振荡冲击波发生电路的设计及其参数选取

，，，（710049）：。：；；：TM406：B：1001－8425（2010）S0－0005－04DesignandParametersSelectionofOscillatingImpulseVoltageGeneratorCircuitGUOZhi-feng,ZHAOXue-feng,GUChao-min,LIYan-ming（Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an710049,China）Abstract：ThemethodofproducingOIVwaveformbynumericalequivalentcircuitisintro-duced.Keywords：Oscillatingimpulsevoltage；Simulation；Circuitdesign1、GIS。、，，，。，。[1]，，，。，，。[2]，，、，。、，IEC60060-3（OscillatingImpulseVoltage，OIV），OIV。，，MULTISIM，IEC。，，。2OIV（OscillatingLightingim-pulse，OLI）（OscillatingSwitchingim-pulse，OSI）。IEC60060-3，，1。1，Tf、Ttf、。1Table1ParametersofstandardoscillatingimpulsewaveformOLIOSITf/μs0.8～2020～400Tt/μs40～1001000～4000f/kHz15～4001～15TRANSFORMER478s20108Vol.47AugustNo.8s2010471，OIV，1。T、D1D2，r、C1C2，，g，，Rf、LRt，。32。，r。2，RtRf，，，（3）。3，C=C0C2/（C0+C2），R=r+Rf。，3，，R＜＜2L/C姨。C2U1，U2：u2（t）=U[1-（ω0/ω）exp（-αt）sin（ωt+φ）]（1），U=C2U1/（C2+C0），α=R/（2L），ω0=1/（LC）1/2，ω=（ω20-α2）1/2，φ=arctan（ω/α）。，u2（t），du2（t）/dt=0，：ωt=nπ+arctan（ω/α）-φ（2）（2），t=π/ω，：Tf=π/ω=π/（ω20-α2）1/2（3）R＜＜2L/C姨，ω≈ω0，，Tf=π/ω=π/（ω20-α2）1/2≈πLC姨（4）：U2max=U[1+exp（-αTf）]（5）f：f=（ω20-α2）1/2/（2π）≈1/2πL/C姨（6）η：η=U2max/U1=C1C1+C2[1+exp（-αTf）]（7），。：u（t）=2CU1[1+exp（-R′/2L）Tf]·exp[-t/R′（C2+C0）]（8）R′=Rt+Rf+r（8）Tt，u（Tt）=12umax，：Tt≈0.25R′（C2+C0）（9）Tf、Tt、fη。（3）、（6）、（7）（9），；；、。，，，。4MATLAB-SimulinkC2=0.011μF，C0=gLRfRtU2U1C0C2r2Fig.2EquivalentcircuitdiagramofoscillatingimpulsevoltagegeneratorU1U2C2C0LRfrFig.3Equivalentcircuitdiagramoffronttimecalculation31Fig.1DiagramofoscillatingimpulsevoltagegeneratorT—；r—；C1、C2—；D1、D2—；g—；Rf—；Rt—；L—；C0—。D1gRfRtC1C2rTC0D2L6、、8s1500pF，1、，（a）、（b）、（c）、（d）。（3）、（6）（9），2。2，OLI（a）1/50μs，f=370kHz，OLI（b）20/100μs,f=16kHz，OSI（c）20/1000μs,f=15kHz，OSI（d）400/4000μs，f=1250Hz。matlab-simulink，4Runge-Kut-ta，4，。4：（1）、，IEC60060-3。（2）C2C0，（3）、（6）、（9），，，。（3），4d，，。50.011μFC20.0015μFC0，1/50μs,f=370kHz（OLI）20/1000μs,f=15kHz（OSI）。（1）OLI。1。Rf=30Ω、Rt=16.6kΩ，L=0.14mH，，。5（OLI）。Tf=1.2μs，20%，Tt=55μs，10%，f=370kHz，，IEC60060-32Table2ParametervaluesofwaveformOLI（a）OLI（b）OSI（c）OSI（d）L/mH0.147585.312281（Rf+r）/kΩ0.032330Rt/kΩ16.631.3300125010.90.80.70.60.20.50.30.100.40.20.40.60.811.2Ut/s（b）×10-410.90.80.70.60.20.50.30.100.40.10.20.30.40.50.60.70.80.91t/sU（a）×10-410.90.80.70.60.20.50.30.100.4U0.50.611.5×10-3t/s（c）10.90.80.70.60.20.50.30.100.4U0.511.522.533.54t/s（d）4Fig.4Waveformsofoscillatingimpulsevoltage747。（2）OSI。1。Rf=3kΩ、Rt=300kΩ，L=85.3mH，，。（OSI）6。Tf=21μs，10%，Tt=980μs，2%，f=15kHz，，IEC60060-3。6Tf、TtfL、C2C0，。，OIVIEC60060-3，；，OIV；，。：[1]IEC60060-3，Highvoltagetesttechniquespart3:defi-nitionsandrequirementsforon-sitetests[S].[2]．GIS[J]．，1992，66（4）：57-60.[3]，．[J]．，1990，12（3）：41-45.[4]MatsumotoS,MemberS.Analysisandevaluationofwave-formparametersforoscillatingimpulsevoltage[J].IEEETrans.Elect.&Electro.Eng.2007，（2）：651-656.[5]，．[J]．,1996,22(1):89-91.[6]．[M]．：，2006.[7]．[J]．，2000，17（3）：13-15.[8]，，．[J]．，2007，22（5）：6-12.[9]，，，Matlab[J]．，2005，24（9）：51-53.[10]，，．[M]．：，2003.[11]．[M]．：，1996.[12]．MATLAB6.5[M]．：，2003.201510500102030405060U/kVT/μs5OLIFig.5WaveformofOLI151050020040060080010001200T/μsU/kV6OSIFig.6WaveformofOSI：2009-11-24：（1985-），，，，。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!“”，“”，110kV2005，。，。8