ZSCJ-200kV沖擊電壓發(fā)生器試驗裝置

產(chǎn)品簡介

沖擊電壓試驗系統(tǒng)是模擬脈沖高電壓的試驗設備。在現(xiàn)實生活中，脈沖高電壓是經(jīng)常可以遇到的。例如自然界的閃電打雷，落雷處將會出現(xiàn)非常高的脈沖電流和電壓，周圍也會感應出很高的脈沖電壓；又如在電力系統(tǒng)中的開關設備的合切操作也會導致瞬態(tài)的脈沖電壓。這些瞬態(tài)的脈沖電壓幅值往往在幾十千伏或幾百千伏以上，將會導致設備損壞并危及人身安全，因此進行沖擊電壓的試驗研究是非常必要的。另一方面，模擬自然的雷電現(xiàn)象進行放電機理的研究也是很有意義的。

為了產(chǎn)生幅值很高的脈沖電壓，目前仍然采用1923年發(fā)明的Marx多級回路，如圖1所示。該回路中3級電容器以并聯(lián)的方式經(jīng)過高阻RL被直流電壓源充電到電壓Uo，然后經(jīng)過3級球間隙f的同步放電被串聯(lián)起來，從而在試品上獲得將近3Uo的脈沖電壓。雖然在實際使用中的Marx回路有多種不同的回路接線，但基本的原理是相同的。

沖擊電壓試驗系統(tǒng)可發(fā)出各種形狀的脈沖波形，但是根據(jù)試驗研究的需要，按照有關國際標準和國家標準的規(guī)定，主要產(chǎn)生以下幾種沖擊電壓波形：

1、標準雷電沖擊波形

2、標準操作沖擊波形

3、其他特殊的沖擊電壓波形，如特種操作沖擊波等。

對于沖擊電壓波形，主要規(guī)定了3個基本參數(shù)來描述波形的形狀，即峰值電壓、波頭時間和波尾時間，波形的參數(shù)定義如圖2所示。

沖擊電壓試驗是電力設備高壓試驗的基本項目之一，電力設備在設計、制造及修繕之后都要求進行沖擊試驗以驗證或檢驗。常見的電力設備包括電力變壓器、電力互感器、高壓開關、組合電器、避雷器、電力電纜及附件、套管及絕緣子等都要進行沖擊試驗。

沖擊電壓試驗也是高壓試驗研究的基本項目之一，在進行絕緣配合研究、電磁兼容研究及放電機理研究等許多方面都需要進行沖擊電壓試驗。

因此，沖擊電壓試驗設備有著廣泛的應用，在工廠、研究機構及大專院校的高壓試驗室中都可以看到不同規(guī)格的沖擊試驗設備。

產(chǎn)品別稱

200kV沖擊電壓發(fā)生器、雷電沖擊電壓發(fā)生器試驗裝置、雷電沖擊電壓試驗裝置、200kV沖擊電壓發(fā)生器試驗裝置

產(chǎn)品特征

1、采用的SGS發(fā)生器主體，級電壓為200kV，符合當前國內(nèi)外的發(fā)展趨勢。主體結構采用當前國內(nèi)結構緊湊的發(fā)生器，具有固有電感小，調(diào)波方便的特點。

2、采用的控制測量系統(tǒng)是目前國內(nèi)新技術產(chǎn)品，核心器件為日本三菱公司的FX系列可編程控制器，幾乎所有的控制功能都由軟件編程實現(xiàn)，因此系統(tǒng)結構簡單，外圍電路板極少，可靠性高。

3、測控結構一體化整體設計，液晶顯示工業(yè)計算機，可實現(xiàn)全自動控制測量分析。系統(tǒng)采用光纖通訊線，無須開電纜溝，使得控制室布局更加簡單方便。

4、采用的光纖控制傳輸系統(tǒng)在國內(nèi)高壓試驗設備中是創(chuàng)新，它實現(xiàn)了控制測量設備與高壓主體設備的光纖連接，有效地解決了高壓試驗中遇到的地電位抬高對測控系統(tǒng)的危害，排除了由控制引線導致的電磁干擾，極大地提高了系統(tǒng)的可靠性。

