冲击电压产生讲稿.ppt

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1、冲击电压产生第一页，讲稿共三十页哦8.1 冲击电压发生器的基本原理第二页，讲稿共三十页哦3000kV/3000kJ雷电冲击电压发生器 分压器第三页，讲稿共三十页哦第四页，讲稿共三十页哦第五页，讲稿共三十页哦物理领域：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第六页，讲稿共三十页哦组成: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。第七页，讲稿共三十页哦MARX发生器第八页

2、，讲稿共三十页哦第九页，讲稿共三十页哦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.第十页，讲稿共三十页哦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

3、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第十一页，讲稿共三十页哦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第十二页，讲稿共三十页哦为使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下降快慢却决于(C1+C2)RtC1=C/4，Rf=4rf Rt=4rt 调试：参数调整第十三页，讲稿共三十页哦波前电阻，放电电阻集中放置两个半波直流充电的电路第十四页，讲稿共三十页哦第十五页，讲稿共三

4、十页哦8.2 冲击电压发生器放电回路的分析第十六页，讲稿共三十页哦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）反变换后 第十七页，讲稿共三十页哦第十八页，讲稿共三十页哦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。第十九页，讲稿共三十页哦8.3 冲击电压发生器放电回路计算举例第二十页，讲稿共三十页哦n例：一台冲击电压发生器，满足1

5、10KV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 250KV。第二十一页，讲稿共三十页哦8.4 冲击大电流的产生第二十二页，讲稿共三十页哦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总的持续时间第二十三页，讲稿共三十页哦8.4.1 冲

6、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”。第二十四页，讲稿共三十页哦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。第二十五页，讲稿共三

7、十页哦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、强磁应用第二十六页，讲稿共三十页哦 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。第二十七页，讲稿共三十页哦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

8、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、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。第二十八页，讲稿共三十页哦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

9、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。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。第二十九页，讲稿共三十页哦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、离子束等。这样的典型系统通常可使初始功率提高几千万倍。第三十页，讲稿共三十页哦