个大型的电力系统可视化规划、分析与运行控制程序，其设计界面友好，并有高度的交互性。该程序能够进行专业性的大型工程实践分析，并且由于其良好的交互性和可视化功能，它还可以用于向非专业人员生动逼真地解释电力系统运行的基本原理和操作过程。它能够有效地计算高达10，0000个节点的电力系统，因此当它作为一个独立的潮流分析包时，实用性非常强大。 Power World程序有2种操作模式：编辑模式和运行模式。编辑模式用来创建新模型或修改己存在的工程；而运行模式则用来模拟演示实际系统。通过点击程序栏的编辑MODE（编辑模式）和RUN MODE（运行模式）按钮，可在两者之间随意切换。下面从基本功能和高级功能两部分说明Power World V13.0版的使用方法。 1、再次学习、巩固发电机、变压器、输电线路、负荷的功能和特点。 2、学习Power World/Simulator(13.0版)软件的使用。 3、锻炼了自己主动思考和动手能力以及团队合作。二、设计要求 1、设计一个小型开式或闭式电力网。（2-6台发电机、2-6回输电线路） 2、发电机、变压器、输电线路参数可以改变。 3、验证供电网络的可靠性、节点功率平衡。 4、进行潮流计算、短路计算仿真；进行数据分析。 5、进行发电机、主变压器、输电线路、厂用变压器、断路器、隔离开关、CT、PT 等电气设备选型（根据个人能力进行选择）。特别是避雷器、避雷线、防雷装置的设计，试画出设计简图、原理分析。

高电压工程

本课程在专业培养目标中的定位与课程目标按照清华大学电机系教育改革对不同层次课程的定位，专业基础课定位于掌握二级学科主要基础。“高电压工程”作为“电气工程及其自动化”大专业的主要专业基础课之一，也是电气工程一级学科下面五个二级学科之一的高电压与绝缘技术学科的唯一一门公共基础课，是学生掌握“高电压与绝缘技术”二级学科基础知识的主要渠道，是强电类课程中最典型的强电课程，是电机系学生知识结构中十分重要、而且非常有特色的一门课。结合清华大学研究型大学的具体情况，本课程一方面着力于培养学生坚实的“高电压工程与绝缘技术”这一二级学科的基本知识和能力，另一方面注意在课堂和研究实践的环节将学科的学术前沿和研究动态结合进来，并给学生提供基本的科研训练，力求能使学生具备学科的扎实基础和基本科研素养。在教学实践中，力求兼顾基本概念和实际应用两部分，在介绍清楚基本物理概念和物理过程的基础上，加入实际应用和前沿课题的介绍，并依托清华大学高电压实验室开设教学实验加深学生感性认识和理解，提高学生动手能力。在教学中特别突出了学生主动探索知识的教学方式。知识模块顺序及对应的学时本课程采用多元化的组织形式。（1）以课堂教学为主体。共36学时。作为一门电气工程学科最重要的专业基础课，重点抓课堂教学是必须的环节。在课堂上，采用三位主讲教师轮流授课的方式，每位教师讲授固定的章节。教师将学科的最新科研成果、学术前沿和基础知识传授结合起来，采用PPT讲稿、教学模具、现场图片、实验录像等多种方式，充分利用清华大学较好的多媒体教学环境，力争在课堂上做到集传授知识，又使学生了解学科概貌和前沿。并针对高电压工程这一学科的特殊性，使学生对高压工程实验和运行的现场情况也有一定的了解。对于电压工程课程的知识，采用基础理论（气体放电过程、空气绝缘特性、高压外绝缘及沿面放电、液体和固体电介质）——高电压工程设备及诊断（绝缘监测和诊断、高压实验设备、传输线波过程）——实际应用（雷电过电压、操作过电压的防护）这样的知识模块顺序来安排课程。（2）开设丰富的高电压实验。共8学时。高电压工程学科和实验是紧密联系在一起的。本课程结合课程教师自行设计的拥有专利权的四合一教学实验系统以及其他在实际科研中应用的实验系统，开设了八个实验，每个实验都有拥有博士学位的青年教师进行指导，并采取一位教师指导一个2-4人小组的方法，使学生能最大限度地学习实验技能，培养科研素质。其中学生在学习环节中必做实验一个，必选实验一个，并鼓励学生完成更多的实验或在教师的指导下自主设计和进行实验。（3）组织学生进行项目训练报告。共16学时。在教学当中，结合电力工业的迅速发展，结合新技术的应用，设置了大量的项目训练内容。目前项目训练的题库中已有200多道专题题目供选择，项目训练涉及的专题，在教科书上并无现成答案，需要学生大量查阅资料，通过

