冲击电压产生优秀.ppt

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1、冲击电压产生现在学习的是第1页，共34页 第第8 8章章 冲击高电压及大电流的产生冲击高电压及大电流的产生现在学习的是第2页，共34页8.1 冲击电压发生器的基本原理现在学习的是第3页，共34页3000kV/3000kJ雷电冲击电压发生器 分压器现在学习的是第4页，共34页现在学习的是第5页，共34页现在学习的是第6页，共34页物理领域：大功率电子束、离子束发生器、二氧化碳激光器-电源装置.高压纳秒脉冲功率发生器组成部分.电力领域：冲击电压发生器产生雷电、操作冲击电压的一种发生装置。冲击耐压和放电试验用现在学习的是第7页，共34页组成:一组储能高压电容器.直流高压源充电几十秒.通过铜球突然经电

2、阻放电,在试品上形成冲击电压波形.参数:上升前沿陡峭,持续时间S，峰值几十KV-几MV。 现在学习的是第8页，共34页MARX发生器现在学习的是第9页，共34页现在学习的是第10页，共34页MARX发生器T.供电高压变压器, D整流硅堆, r保护电阻,R充电电阻,C主电容, CS对地杂散电容; g1点火球隙. g2-g4中间球隙 g5隔离球隙. rf波前电阻,rt放电电阻，C2负荷电容.雷电和操作冲击波参数增加两个数量级.现在学习的是第11页，共34页0.各球隙事先调到耐压U,高于U则击穿； C通过整流并联充电到U；发生器动作：点火球隙针极送5kv-8kv脉冲电压，针-球产生小火花， 紫外线照

3、射，g1放电，产生紫外线照射g2 ；g1放电，点1从-U电位突变为o ，2点电位从0变为+U；CS存在，R大，使3点电位在1电位跳变时变化不大(电容电压不突变)维持-U. g2两端电位差2U，在g1放电后马上放电,4点电位变为+2Ug3两端瞬间3U,立即放电,g4放电-各级电容C电阻rf串联。g3g4现在学习的是第12页，共34页C1等效主电容-4个C串联-名义电压4U；R：充电时连接，放电时隔离，球隙是核心。电容器并联充电后串联放电同步问题： 球隙排列便于紫外线照射等效电路现在学习的是第13页，共34页为使C2电压接近C1原始充电电压（名义电压），要C1C2u2上升快慢取决与RfC2u2下降

4、快慢却决于(C1+C2)RtC1=C/4，Rf=4rf Rt=4rt 调试：参数调整现在学习的是第14页，共34页波前电阻，放电电阻集中放置两个半波直流充电的电路现在学习的是第15页，共34页现在学习的是第16页，共34页8.2 冲击电压发生器放电回路的分析现在学习的是第17页，共34页8.2.1基本回路的分析拉普拉斯转换运算电路,阻容值及C1上充电电压u1已知求试品C2上电压u2（t）)/(1)(22bassdUSU)(/121tffdtdRRRRRRCCbbRRCRRCafttd)(2)(1bRCd11)exp()1exp()(212tstsUtu反变换后 现在学习的是第18页，共34页现

5、在学习的是第19页，共34页8.2.3 考虑回路电感的近似计算n电感较大时,可能造成冲击波波前部分的杂散振荡,畸变波形,波形“过冲”。n电感和负荷电容大时。调不出波前，调不好粗会于校准一雷R为阻尼电阻Rd波前电阻Rf之和。n为获得非振荡冲击波应n 波前时间有回路电感会使波前时间缩短。)21/(33. 233. 2212CCCRCTf)/(/22121CCCCL现在学习的是第20页，共34页8.3 冲击电压发生器放电回路计算举例现在学习的是第21页，共34页n例：一台冲击电压发生器，满足110KV电瓷产品雷电冲击放电耐压试验电阻Rt,效率.额定容量 Wnn解：国校110KV电瓷 雷电冲击耐压 2

6、50KV。现在学习的是第22页，共34页8.4 冲击大电流的产生现在学习的是第23页，共34页8.4.1 冲击电流发生器的功用与电流波形的规定n事故巨大冲击电流、人工产生雷电流的装置。n脉冲功率技术（PPT） 几十万安 ，百万安，负载W峰时功率n温度几千万度 等离子体 水击效应水中放电 加工成形n声学效应火花振荡 海底探矿n强磁应用n冲击电流波形快速上升，指数规律或阻尼正弦波形下降到0。n：。方波 峰值持续时间5001000 Td峰值持续时间，Tf总的持续时间现在学习的是第24页，共34页8.4.1 冲击电流发生器的功用与电流波形的规定n电力系统事故几千千伏电压，巨大冲击电流、几百千安。n高电

