高电压技术-冲击高压发生器MATLAB仿真

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冲击电压发生器是产生冲击电压波的装置，用于检验电力设备耐受大气过电压和操作过电压的绝缘性能，冲击电压发生器能产生标准雷电冲击电压波形，雷电冲击电压截波,标准操作冲击电压波形及非标冲击电压波包括陡波。

冲击高压发生器原理

冲击电压发生器要满足两个要求:首先要能输出几十万伏到几百万伏的电压,同时这电压要具有一定波形。它是用下列马克斯回路来达到这些目的的,如下图所示：

T——试验变压器；D——高压硅堆；r-—保护电阻；R-—充电电阻；C1~C4-—主电容器；

rd-—阻尼电阻；C-—对地杂散电容；g1——点火球隙；g2～g4——中间球隙；g0——隔离球隙;

Rt—-放电电阻;Rf——波前电阻；C0-—试品及测量设备等电容

试验变压器T和高压硅堆D构成整流电源，经过保护电阻r及充电电阻R向主电容C1～C4充电，充电到U,出现在球隙g1～g4上的电位差也为U假若事先把球隙距离调到稍大于U，球隙就不会放电。当需要使冲击动作时，可向点火球隙的针极送去一脉冲电压，针极和球皮之间产生一小火花，引起点火球隙放电，于是电容器C1的上极板井g1接地，点1点位由地电位变为+U。电容器C1与C2间有充电电阻R隔开,R比较大，在g1放电瞬间g2上的电位差突然上升到2U,g2马上放电，于是点2电位变为+2U.同理，g3,g4也跟着放电，电容器C1~C4串联起来了。最后隔离球隙g0也放电,此时输出电压为C1～C4上电压的总和，即+4U.上述一系列过程可被概括为“电容器并联充电，而后串联放电”;由并联变成串联是靠一组球隙来达到。要求这组球隙在g1不放电时都不放电，一旦g1放电,则顺序逐个放电。满足这个条件的,叫做球隙同步好，否则就叫做同步不好.R在充电时起电路的连接作用，在放电时又起隔离作用。在球隙同步动作时，放电回路改变成如下图的形式。

上图中C1原有电压+4U，原来无电压，当g0放电，C2上将建立起电压，同时C1上电压降下降。当C2上电压U2从零上升到U2MAX时，它与此时C1上电压U1相等,不可能在上升。由于二者将经R1放电,最后都将降到零。U2的形状可表示为下图。上升部分的快慢与RF有关,下降部分的快慢与RT有关。RF小,上身快。RT大,下降慢。

仿真模型

等效仿真模型

冲击高压输出波形