多级冲击电压发生器的设计
多级冲击电压发生器的设计
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50us），电压等级为330kv- 800kv, 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试品额定电压 /35110220330500kV冲击电压发生器标～～～～～称电压 / MV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 660kv。
三、冲击电容的选择：将试品电容估算为900pF，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500pF，电容分压器的电容估算为 600pF，则总的负荷电容：C2≈900+500+600=2000（pF）按冲击电容为负荷电容的 10 倍估算，则冲击电容 10000pF=5C2<C1<10C2=20000（pF）从国产脉冲电容器的产品规格中找到型高压脉冲电容器比较合适，具体参数和规格如下表：表二：型号额定电压 kv标称电容uF外形尺寸mm重量kg110kvΦ635×495瓷壳235 选用此种型号电容器时，可以将所要设计的冲击电压发生器做成110kv 一级，共6 级（其中每级电容用两个电容串联组成，这样即可同时满足此冲击电压发生器额定电压和冲击电容的要求）。
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。
多级冲击发生器的原理
多级冲击发生器的原理
多级冲击发生器是一种用于产生高压冲击波的装置，常被用于科学研究、材料试验等领域。
其原理基于以下几个关键要素：
1. 高压气体储存器：多级冲击发生器通常使用一个大容量的高压气体储存器，如气瓶或气体压缩机。
这个储存器中储存着高压气体，为产生冲击波提供压力源。
2. 阻抗转换器：冲击发生器中的阻抗转换器用于将储存器中的高压气体释放到试验样品上。
它通常由一个可控的阀门组成，能够在短时间内突然打开以释放气体。
3. 冲击波传播介质：在实际应用中，冲击波需要通过一个介质传播到试验样品中。
这个介质可以是气体、液体或固体，具体取决于实际需求。
4. 多级设计：多级冲击发生器通常采用多个阶段来产生更高的冲击波压力。
每个阶段都有自己的储存器和阻抗转换器，通过连续触发各个阶段，可以实现脉冲波形和更高的能量输出。
冲击发生器的运作过程如下：
1. 首先，将气体储存器充满高压气体。
这可以通过将气体压缩到储存器中或连接气瓶来实现。
2. 当需要产生冲击波时，控制阀门打开，释放储存器中的高压气体。
阀门的开启时间非常短暂，以确保冲击波的产生。
3. 高压气体通过阻抗转换器进入冲击波传播介质中。
转换器可能通过各种方式将气体释放到介质中，例如冲击杆、冲击座等。
4. 气体在传播介质中迅速膨胀，形成冲击波。
冲击波以超音速传播，并在与试验样品相交时产生冲击效应。
通过以上原理和设计，多级冲击发生器能够产生高压、高温和高速的冲击波，被广泛应用于材料强度测试、爆炸动力学研究、冲击物理学等领域。
高电压课设
电气与电子工程学院《高电压》课程设计（冲击电压发生器的设计）姓名：学号：专业班级：指导教师：日期：2016年8月21日目录设计目的与相关背景 (1)设计结构与相关原理 (2)一．雷电冲击电压标准波形 (2)二．冲击电压发生器基本原理 (2)三．多级冲击电压发生器 (3)设计细节与相关参数 (6)一．充电回路的选取 (6)二．冲击电容与负荷电容的选取 (7)三．波头电阻与波尾电阻的选取 (7)四．充电电阻与保护电阻的选取 (8)五．波前电阻和波尾电阻丝的选取 (8)六．变压器的选择 (9)七．高压硅堆的选择 (10)八．球隙直径的选择 (10)设计总结与心得体会 (11)附录一球隙放电标准表（单位：KV） (12)参考文献 (14)设计目的与相关背景冲击电压发生器是高压试验室的基本设备之一，随着输电电压等级的不断提高和电缆等大电容容量电气设备的广泛应用，冲击电压发生器的输出电压和能量也不断提高。
电力系统中的高压电气设备，除了承受长时期的工作电压外，在运行过程中，还可能会承受短时的雷电过电压和操作过电压的作用。
冲击电压发生器由一组并联的储能高压电容器，自直流高压源充电几十秒钟后，通过铜球突然经电阻串联放电，在试品上形成陡峭上升前沿的冲击电压波形。
冲击波持续时间以微秒计，电压峰值一般为几十千伏至几十兆伏，主要用于电力设备等试品进行雷电冲击电压全波冲击电压试验，检验绝缘性能。
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。
本次设计目标为输出波形1.2/50μs准波形，回路采用高效率回路，输出电压为400kV，发生器级数为5级。
设计结构与相关原理一．雷电冲击电压标准波形国际电工委员会（IEC）规定标准的雷电冲击电压用非周期性衰减波表示，并通过规定波头时间和波尾时间确定了标准波形。
由于在实际试验测量中，测量得到的波形原点较为模糊，峰值附近较为平缓，因此波形的原点和峰值的位置不易确定。
冲击电压发生器的设计
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。
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<C1<10C2=20000（p F）从国产脉冲电容器的产品规格中找到型高压脉冲电容器比较合适，具体参数和规格如下表：表二：型号额定电压kv标称电容uF外形尺寸mm重量kg110kvΦ635×495 瓷壳235选用此种型号电容器时，可以将所要设计的冲击电压发生器做成110k v一级，共6级（其中每级电容用两个电容串联组成，这样即可同时满足此冲击电压发生器额定电压和冲击电容的要求）。
