電力係統中的高壓電氣設備在投入運行之前需要進行衝擊電壓試驗來檢驗其在過電壓作用下的絕緣性能。隨著電力科技的發展,需要進行衝擊電壓試驗的試品種類日益增多。衝擊電壓發生器是一種產生雷電衝擊電壓波及操作過電壓波等脈衝波的高電壓發生裝置,是高壓試驗室的基本試驗設備。

特點

衝擊電壓發生器

1、回路電感小，並采取帶阻濾波措施，在大電容量負載下能產生標準衝擊波，負載能力大;

2、電壓利用係數高，雷電波和操作波分別不低於85%和80%；

3、調波方便，操作簡單，同步性能好，動作可靠；

4、采用恒流充電自動控製技術，自動化程度高，抗幹擾能力強；

一種模仿雷電及操作過電壓等衝擊電壓的電源裝置。主要用於絕緣衝擊耐壓及介質衝擊擊穿、放電等試驗中。

絕緣試驗用衝擊電壓的標準波形按照《高電壓試驗技術》國際標準和國家標準規定：

雷電衝擊波　T1/T2=1.2/50μs

操作衝擊波　Tcr/T2=250/2500μs

工作原理

衝擊電壓發生器

衝擊電壓發生器通常都采用Marx回路，如圖1所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 並聯起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時,因保護電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅保護了整流設備,而且還能保證各級電容充電比較均勻。在第1級中g0為點火球隙，由點火脈衝起動；其他各級中g為中間球隙,它們調整在g0起動後逐個動作。這些球隙在回路中起控製開關的作用,當它們都動作後,所有級電容C 就通過各級的波頭電阻Rf串聯起來,並向負荷電容C0充電。此時,串聯後的總電容為C/n，總電壓為nV。n為發生器回路的級數。由於C0較小，很快就充滿電,隨後它將與級電容C一起通過各級的波尾電阻Rt放電。這樣，在負荷電容C0上就形成一很高電壓的短暫脈衝波形的衝擊電壓。在此短暫的期間內,因充電電阻R 遠大於Rf和Rt,因

衝擊電壓發生器

而它們起著各級之間隔離電阻的作用。衝擊電壓發生器利用多級電容器並聯充電、串聯放電來產生所需的電壓，其波形可由改變Rf和Rt的阻值進行調整, 幅值由充電電壓V 來調節，極性可通過倒換矽堆D兩極來改變。

等值電路

衝擊電壓發生器

衝擊電壓發生器動作時的等值電路如圖2所示。圖中C1為主電容，又稱衝擊電容，它相當於各級串聯後的總電容,即;C2為負荷電容,即C2=C0，它包括調波電容、試品電容、測量設備（分壓器）電容及聯線等寄生電容;G 代表控製放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻,它們相當於各級rf和rt的總和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1為充電電壓,它相當於各級串聯後的總電壓，即U1=nV；U2為輸出電壓,即所需的衝擊電壓。此等值電路相當於單級衝擊電壓發生器的電路。根據電路分析，輸出電壓U2(t)為一雙指數函數