南方科技大学(简称:南科大)是深圳在中国高等教育改革发展的时代背景下创建的一所高起点、高定位的公办新型研究型大学。2022年2月14日,教育部等三部委公布第二轮“双一流”建设高校及建设学科名单,南方科技大学及数学学科入选“双一流”建设高校及建设学科名单。
冲击高电压试验
由于冲击高电压试验对试验设备和测试仪器的要求高、投资大,测试技术也比较复杂,所以在绝缘预防性试验中通常不列入冲击耐压试验。但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的作用时的绝缘性能,在许多高压试验室中都装设了冲击电压发生器,用来产生试验用的雷电冲击电压波和操作冲击电压波。许多高压电气设备在出厂试验、型式试验时或大修后都必须进行冲击高压试验。
一、冲击电压发生器
它也是高压试验室的基本设备之一,随着输电电压的不断提高,冲击电压发生器所产生的电压也必须相应提高,方能满足试验要求。世界上最大的冲击电压发生器的标称电压已高达7200kV,甚至更高。
(一)基本回路
第一章中曾经介绍,供试验用的标准雷电冲击全波采用的是非周期性双指数波,它可用下式表示
式中 τ1——波尾时间常数;
τ2——波前时间常数。
它由两个指数函数叠加而成,如图5-13所示。
如果不要求获得幅值很大的冲击电压,那么在试验室里产生这样的冲击波形并不困难。
在式(5 -5)中,通常τ1»τ2。所以在波前范围内,
其波形如图5-14所示,这个波形与图5-15所示的直流电源U0经电阻R1向电容器C2充电时C2上的电压波形完全相同,可见利用图5-15中的回路就可以获得所需的冲击电压波前。
与此类似,在波尾范围内,
其波形如图5-13中最上面的一条曲线所示,这个波形与图5-16所示的充电到U0的电容器C1对电阻R2放电时的电压波形完全相同,可见利用图5-16中的简单回路就可以获得所需的冲击电压波尾。
为了获得完整的波形,只要利用将图5-15和图5-16中的两个回路结合起来而组成的回路(图5-17),就可达到目的。
用充电到U0的电容器C1来替换图5-15中的直流电源U0并不影响我们获取所需的冲击电压全波波形,但会使所得冲击电压的幅值U2m小于U0,因为C1的电容量总是有限的,在它向C2和R2放电的同时,它本身的电压亦从U0往下降。开关S合闸前,C1上的电荷量为C1U0;S合闸后,在波头范围内,C1经R2放掉的电荷很少,如予以忽略,则C1在分给C2一部分电荷后,C1和C2上的电压最大可达U2m,它和各个参数的关系如下
另一方面,由于R1的存在,R2上的电压U2m还要打一个折扣,其值为
如果把R1移到R2的后面去,即可得出图5-18中的回路,它能得到的冲击电压幅值U2m基本上不受R1上电压降落的影响,因而适用式(5-8)。
我们把
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