Що таке генератор імпульсної напруги?

1. Що такеГенератор імпульсної напруги?

АНГенератор напруги імпульсу (IVG)є спеціалізованим випробувальним обладнанням з високою напругою, призначеним для отримання відтворюваних, дуже коротких тривалості імпульсу високої напруги, що імітують природні перехідні перенапруги, зокрема:

Імпульси блискавки:Раптові сплески високої напруги, спричинені ударами блискавки .

Перемикання імпульсів:Перенапруги, що генеруються шляхом перемикання операцій у системах живлення (операція вимикача, комутація банку конденсаторів тощо .) .

Ці перехідні напруги дуже швидкі та великі величини і можуть спричинити збій ізоляції в електричному апараті, якщо обладнання не призначене для того, щоб протистояти їм .

2. Мета генераторів напруги імпульсу

Перевірка цілісності ізоляції:Імпульсні генератори напруги перевіряють діелектричну міцність ізоляційних матеріалів та електричних компонентів, щоб витримати сплески .

Стандартне дотримання:Багато стандартів потребують тестування імпульсу (e . g ., iec 60060-1, стандарти IEEE) .

Валідація дизайну:Допомагає виробникам перевірити конструкції, щоб уникнути недостатності передчасної ізоляції .

Забезпечення якості:Виявляє дефекти виробництва або погіршення в ізоляції електричного обладнання .

Дослідження:Забезпечує розуміння механізмів розбиття та поведінки на перенапруження матеріалів та пристроїв .

3. ТипиІмпульсні генератори напруги

A . Генератор Маркса

Принцип:Конденсатори заряджаються паралельно певній напрузі (e . g ., 50 кВ кожна), а потім виводяться послідовно через спрацьовані іскрові прогалини або комутатори .

Множення напруги:Кількість конденсаторів × напруга конденсатора=Вихідна імпульсна напруга .

Компоненти:

Заряджальні резистори

Конденсатори (зберігання енергії)

Іскрові прогалини або спрацьовані вимикачі

Вихідний трансформатор або з'єднання навантаження

Форма хвилі:Стандартизована хвиля напруги імпульсу, E . g ., 1 . 2/50 μS хвиля.

Переваги:Компактна конструкція, регульована напруга шляхом зміни кількості етапів .

Обмеження:Складне комутацію, обмежена швидкість повторення .

B . Генератор імпульсного трансформатора

Використовує трансформатор високої напруги для активізації напруги .

Рідше для надзвичайно високої напруги покоління .

Часто використовується спільно з генераторами MARX або для імпульсів нижньої напруги .

C . Комбінований генератор імпульсу

Розроблений для створення як блискавок, так і перемикання імпульсів .

Використовує різні конфігурації ланцюга або керовані комутатори для різних параметрів імпульсу (передній час, час хвоста) .

D . Електростатичний генератор (тип van de graaff або pelletron)

Заряджає рухомий пояс або ланцюг для генерації високих напруг .

Рідко використовується для тестування імпульсів, оскільки вони виробляють постійний струм або повільно змінюють напруги .

4. Принцип роботиІмпульсні генератори напруги(Більш детально)

Етапи роботи генератора Маркса:

Зарядка:

Конденсатори заряджаються паралельно через високоцінні резистори від джерела живлення постійного струму .

Кожен конденсатор досягає однієї і тієї ж напруги (E . g ., 50 kv) .

Ініціація розряду:

Іскрові прогалини або спрацьовані комутатори використовуються для підключення конденсаторів у серії .

Коли перші розриви постріли (через тригер або перенапруження), це призводить до того, що наступний проміжок швидко стріляє .

З'єднання серії:

Конденсатори, підключені в серії, підсумовують їх напруги .

E . g ., 10 конденсаторів × 50 kv=500 kv вихідний імпульс .

Формування пульсу:

Навантаження (пристрій, що перевіряється) отримує імпульс високої напруги .

Форма імпульсу визначається параметрами схеми (ємність, індуктивність, опір) .

Типова форма хвилі блискавки: 1 . 2 мкс часу підйому, час розпаду 50 мкс.

Відновлення та підзарядка:

Після імпульсу конденсатори розряджаються через резистори і заряджаються для наступного тесту .

Коефіцієнт повторення обмежений час зарядки .

5. Характеристики та стандарти форми хвилі

Форма форми хвиліє критичним для тестування імпульсів .

Стандартні форми хвиль:

Імпульс блискавки:Передній час 1,2 мкс / 50 мкс до напівзначення (1,2 / 50 мкс)

Перемикання імпульсу:Передній час 250 мкс / 2500 мкс до напівцінності (250/2500 мкс)

Ці форми хвиль імітують природні явища перенапруги .

Такі стандарти, як IEC 60060-1 Вкажіть тестові напруги, форми хвилі та процедури .

6. Типові компонентиСистема тестування напруги імпульсу

Генератор імпульсів (генератор Маркса або еквівалент)

Контрольна та тригерна системаДля іскрових прогалин або вимикачів

Зарядка живлення(Джерело високої напруги постійного струму)

Система вимірювання імпульсу:

Висока напруга для вимірювання напруги

Струм трансформаторів або шунтів

Осцилоскопи або системи збору цифрових даних

Перевірте завантаження або пристрій (DUT)

Блокування безпеки та екранування

7. Програми генераторів напруги імпульсу

8. міркування безпеки

Імпульсні генератори працюють на надзвичайно високих напругах (сотні кВ до декількох мВ) .

Потрібно експлуатувати у екранованих обґрунтованих тестових областях .

Використовуйте блокування безпеки, віддалена робота .

Персонал повинен бути навчений і дотримуватися суворих протоколів .

9. Приклад специфікації типового генератора напруги імпульсу

10. Підсумок