5、采用的控制測量系統(tǒng)的操作界面充分考慮了高壓試驗的習慣特點，簡單明了，便于試驗人員操作。系統(tǒng)設計了專門的程序操作畫面，大大簡化了試驗人員的操作，可有效防止人為出錯。

6、本套沖擊電壓發(fā)生器試驗系統(tǒng)采用了新的技術，良好的工藝和優(yōu)質(zhì)的原材料，可保證長期使用，運行壽命大于20年。平時的運行成本也很低。

7、為了確保發(fā)生器的安全操作，系統(tǒng)提供了一個接地機構。一旦發(fā)生器發(fā)生異常，接地放電開關會在第一個充電電阻后自動接地，結果所有的沖擊電容都將通過最下一級的電阻放電。

8、采用彈簧壓接、方便拔插的調(diào)波電阻固定機構，保證了接觸的可靠性，使輸出波形光滑無毛刺。

發(fā)生器的結構

1、采用瑞士HAEFELY公司SGS系列的主回路設計，從而實現(xiàn)了整體超小型。

2、采用每分鐘一轉的低速齒輪齒條傳動機構調(diào)整各級球隙，不僅無噪聲、磨損小，而且定位快速、準確。

3、采用彈簧壓接、方便拔插的調(diào)波電阻固定機構，保證了接觸的可靠性，使輸出波形光滑無毛刺。

4、配合ZSCJ2008控制系統(tǒng)的脈沖放大器可使同步球隙具有20%以上的觸發(fā)范圍，保證觸發(fā)的可靠性，全自動控制方便可靠。

5、同步球隙的觸發(fā)無極性效應，無須雙邊觸發(fā)。

主電容器

1、主電容器采用高密度固體電容器，每臺電容量為2.0±0.05μF，直流工作電壓為±100kV，電容器固有電感小于0.2μH，重量輕，體積小，為國內(nèi)首創(chuàng)。

2、電容器在正常工作狀態(tài)和工作環(huán)境下凹凸變形小于1mm。

3、電容器為固體絕緣介質(zhì)和外殼干式全絕緣封裝，不存在漏油、變形等問題。

調(diào)波元件

1、波頭、波尾電阻具有足夠的熱容量，可保證發(fā)生器長時間連續(xù)運行。

2、充電電阻具有足夠的熱容量，可保證發(fā)生器長時間連續(xù)運行。

3、波頭、波尾電阻采用板形結構，使用康銅絲無感繞制而成，外部采用絕緣樹脂真空澆鑄，接頭為彈簧壓接式，易于安裝。

4、波頭、波尾電阻的連接頭采用3mm不銹鋼線切割制造。

5、共有3組波頭電阻、3組波尾電阻用于雷電沖擊，1組調(diào)波電感，另有1組充電電阻和保護電阻。

控制、保護系統(tǒng)

采用ZSCJ-2008型全自動控制系統(tǒng)為沖擊電壓發(fā)生器主體部分提供各種控制，完全滿足沖擊試驗的各種控制功能。ZSCJ2008控制系統(tǒng)采用進口器件，與設備主體的連接采用兩芯光纜。

1、ZSCJ-2008全自動控制系統(tǒng)以日本三菱公司的FX2N系列可編程控制器為核心器件。控制器可實現(xiàn)手動控制和自動控制。使用專用軟件包進行計算機控制，從而實現(xiàn)智能化操作。專用軟件包可以與測量和波形分析用的峰值電壓表、示波器等配合使用，實現(xiàn)沖擊電壓試驗系統(tǒng)計算機測控一體化。

ZSCJ-2008全自動控制系統(tǒng)主操作單元（和輔助操作單元）采用日本三菱公司的圖形化人機對話操作顯示屏作為輸入輸出控制器件，操作單元的體積非常小巧， 所有控制命令和狀態(tài)顯示都由人機對話操作顯示屏完成。操作單元由計算機完成所有全自動測控操作。

