#冲击电压发生器及测量系统用途广泛<天正华意>#-品质保证

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淮南雷电冲击发生器冲击电压发生器试验设备组成本技术资料是为变压器 电抗器 开关柜 套管等等绝缘设备做雷电冲击试验需要而编制的技术文件。冲击电压发生器成套试验设备由THDY-300kV/15kJ冲击电压发生器本体、ZD-100kV直流充电装置、DF-300kV400PF弱阻尼电容分压器、ICM -3000计算机测量、触摸屏控制系统等组成。4.1、结构特点（含直流充电装置） THDY--300kV/15kJ冲击电压发生器本体结构采用四柱H结构形式，由单只法兰构成的钢体支架平行外挂两只电容器，构成一个稳定的结构组成一级。本体设备为2级，组成组合塔式结构，各级逐级叠接，拆装检修方便，整体结构稳定。4.2所有同步放电球均装在封闭的绝缘筒内，每级球隙处均装有放电观察窗，设备运行过程中不断供给过滤的干净空气，球隙不易受环境变化的影响，放电稳定可靠，构成封闭的点火放电系统；同时每级回路内装有并联放电间隙，所有这些措施大大提高了同步放电的范围。 4.3 主电容采用金属外壳套管脉冲电容器，复合膜油浸绝缘， 体积小，重量轻，电容器固有电感小于0.2μH。电容器出线套管承受垂直拉力10Kg。 4.4 调波电阻为板形结构，环氧浇铸，无感绕法，接头均为弹簧压接式，换接方便，允许多支电阻同时并联使用。用短路杆插接可以方便迅速地使发生器串并联运行。 4.5 自动接地系统：电容器的高压端各有一套自动接地装置，当停止充电或按下紧急停止按钮时自动接地系统启动，发生器主电容通过放电电阻自动接地。4.6 采用单边半波整流充电方式，充电电压为100kV。手动、自动控制调压，从零至100KV连续可调，点火放电瞬间充电电源自动关断，保护了充电变压器和调压系统的安全。整流硅堆、充电变压器、保护电阻和直流电阻分压器等均安装在本体上，构成充电、整流、本体一体化充电装置，外形简洁、美观。4.7 冲击发生器本体尺寸：高1826.5＊宽1680＊长2860(单位：mm)4.8 300KV弱阻尼电容分压器弱阻尼电容分压器由四节脉冲电容器串接组成。阻尼电阻采用多段分布式，电容器为无感结构，低压臂由无感独石电容并接组成。高压臂电容安装在机械强度较高的可移动式的金属底盘上，底盘上的移动轮采用聚氨酯材料并配有固定撑脚。顶部装有均压装置，以防止操作冲击试验时的异常闪络放电。

淮南雷电冲击发生器 技术参数1、输出额定电压：参见表12、输出频率：0.1Hz、0.05Hz、0.02Hz、0.01Hz。3、带载能力：参见表1 0.1 Hz 0.5μF0.05 Hz 1.0μF0.02 Hz 2.5μF0.01 Hz 5.0μF4、测量精度：±（3％满量程＋0.5KV）5、电压波形失真度：≤5％6、使用条件：户内、户外；温度：-10℃∽＋40℃；湿度：≤85％RH7、电源：交流50 Hz，220V ±5％，配20KVA变频电源（输入电压127V，输出电压220V）8、电源保险管：参见表1五、仪器结构说明1、控制器面板示意图 图1图1中各部件示意以及功能说明：(1)“地”：接地端子，使用时与大地相连。(2)“控制输出”：输出多芯插座，使用时与升压体的输入多芯插座相连。(3)“对比度”：对比度调节旋扭，用于调节液晶显示器的对比度。(4)“功能键”：其功能由显示器提示栏对应位置提示。(5)“AC220V”：电源输入插座，内藏保险管。(6)“开关”：电源开关。内藏指示灯，开时亮，关时熄。(7)“打印机”：打印测试报告。(8)“液晶显示器”：显示测试数据。

