Čo je generátor impulzného napätia?

1. Čo jeGenerátor impulzového napätia?

AGenerátor impulzného napätia (IVG)je špecializované vysoko napäté testovacie zariadenia určené na výrobu reprodukovateľných, veľmi krátke vysokonapäťové impulzy, ktoré simulujú prírodné prechodné prevody, najmä:

Bleskové impulzy:Náhle vysoké prepätia napätia spôsobené údermi bleskov .

Spínacie impulzy:Prevody generované prepínaním operácií v napájacích systémoch (prevádzka ističa, prepínanie banky kondenzátorov atď. .) .

Tieto prechodné napätie sú veľmi rýchle a vysoké veľkosti a môžu spôsobiť zlyhanie izolácie v elektrickom prístroji, ak zariadenie nie je navrhnuté tak, aby ich odolalo .

2. Účel generátorov impulzového napätia

Overenie integrity izolácie:Generátory impulzného napätia testujú dielektrickú pevnosť izolačných materiálov a elektrických komponentov, aby odolali prepätia .

Štandardné dodržiavanie predpisov:Mnoho štandardov vyžaduje testovanie impulzov (e . g ., IEC 60060-1, IEEE štandardy) .

Validácia dizajnu:Pomáha výrobcom potvrdiť návrhy, aby sa predišlo predčasnému zlyhaniu izolácie .

Zabezpečenie kvality:Detekuje výrobné defekty alebo degradáciu v izolácii elektrických zariadení .

Výskum:Poskytuje informácie o mechanizmoch rozkladu a nárazom správania materiálov a zariadení .

3. typyGenerátory impulzového napätia

A . Generátor marx

Princíp:Kondenzátory sa nabíjajú paralelne s určitým napätím (e . g ., každé 50 kV) a potom prepustené v sérii prostredníctvom spustených iskrových medzier alebo prepínačov .}}}}}}}}

Násobenie napätia:Počet kondenzátorov × napätie kondenzátora=výstupné impulzné napätie .

Komponenty:

Nabíjacie odpory

Kondenzátory (skladovanie energie)

Iskrivé medzery alebo spustené spínače

Výstupný transformátor alebo pripojenie načítania

Tvar vlny:Štandardizovaná vlna napätia impulzného napätia, e . g ., 1 . 2/50 μs vlny.

Výhody:Kompaktný dizajn, nastaviteľné napätie zmenou počtu fáz .

Obmedzenia:Komplexné prepínanie, obmedzená rýchlosť opakovania .

B . generátor impulzného transformátora

Používa vysokonapäťový impulzný transformátor na zvýšenie napätia .

Menej bežné pre generovanie impulzov s extrémne vysokým napätím .

Často používané v spojení s generátormi Marx alebo pre impulzy s nižším napätím .

C . Kombinovaný generátor impulzov

Navrhnuté tak, aby produkovali blesky a spínacie impulzy .

Používa rôzne konfigurácie obvodov alebo riadené prepínače na parametre s menom impulzných parametrov (Front Time, Tail Time) .

D . elektrostatický generátor (van de Graaff alebo Pelletron Typ)

Nabíja pohybujúci sa pás alebo reťazec za generovanie vysokých napätí .

Zriedka sa používa na impulzné testovanie, pretože vytvárajú DC alebo pomaly rôzne napätie .

4. pracovný princípGenerátory impulzového napätia(Podrobnejšie)

Kroky prevádzky generátora Marx:

Nabíjanie:

Kondenzátory sú nabité paralelne prostredníctvom vysokých hodnote odporov z DC napájacieho zdroja .

Každý kondenzátor dosiahne rovnaké napätie (e . g ., 50 kV) .

Začatie vypúšťania:

Spark Graps alebo Spustené prepínače sa používajú na pripojenie kondenzátorov v sérii .

Keď prvá medzera vystrelí (v dôsledku spúšťača alebo prepätia), spôsobí, že ďalšia medzera vystrelí v rýchlom slede .

Pripojenie na sériu:

Kondenzátory pripojené v sérii Sum súčet ich napätia .

E . g ., 10 kondenzátorov × 50 kV=500 kv výstupný impulz .

Tvorba impulzu:

Zaťaženie (testované zariadenie) prijíma vysokonapäťový impulz .

Tvar impulzu je určený parametrami obvodu (kapacita, indukčnosť, odpor) .

Typický bleskový impulzný tvar vlny: 1 . 2 µs čas nárastu, 50 µs čas rozpadu.

Zotavenie a nabíjanie:

Po impulze sa kondenzátory vypúšťajú prostredníctvom odporov a nabíjajú sa na ďalší test .

Rýchlosť opakovania je obmedzená časom nabíjania .

5. Charakteristiky a normy tvaru vlny

Tvarje kritický v impulznom testovaní .

Štandardné vlny:

Bleskový impulz:1,2 µs Front Time / 50 µs Čas na polovicu hodnoty (1,2 / 50 µs)

Spínací impulz:250 µs Front Time / 2500 µs Čas na polovicu hodnoty (250/2500 µs)

Tieto krivky napodobňujú javy prírodného prepätia .

Normy ako IEC 60060-1 Zadajte testovacie napätia, tvary vlny a postupy .

6. Typické komponentyTestovací systém impulzného napätia

Impulzný generátor (generátor Marx alebo ekvivalent)

Ovládací a spúšťací systémpre iskrové medzery alebo spínače

Nabíjanie napájania(Zdroj vysokého napätia)

Impulzný systém merania:

Vysoké napätie rozdeľovače na meranie napätia

Súčasné transformátory alebo skraty

Osciloskopy alebo systémy na získavanie digitálnych údajov

Zaťaženie alebo testovacie zariadenie (DUT)

Bezpečnostné blokovanie a tienenie

7. Aplikácie generátorov impulzového napätia

8. bezpečnostné úvahy

Generátory impulzov pracujú pri extrémnom vysokom napätí (stovky KV na niekoľko MV) .

Musí sa prevádzkovať v tienených, uzemnených skúšobných oblastiach .

Použite bezpečnostné blokovanie, diaľková operácia .

Personál musí byť vyškolený a dodržiavať prísne protokoly .

9. Príkladové špecifikácie typického generátora impulzného napätia

10. zhrnutie