沖擊電壓發(fā)生器動作時的等值電路如圖2所示。圖中C1為主電容,又稱沖擊電容,它相當于各級串聯(lián)后的總電容,即;C2為負荷電容,即C2=C0,它包括調波電容、試品電容、測量設備(分壓器)電容及聯(lián)線等寄生電容;G 代表控制放電的球隙;Rf和Rt分別為波頭電阻和波尾電阻,它們相當于各級rf和rt的總和,即Rf=nrf,Rt=nrt;U1為充電電壓,它相當于各級串聯(lián)后的總電壓,即U1=nV;U2為輸出電壓,即所需的沖擊電壓。此等值電路相當于單級沖擊電壓發(fā)生器的電路。根據(jù)電路分析,輸出電壓U2(t)為一雙指數(shù)函數(shù) τ1>>τ2 參考此分析解,并根據(jù)實際經(jīng)驗,沖擊電壓波形參數(shù)可按下式作近似估計:波前時間 半峰值時間 T2≈0.69Rt(C1+C2)
雷電波沖擊電流發(fā)生器是一種產(chǎn)生模擬雷電流波形的沖擊電流發(fā)生器。其工作過程是:先由變壓器經(jīng)硅堆向電容器組充電,當充電電壓達預定值時,火花間隙被觸發(fā),電容經(jīng)回路總電感和總電阻放電。當電阻大于或等于臨界阻尼值時,在回路中產(chǎn)生單向的沖擊電流波。當電阻小于臨界阻尼值時,則產(chǎn)生振蕩沖擊電流波。
沖擊電流幅值的大小與回路參數(shù)有關,在相同的電容值與充電電壓時,電感值越小,電流幅值就越大。為了獲得盡可能大的電流,通常要選用電感值小的脈沖電容器,并在布置主電容器時連接線的總長度應盡可能短,使回路總電感值盡可能減小 。
截波,也就是雷電波抵達變電所時出現(xiàn)了保護間隙或者是空氣絕緣的所引起的波形。它是雷電全波在截斷狀態(tài)下產(chǎn)生的波形,電壓驟降時將變成零。截斷時刻,可以出現(xiàn)在波前,也可以是在波尾。截波試驗,也是對變壓器設備所作出的一種考驗。試驗回路,大體上包含下列幾個關鍵組分:①發(fā)生器本體;②被試品;③截波裝置;④測試系統(tǒng);⑤測量分壓器;⑥回路引線。
沖擊發(fā)生器本體,還可由脈沖電容器、阻尼電阻以及球隙等諸多組件構成;截波裝置,則可細分成脈沖電容器以及球隙等多個成分;分壓器,有兩個關鍵的部位,即高壓和低壓臂電阻,以及其他相關部件。
沖擊電壓發(fā)生器通常都采用Marx回路,如圖1所示。圖中C為級電容,它們由充電電阻R 并聯(lián)起來,通過整流回路T-D-r充電到V。此時,因保護電阻r 一般比R 約大10倍,它不僅保護了整流設備,而且還能各級電容充電比較均勻。在第1級中g0為點火球隙,由點火脈沖起動;其他各級中g為中間球隙,它們調整在g0起動后逐個動作。這些球隙在回路中起控制開關的作用,當它們都動作后,所有級電容C 就通過各級的波頭電阻Rf串聯(lián)起來,并向負荷電容C0充電。