2、控制系統(tǒng)具備以下控制功能：

采用PLC技術，使用兩芯光纖傳輸控制命令和反饋設備狀態(tài)，因而避免了電磁干擾，提高了控制系統(tǒng)和計算機的安全性。

控制功能具有手動、全自動和程序控制功能，各層次功能相對獨立，確保系統(tǒng)的可靠性。

采用可控硅調(diào)壓方式，具有充電電壓反饋測量系統(tǒng)。

點火球隙距離可手動及全自動調(diào)整，并在液晶面板上顯示。

具有可調(diào)時延的觸發(fā)脈沖，并具有發(fā)生器點火觸發(fā)的反饋系統(tǒng)。

采用函數(shù)控制恒流充電方式，充電電壓的穩(wěn)定度可達到0.5%。

液晶面板可指示沖擊發(fā)生器的充電電壓及充電過程，精度為1%。

可由液晶面板直接輸入充電電壓和充電時間。

具有充電異常保護功能，可全自動或手動發(fā)出觸發(fā)點火脈沖

沖擊發(fā)生器工作狀態(tài)的指示，如自燃、未觸發(fā)、充電異常、充電穩(wěn)定等。

設備主體及充電部分接地和接地解除控制。

可通過控制器上的按鈕自動轉換充電電壓極性

可自動或手動控制充電電壓的充電過程

可自動或手動響警鈴報警

具有過電流和過電壓自動保護

3、同步球隙第一級采用三電極球隙觸發(fā)，觸發(fā)范圍大于20%。

安全接地系統(tǒng)

采用電磁鐵自動接地機構通過一個接地電阻將發(fā)生器的第一級電容接地。

接地操作與充電控制具有連鎖保護，確保操作安全正常。

主要配置的設備

1、整流充電電源（與沖擊本體一體化）

型    號：ZSLGR-100/50

額定電壓：Un = 100kV DC (正或負極性)

額定電流：In = 50mA (額定電壓下)

電壓控制：可控硅模塊調(diào)壓，調(diào)壓范圍0～100% Un

極性轉換：手動變換高壓硅堆的方向

輸入電壓：220V 單相電壓

電源頻率：50/60 ZS 

電源消耗：約5kW

2、弱阻尼電容分壓器

型    號：ZSC200/600

額定電壓：200kV

額定電容：600pF

電容節(jié)數(shù)：1節(jié)

每節(jié)電容：600pF（MWF400-600脈沖電容器）

方波響應：部分響應時間小于100ns，過沖小于10%

分壓比：約250

準確度：小于2%

分壓比不確定度：小于1%

3、測量設備：

型    號：ZSMS-1000數(shù)字化沖擊測量系統(tǒng)

輸入范圍：120V ～ 1600V（沖擊電壓）

測量不確定度：小于1%

波形測量：TBS-1102B數(shù)字示波器(可根據(jù)客戶要求選配）

最高采樣率1.0GS/s，帶寬100MZS，分辨率8bit

記錄長度10k字節(jié)，2通道

波形分析：工業(yè)控制計算機

沖擊測量專用軟件包：

沖擊波形參數(shù)計算及顯示

波形比較功能

波形的放大、縮小及平移

波形的存儲及調(diào)用

波形的成圖及報告編寫

附    件：高性能100倍專用衰減器2支

隔離濾波屏蔽設計

參數(shù)

1、標稱雷電波沖擊電壓：ZSCJ-200kV

2、標稱容量(能量)：30kJ

3、級電容：3μF,100kV（MWF100kV-3μF）干式全絕緣封裝

4、級電壓：±100kV 

5、級數(shù)/級容量：2 / 15kJ

6、輸出波形：1.2±30%/50±20%μs標準雷電沖擊電壓全波，效率大于90%；

7、同步范圍：大于20%

8、使用持續(xù)時間：小于80%額定工作電壓時可連續(xù)工作，大于80%額定工作電壓時可間斷工作

9、幅值調(diào)節(jié)誤壓差小于1%，最低輸出電不大于10%設備標稱電壓。

10、同步誤動率：小于1%

11、底座:2m × 1.5m (腳輪移動)，高度:約1米，重量:約220kg