冲击电压发生器仿真设计

冲击电压发生器仿真设计一、设计目的 1.理解冲击电压发生器的工作原理和绝缘冲击试验的内容； 2.掌握冲击电压发生器的设计方法和matlab仿真软件的使用； 3.学习分析冲击电压发生器充电回路的效率及波形参数。二、设计要求 1.设计一台冲击电压发生器，产生冲击电压波。冲击波形的参数：波前时间为 2.0us，半峰值时间为36us；试品电压等级110kV。 2.参考《高电压试验技术》（清华大学版）。三、设计任务 1.画出电路设计原理图选用高效率双边对称充电回路，如图3、4所示图3 发生器的充电回路图4 发生器的放电回路

2.确定各元件参数 2.1额定电压的选择： 110kV产品的雷电冲击试验电压如表所示（按GB311.1-1997）表1 110kV产品的雷电冲击耐受电压额定雷电冲击（内外绝缘）耐受电压（峰值）/kV 截断雷电冲击耐受电压（峰值）/kV 变压器，并联电抗器，互感器高压电力电缆高压电器母线支柱绝缘子，穿墙套管变压器类设备的内绝缘 450850450450530 550550450450530上表所示的都是耐受电压。击穿电压和闪络电压都高于试验电压，考虑为研究试验取裕度系数1.3;长期工作时冲击电压发生器会发生绝缘老化，考虑老化系数1.1；假定冲击电压发生器的效率为85%，故冲击电压发生器的标称电压应不低于 U1=550×1.3 ×1.1 /0.85kV=925.3kV 2.2冲击电容的选择：如不考虑大电力变压器试验和整卷电缆试验和互感器试验，就绝缘子的电容按100pF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 ,电容分压器的电容估计为600pF，则总的负荷电容为 C2=100+500+600=1200pF 如按冲击电容为负荷电容的10倍来估计，约需冲击电容为 C1=10C2=12000pF 2.3电容量的选择：从国产脉冲电容器的产品规格中找到MY220-0.1瓷壳高压脉冲电容器比较合适，电容器规格如下表2 表2 型号工作电压试验电压电容外型尺寸重量外壳

冲击电压发生器说明书

HYJD—1200KV型冲击电压发生器使用说明书用户手册上海冠春电气有限公司

目录一、概述：二、使用条件：三、主要技术参数：四、设备组成：五、使用方法：六、注意事项：七、日常维护：八、成套设备的主要部件：九、随机文件及附件：

HYJD—1200KV系列冲击电压发生器说明书一、概述: 用途及性能：系列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。 1200KV、2400KV和4800KV系列冲击电压发生器可产生标准雷电全波、操作波和雷电截波三种冲击电压波形，1200KV系列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，已通过鉴定，主要技术性能处于国内领先地位，达到国际同类产品的先进水平。特点： 1、成套装置配套完整，电压等级齐全。 2、冲击电压发生器回路电感小，并采取带阻滤波措施，在大电容负载下仍能产生标准冲击波，负载能力大。 3、电压利用系数高，雷电波和操作波分别不低于85%和80%。 4、调波方便，操作简单，同步性能好，动作可靠。 5、采用恒流充电自动控制技术，自动化程度高，抗干扰能力强。

6、成功开发冲击波形数字分析系统和冲击电压试验数据微机在线处理系统，大大提高了冲击电压试验技术水平和试验效率。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。 HYJD系列冲击电压发生器主回路电路如下： HYJD-Ⅰ型图中： T：充电变压器 D1 D2：高压硅整流器 K1 K2：自动接地开关 R01 R02 R03：充电保护电阻