Kas yra impulsų įtampos generatorius?

1. Kas yraImpulsų įtampos generatorius?

AnImpulsų įtampos generatorius (IVG)yra specializuota aukštos įtampos bandymo įranga, skirta gaminti atkuriamą, labai trumpą aukštos įtampos impulsus, kurie imituoja natūralias trumpalaikes viršūnes, ypač:

Žaibo impulsai:Staigūs aukštos įtampos viršįtampiai, kuriuos sukelia žaibo smūgiai.

Impulsų perjungimas:Viršopės įtampos, sugeneruotos perjungiant operacijas energetikos sistemose (grandinės pertraukiklio veikimas, kondensatorių banko perjungimas ir kt.).

Šios trumpalaikės įtampos yra labai greitos ir aukštos dydžio ir gali sukelti izoliacijos gedimą elektros aparate, jei įranga nėra skirta jų atlaikyti.

2. Impulsų įtampos generatorių tikslas

Izoliacijos vientisumo patikrinimas:Impulsų įtampos generatoriai patikrina izoliacinių medžiagų ir elektrinių komponentų dielektrinį stiprumą, kad atlaikytų viršįtampius.

Standartinis atitiktis:Daugeliui standartų reikalingas impulsų bandymas (pvz., IEC 60060-1, IEEE standartai).

Dizaino patvirtinimas:Padeda gamintojams patvirtinti dizainą, kad būtų išvengta priešlaikinio izoliacijos gedimo.

Kokybės užtikrinimas:Nustato gamybos trūkumus ar skilimą elektros įrangos izoliacijoje.

Tyrimai:Pateikia įžvalgą apie skilimo mechanizmus ir medžiagų bei prietaisų bangos elgseną.

3Impulsų įtampos generatoriai

A. Marx generatorius

Principas:Kondensatoriai yra įkraunami lygiagrečiai su tam tikra įtampa (pvz., 50 kV), o po to išleidžiami iš eilės per sujungtas kibirkščių spragas arba jungiklius.

Įtampos padauginimas:Kondensatorių skaičius × kondensatoriaus įtampos=išėjimo impulsų įtampa.

Komponentai:

Įkrovimo rezistoriai

Kondensatoriai (energijos kaupimas)

Kibirkščių spragos arba suaktyvinti jungikliai

Išvesties transformatorius arba apkrovos jungtis

Bangos forma:Standartizuota impulsų įtampos banga, pvz., 1,2/50 μs banga.

Privalumai:Kompaktiškas dizainas, reguliuojama įtampa keičiant etapų skaičių.

Apribojimai:Sudėtingas perjungimas, ribotas pasikartojimo greitis.

B. impulsų transformatoriaus generatorius

Norėdami padidinti įtampą, naudojamas aukštos įtampos impulsų transformatorius.

Mažiau paplitęs dėl ypač aukštos įtampos impulsų susidarymo.

Dažnai naudojami kartu su „Marx“ generatoriais arba dėl mažesnės įtampos impulsų.

C. Kombinuotas impulsų generatorius

Sukurtas tiek žaibo impulsams, tiek perjungiantiems impulsus.

Naudoja skirtingas grandinės konfigūracijas arba kontroliuojamus jungiklius, kad skirtumai impulsų parametrai (priekinis laikas, uodegos laikas).

D. Elektrostatinis generatorius (van de Graaff arba Pelletron tipas)

Įkrauna judantį diržą ar grandinę, kad būtų sukurta aukšta įtampa.

Retai naudojamas impulsų bandymams, nes jie sukuria nuolatinę nuolatinę arba lėtai kintančią įtampą.

4. Darbo principasImpulsų įtampos generatoriai(Išsamiau)

„Marx“ generatoriaus veikimo veiksmai:

Įkrovimas:

Kondensatoriai yra įkraunami lygiagrečiai per didelės vertės rezistorius iš nuolatinės srovės maitinimo šaltinio.

Kiekvienas kondensatorius pasiekia tą pačią įtampą (pvz., 50 kV).

Išmetimo iniciacija:

Kibirkščių spragos arba suaktyvinti jungikliai naudojami kondensatoriams sujungti nuosekliai.

Kai šaunama pirmasis tarpas (dėl gaiduko ar viršįtampio), tai sukelia kitą spragą greitai iš eilės.

Serijos ryšys:

Kondensatoriai, sujungti iš eilės, apibendrina jų įtampą.

Pvz., 10 kondensatorių × 50 kV=500 kv išvesties impulsas.

Pulso formavimasis:

Apkrova (bandoma įtaisas) gauna aukštos įtampos impulsą.

Impulso forma nustatoma pagal grandinės parametrus (talpos, induktyvumo, pasipriešinimo).

Tipiška žaibo impulsų bangos forma: 1,2 µs pakilimo laikas, 50 µs skilimo laikas.

Atkūrimas ir įkrovimas:

Po impulso kondensatoriai išleidžia per rezistorius ir yra įkraunami kitam bandymui.

Pakartojimo procentą riboja įkrovimo laikas.

5. Bangos formos charakteristikos ir standartai

Bangos formos formayra kritiškas atliekant impulsų bandymus.

Standartinės bangos formos:

Žaibo impulsas:1,2 µs priekinis laikas / 50 µs laikas iki pusės vertės (1,2 / 50 µs)

Impulso perjungimas:250 µs priekinis laikas / 2500 µs laikas iki pusės vertės (250/2500 µs)

Šios bangos formos imituoja natūralių viršįtampių reiškinius.

Tokie standartai kaip IEC 60060-1 Nurodykite bandymo įtampą, bangų formas ir procedūras.

6. Tipiški A komponentaiImpulsų įtampos bandymo sistema

Impulsų generatorius („Marx“ generatorius arba ekvivalentas)

Valdymo ir paleidimo sistemaDėl kibirkščių spragų ar jungiklių

Įkrovimo maitinimo šaltinis(DC aukštos įtampos šaltinis)

Impulsų matavimo sistema:

Aukštos įtampos dalikliai įtampos matavimui

Dabartiniai transformatoriai ar šuntai

Osciloskopai ar skaitmeninių duomenų gavimo sistemos

Įkelkite ar įtaisą, atliktą bandomąjį (DUT)

Saugos blokavimo ir ekrano

7. Impulės įtampos generatorių taikymas

8. Saugos sumetimai

Impulsų generatoriai veikia esant ypač aukštai įtampai (šimtai KV iki kelių MV).

Turi būti eksploatuojamos ekranuotose, įžemintose bandymo vietose.

Naudokite saugos blokavimus, nuotolinį veikimą.

Personalas turi būti apmokytas ir laikytis griežtų protokolų.

9. Tipinio impulsų įtampos generatoriaus specifikacijos

10. Santrauka