7、压实验室-实验设备研究雷闪电流对绝缘材料和结构、防雷装置的热能或电动力破坏作用。n冲击电流发生器-人工产生雷电流的装置。n -电子离子加速器、核聚变、微波、激光脉冲功率技术电动力电动力通过电流的导线周围有磁场，而磁力线有力图缩短的趋势，因此同方向电流的两条导线互相吸引，反方向电流的两条导线互相排斥。这种吸引或排斥的力即电气线路的“电动力”。现在学习的是第25页，共34页8.4.2 冲击电流发生器的基本原理原理冲击电压发生器相似，并联充电，并联放电，缩短充电时间，用做测量电流的波形和峰值。现在学习的是第26页，共34页n脉冲功率技术（PPT） 几十万安 ，百万安，负载W峰时功率n温度几千万度 等

8、离子体水击效应水中放电 加工成形n声学效应火花振荡、海底探矿、强磁应用现在学习的是第27页，共34页 冲击电流波形 快速上升，指数规律或阻尼正弦波形下降到0。 方波：峰值持续时间Td、总的持续时间Tf。现在学习的是第28页，共34页高功率脉冲技术高功率脉冲技术 研究高电压、大电流、高功率短脉冲的产生和应用的技术。最初是应材料响应实验、闪光X 射线照相及模拟核武器效应的需要而出现的。1962年英国核武器研究中心的J.C.马丁成功地将已有的Marx发生器与传输线技术结合起来,产生了持续时间短达纳秒的高功率脉冲,从而开辟了这一崭新的领域。随之，高技术领域如受控热核聚变研究、高功率粒子束、大功率激光、

9、高功率相干辐射源技术的发展以及定向束能武器、电磁轨道炮的研制都对高功率脉冲技术的发展提出了新的要求，希望有高重复频率、长寿命的高功率脉冲出现。所以，高功率脉冲技术成为80年代极为活跃的研究领域之一。 现在学习的是第29页，共34页高功率脉冲系统工作原理高功率脉冲系统工作原理 高功率脉冲系统的主要参量有:脉冲电流（千焦吉焦）,脉冲功率（吉瓦太瓦），脉冲电流（千安兆安），脉冲宽度（微秒纳秒），脉冲电压。 高功率脉冲系统工作原理如图1所示。先将从低功率能源中获得的能量储存起来，然后将这些能量经高功率脉冲发生器转变成高功率脉冲，并传给负载。由一定的能量所转换成的脉冲持续时间愈短，在负载上得到的功率愈高

10、。能源（如DC充电装置）所提供的可以是电能、磁能、化学能或其他形式的能（如巨型飞轮转动的动能），但大多数情况下是电能。现在学习的是第30页，共34页高功率脉冲发生器高功率脉冲发生器 用得较多的是Marx发生器或电容器组。Marx发生器和脉冲形成回路，共同组成高功率脉冲发生器,又称脉冲发电机（图2）。图中电源对冲击电压发生器的电容C充电；间隙G（或称开关）动作后电容器串连，在末级引出端P 产生很高的电压U，U加在脉冲形成线上。脉冲形成线由特殊设计的传输线和高压开关组成。它的主要作用是将冲击电压发生器形成的脉冲进一步压缩,以提高输出功率的水平。负载可以是强X射线二极管，或者是被加速的电子束、离子束

11、等。这样的典型系统通常可使初始功率提高几千万倍。现在学习的是第31页，共34页 80年代建在英国的欧洲联合环(托卡马克装置)，由脉冲发电机提供脉冲大电流。脉冲发电机由两台各带有9米直径、重量为775吨的大飞轮的发电机组成。发电机由8.8 兆瓦的电动机驱动，大飞轮用来储存准备提供产生大功率脉冲的能量。每隔10分钟脉冲发电机可以产生一个持续25秒左右的500万安大电流脉冲。现在学习的是第32页，共34页8.4.2 冲击电流发生器的基本原理原理： 与冲击电压发生器相似，大电容储能，并联充电，串联放电， 缩短充电时间-恒流充电法 脉冲电流测量-分流器 -罗戈夫斯基线圈。 现在学习的是第33页，共34页8.4.3 冲击电流发生器的结构冲击电流发生器的结构电容器圆环形排列现在学习的是第34页，共34页