冲击电流发生器

冲击电流发生器冲击大电流的应用冲击短路试验：电力系统在运行中发生闪击事故时，不仅要遭受几百万伏冲击电压的侵袭，而且在事故点还将流过巨大的冲击电流，有时可达几十万安峰值。因此在高电压实验室中需要装置能产生巨大冲击电流的试验设备来研究雷闪电流对绝缘材料和结构以及防雷装置的热或电动力的破坏作用。冲击电流发生器就是用来产生人工雷闪电流的实验装置。脉冲功率技术：冲击大电流技术由于在电子及离子加速器、核聚变、微波、大功率放电激光方面的应用。近年来已经发展成一个独立的学科叫做脉冲功率技术（PPT－PulsedPowerTechnology)，后者要求产生的冲击电流可高达几十万安培甚至上百万安培。由此可以在负载上得到高达109瓦以上的瞬时功率，可应用于高温等离子体焦点装置中，产生温度达几千万度的高温等离子体。电火花振源：冲击大电流的声学效应，可以用来作电火花振源。在水中的放电可产生水击效应，用来加工成形或分碎以及海底探矿。还有以大电流产生强磁的应用。冲击电流波形因应用场合的不同而有不同的要求。与电压工程相关的电工界所规定的标准冲击电流波形有两类第一类波形：电流从零值以较短的时间上升到峰值，然后以近似指数规律或强阻尼正弦波形下降到零。这种波形以视在波前时间T1和视在半峰值时间T2表示为T1/T2波。国家和国际IEC标准规定了四种该类冲击波，即1/20微秒、4/10微秒、8/20微秒和30/80微秒冲击电流波。标准所明确的波形画法如下图所示误差：峰值和T1、T2的实测值和规定值之间容许的偏差各为±10％。在冲击波峰值附近，允许小的过冲或振荡，但单个幅值不超过其峰值的5％第二类波形：规定的冲击电流波形近似为方波，用峰值持续时间Td和总的持续时间Tf来表示。峰值持续时间规定等于500微秒，1000微秒，2000微秒，或者2000与3200微秒之间，要求在规定的容许偏差之内。Td和Tf的定义请见有关标准冲击电流发生器的基本原理工作原理基本上与冲击电压发生器相似。由一组高压大电容量的电容器通过直流高压并联充电，充电时间为几十秒到几分钟，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流冲击电流发生器的充放电回路充电回路：由高压试验变压器T、保护电阻R1、高压硅堆D和多个并联电容器C所构成放电回路：由多个并联电容器C和触发间隙G，电感L，电阻R，试品O及分流器S所构成。L及R：为电容器本身及连线、球隙放电火花、试品和分流器S的总电感及电阻效应，也包括了为调波而外加的电感及电阻值。分流器：是一个无感低值电阻器，当电流流过它时，它两端送出电压信号，可用作为测量电流的波形和峰值。最简单易制的一种分流器是绞线式对折分流器冲击电流发生器的充放电回路冲击电流发生器回路分析)f(L2W)f(2RU)f(LCU]-1tg-1-[expLCUILC2R)LCt-1sin(eLC-1Ui(t)RidtdiLidtC1U002-120m2)LCt(-200下降的周期性振荡波波形为幅值按指数曲线＝其中放电电流欠阻尼CL21、RLU)dtdi(dtdiCCU21W00tm20）（陡度中的能量储存在电容器组其中临界阻尼、CL2R2LU)dtdi()dtdi(L2W0.37eLCUeR2UILCR2LtetLUti00tm-10-10mmLCt-0＝)LCt1-(sinheLC1-Ui(t)CL2R32)LCt(-2o过阻尼、LU)dtdi()dtdi()f(L2W)f(2RU)f(LCU)1-tan1--(expLCUI)1-(tanh1-LCt00tm002-120m2-12m影响因素LULU3.RIRI2.LCUW,ILWCI1.00mm0mm、，需要如果陡度有关，和陡度与需要、如果有关，与、、即需要如果有关，、、与冲击电流波形、幅值和回路参数的实际求解法1、为获得很大的电流和陡度，尽量减小放电回路的电感和电阻，对电容器组、引线和结构有特殊要求。2、开关器件要求动作迅速、能耐受大电流、寿命长。当若干电容器组并联放电时，要求各组开关元件同步准确、分散性小。3、当电容器组中某一电容器发生短路故障时，为避免发生爆炸，电容器组应有可靠保护。4、对贮能容量较大的电容器应采用快速充电装置5、各流通导体应有足够的机械强度，防止电动力的破坏。6、放电回路要求一点接地，避免冲击电流流入大地，引起地电位升高。7、在获得较大电流的同时又要求较高电压时，可采用每组由多台电容器并联，几组串联放电。冲击电流发生器结构特点:冲击电流发生器结构30kV–50kA-8/20µs冲击大电流发生器冲击大电流测量分流器测量系统分流器主要误差：1、剩余电感2、接头电阻3、电压引线的感应电势4、集肤效应罗哥夫斯基线圈测量系统罗戈夫斯基线圈是一种特殊的空气芯电流互感器,用它测量冲击电流的优点是不必直接接到大电流回路内，它与电流回路相绝缘。有利于避免测量回路受到地电位升高时的反击影响。但它的使用频宽一般比良好的分流器要窄，且不能传递直流分量互感系数的计算自积分回路外积分回路THEEND