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。
马克思发生器(Marx发生器、多级冲击电压发生器)的原理简介与制作教程
在第1级中g0为点火间隙，由点火脉冲起动；其他各级中g为中间间隙，它们调整在g0起动后逐个动作。
这些间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。平龙认工作室·天狼晓月
通常情况下，Marx发生器的输出电压取决于电源电压（高压电源的电压）、点火间隙的极间距离、级数（即电容个数）。
制作Marx发生器的元件选择
天狼晓月自注：由于本文是天狼晓月誊写的文章，以下选材的说明为客观说明，但所选择的元件为平龙认工作室有售的最合适元件，并不是说您必须选择我们工作室的元件，您也可以按照元件的要求，在本地市场就近购买或在网络上选择您认为更合适的元件。
马克思发生器（Marx发生器、多级冲击电压发生器）的原理简介与制作教程
天狼晓月
平龙认工作室
2011年7月2日 1.0版（点击察看是否有更新）
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本文章部分原理资料参考中国电力出版社出版的《高电压技术》（第二版）。
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需要注意的一点是，不要把大红袍电阻（即表面涂红色油漆的电阻）作为高压电阻来使用，大红袍电阻为计划经济时代不惜工本的精品之作，请注意此类电阻的颜色并不是鲜红的而是很黯淡的红色，这并不是长期存放造成的，而是大红袍电阻的工艺所决定的，此类电阻生产出来后要在指定温度的烘箱内老化烘烤数天待参数稳定后方可出厂，红色的黯淡即此老化工艺所致。大红袍是国内早期的产品，90年代之后即已经不再生产（因新的国标已经制定）。而现在有不少厂家为了傍上大红袍的口碑，做出来的电阻刷上红油漆然后就卖很高的价格，这样的电阻仅仅是红色好看而已，并没有大红袍所具备的特性和优点。大红袍电阻中有高压电阻，这类高压电阻电阻体上标有耐压数值，例如3KV/5KV/8KV等字样。电阻体上未标明耐压的大红袍，只是普通大红袍电阻，并非高压电阻。另外一定要注意有新产品傍大红袍这个名字制作徒有其表的电阻，这类新产品建议不要选用。
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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1.2/50u 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<C1<10C2=20000（p F）从国产脉冲电容器的产品规格中找到M Y110-0.2型高压脉冲电容器比较合适，具体参数和规格如下表：表二：型号额定电压kv 标称电容uF 外形尺寸mm 重量kgMY110-0.2 110kv 0.2uF Φ635×495 瓷壳235 选用此种型号电容器时，可以将所要设计的冲击电压发生器做成110k v一级，共6级（其中每级电容用两个电容串联组成，这样即可同时满足此冲击电压发生器额定电压和冲击电容的要求）。
用此种电容器可装成柱式结构，总高约为3m ，高度适中。
四、回路选择：根据设计要求要选择高效回路，利用并联充电、串联放电的基本原理，得到合乎设计要求冲击试验电压。
回路图如下所示：五、冲击电压发生器的主要参数计算：额定电压： U 1=110×6=660k v冲击电容：C 1=C /5=(0.2/2)×(1/6)×610=16666.7pF能量: 22n 11/20.1666660/2 3.63W C U kJ kJ ==⨯=六、波头电阻和波尾电阻的计算：试品电容约900pF ，负荷总电容为2000pF ， 波前等效回路所以波前时间 12121.2 3.24/()ff T s R C C C C μ==⨯+ 求出207.6f R =Ω，每级/634.6f f r R ==Ω。
半峰值是等效回路故半峰值时间求出3866.6t R =Ω，每级/6644.4t t r R ==Ω七、冲击电压发生器的效率计算：由公式 ()112C 20000pF 91%C C 200002000pFη==≈++ 若考虑波形系数为0.945，则0.910.94586%η=⨯=，可见该冲击电压发生器具有较高的效率，即所选参数是合适的。
八、充电电阻和保护电阻的选择：要求()(10~20)f t C R r Cr +≥ ，得：取R ＝15k Ω。
每个充电电阻值15k Ω,结构长度应能耐受110kv 的电压（此处充电电阻的阻值过大或者过小都是不恰当的。
过大会延长充电时间，增加各级电容器的充电的不均匀性；过小则过小则各级球隙动作不可靠，冲击电压波长时间减小，放电回路利用系数降低）。
在此基础上取保护电阻r 充电电阻R 的40倍，则保护电阻r 为600k Ω，结构长度应能耐受 1.1×55kv=60.5kv 的高压（保护电阻不仅可以起到保护整流装置的作用，还可以起到均压作用）。
九、充电时间的估算：因为采用了倍压充电回路，由式但考虑到电容C 的另一侧为t r 及fr ，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，设0r r =，则计算得11.2T 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15s 。
十、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/ 3.02 3.63/15 1.452n W T kVA kVA =⨯⨯=⨯⨯=充变压器电压＝1.155/42.78kV kV ⨯=所以，可选择国产试验变压器，型号为YD —3/50，其参数如下表。
表3.YD —3/50试验变压器的参数十一、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＝55kV ×1.1＋55kV ＝115.5kV。
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。
因此选用硅堆应满足：1.反峰电压>115.5kv2.额定整流电流>37.3mA在此种条件要求下可以选用型号为2D L150/0.05的高压硅堆。
（参数见下表）表4.号型号反峰电压kv 反向电流uA +25度正向压降v 平均整流电流mA 外形尺寸mm40度 100度长宽高2D L12D L150/0.05 150 <=10 <=12050 20 400 30 22十二、球隙直径的选择：由资料可知，Φ10cm 球隙在间隙距离为4.5cm 时的放电电压为115kv ，因此选择Φ10cm 铜球五对作为后五级的放电球隙，而第一级球隙采用相同放电电压等级 的三电极球隙代替。
十三、波头电阻和波尾电阻丝材料的选择计算：已知34.6f r =Ω，644.4t r =Ω，一级电容器储能为： 2632/20.50.110(11010)0.605CU kJ kJ -=⨯⨯⨯⨯=。
假定试品不放电时能量全部消耗在tr 中，试品短路放电时能量的 644.4/(644.4+34.6)，即0.574kJ 消耗在fr 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2×34.6Ω即69.2Ω。
每股电阻丝消耗的能量为0.574/2kJ 即0.287J 。
同样情况，波尾电阻每股阻丝的阻值为2×644.4=1288.8Ω，每股电阻丝消耗的能量为0.605/2kJ 即0.3025J 。
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38.9/g cm ，电阻率ρ为20.48/cm m Ω⋅，比热容m C 为0.417/()J g C ⋅︒，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204()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[]1/40(2//()m d W R C ρνθ= (3) 首先令02234.669.2f R r ==⨯=Ω，287W J =， 最后，由式（3）得实际选Φ0.25mm 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实际温升可由式（2）得再次令022644.41288.8 tR r==⨯=Ω，302.5W J=代入式（3）得电阻丝的直径为实际选Φ0.14电阻丝按相反方向并绕。
可算得一根电阻丝的长度实际温升用所选康铜丝两根,并联反绕到绝缘管上即可做成波头电阻和波尾电阻。
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。
十四、测量环节冲击分压器系统的设计：因为所设计的多级冲击电压发生器输出电压较高，同时为得到较高的降压比例和好的瞬变响应特性，可以采用两级分压系统；同时为减小寄生参数的影响，此处构成电阻分压器的电阻丝要采用无感电阻，主要由锰铜、康铜和镍镉等金属用无感绕法在绝缘板或者绝缘筒上绕制而成。
得到精确地测量结果，还要配合性能良好的低压测试回路。
由于冲击电压持续时间短，波形变化快，在测量回路中要考虑行波的折反射过程。
为防止波在电缆上来回反射，需加装匹配电阻（见下图）。
1.一次分压器的设计：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（可承受电压最高）较合适，其参数如表5。
表5. MY500—0.00012脉冲电容器的规格用此种电容器三个并联，使高压臂由于设同轴电缆输出端电压幅值为2kV ，故分压比 K=660/2=330。
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，使低压臂电容故分压器的实际分压比为即同轴电缆输出端电压21/(660/335.3) 1.968U U K kV kV===2.二次电阻分压器（为简单的双电阻串联分压系统，如下图所示）：普通双电阻分压器高压臂取110000R=Ω，低压臂2100R=Ω，则分压比最终输入示波器的电压幅值为（1968/101）V＝19.5V.另需注意的是，测量时，为防止干扰，低压回路和测量仪器必须进行良好的屏蔽，同时，测量仪器的电源要通过滤波器以及带静电屏蔽的隔离变压器供给。
另外传输电缆要采用双层屏蔽电缆，外屏蔽层与屏蔽室相连，而内屏蔽层与测量仪器的接地端连接。
设计小结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，高压试验变压器选择，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，在本设计中冲击分压器采用两级结构，包括一次分压器的选择和二次分压器的选择。
在设计过程中做了较多的近似，因此不可避免地会带来设计误差，原因有以下几方面：一方面是忽略了各个环节寄生电感的影响；其次是冲击分压器的设计，两级分压结构虽然有较高的分压比和较好的响应特性，但也不可避免的引入了计算误差；另外是是元器件的选取，因参考资料有限，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，不可能做到完全匹配和恰当，实际设计时应该进行更多的参考。