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淮南雷电冲击发生器测控系统技术协议5.1 ICM控制系统采用ICM型控制系统为冲击电压发生器主体部分提供各种控制，完全满足冲击试验的各种控制功能。ICM控制系统采用进口器件，前置发生器本体、直流充电电源控制。控控制界面5.2ICM控制系统以日本三菱公司的FX2N系列可编程控制器为核心器件，因而控制器的体积非常小巧，自成独立单元。控制器可实现手动控制和自动控制。5.3 控制系统采用液晶触摸屏操作，具备以下控制功能：设备主体及充电部分接地和接地解除控制。可自动或手动控制充电电压的充电过程可自动或手动发出触发可自动或手动响警铃报警具有充电过电流和过电压自动保护可选择试验程序进行程序控制（选项）5.4 控制系统可根据设定的充电电压和充电时间自动进行充电，充电电压和充电时间可在控制器上的液晶屏数字整定。5.5 控制系统采用两芯光纤传输控制命令和反馈设备状态，因而避免了电磁干扰，提高了控制系统和计算机的安全性。5.6控制系统采用函数控制恒流充电方式，充电电压的稳定度可达到0.5％。5.7 控制系统可选择冲击电压发生器使用电动球隙或脉冲间隙触发。

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淮南雷电冲击发生器 冲击电压发生器3.原理和电路雷电冲击电压测试设备是采用电容储能的脉冲功率装置，其基本原理框图如下：图4-1 冲击测试装置框图设备总共分为以下四个部分（单元）：1）冲击电压发生器；2）电源耦合系统；3）触摸屏控制系统；4）计算机测控系统。4.触摸屏控制系统操作方法5.1.在测控系统机柜上有1个旋转按钮 和1个急停按钮，其功能分别如下：1）【控制电源】：顺时针旋转开关，控制回路接通电源；逆时针旋转，则关断控制电源。2）【紧急停止】：在任何紧急情况下，按下紧急按钮，系统停止切断电源，主回路接地系统处于安全状态。5.2.系统启动后自动进入触摸屏主控界面，在主控页面内可以通过简单的触摸操作完成对系统的所有控制，并且将系统的运行状态直观的以图形动画显示出来。主控界面主要包括三部分，图形显示区（1），状态信息显示区（2）和控制区（3）图7-2 主控界面5.2.1.【图形显示区】包括控制系统主要部件的动作，可以直观的以动画的方式检测到控制系统各个部件当前的状态。?极性状态：显示会根据当前的极性自动显示文字“正极性”或者“负极性”。无极性则显示“无”，并闪烁，提醒您需要先进行极性切换。?电容器：充电时指针会从左往右移动，说明正在充电，电容器根据充电电压与设置电压以百分比填入，可以直观看到充电情况，并以文字形式显示当前电压。 接地状态：当接地电磁铁打开时，图形化接地打开指示灯由绿色变为红色，表示危险。?触发球：可以直观的显示出当前触发球的距离并根据触发球的距离自动调整显示球的位置，并伴以数字显示当前球隙距离。【状态信息显示区】显示当前系统的设置参数，故障信息，以及各部分的运行状态启动条件：备妥、急停按钮及试品门以界面指示灯的方式显示，当系统启动的条件未达到时，该部分会显示为红色。?主回路状态：主电源与接地打开指示灯的红灯分别表示主接触器合闸到位与接地打开到位。故障状态：当异常指示灯闪烁时说明有故障发生。设置参数显示：当前电压与充电次数前面的数字为当前的实际测试数据，斜杠后面为设置参数；充电时间前面的数字为当前的充电时间，斜杠后面为设置的充电间隔时间；?运行状态：上面一行为现实系统运行流程状态，显示当前系统运行的步骤。右侧一行显示PLC运行状态，有故障时，显示故障信息。

淮南雷电冲击发生器 自动生成测试图形5.10.1峰值测量: 双通道冲击峰值电压或电流测量模块，2％测量准确度。5.10.2波形测量: 泰克数字示波器及专用衰减器采样率:2GS/s带宽:100M垂直分辨率:9bit 2通道记录长度:10k点5.10.3波形处理:计算机处理系统台湾品牌计算机:作为测试数据管理系统软件: ICM-3000冲击数字采集测量软件5.10.4屏蔽操作台体及隔离滤波电源5.10.5 ICM冲击数字采集测量系统冲击数字采集测量系统由各种前置高压侧的冲击分压/分流器（或罗克夫斯基线圈）、测量传输电缆、后台低压侧二次衰减器（或匹配器）、示波器或高速采集卡、计算机、采集测量控制软件组成；在高压冲击试验中所产生的各种波形，该系统可自动完成采集、传输、测量、计算、处理、记录、保存、打印等功能，能满足各种不同的高压冲击试验中对波形数据的采集及测量的需求，系统安全、高速、精确、可靠，完全符合和满足IEC1083-2、GB/T16896.1标准；其中ICM-3000A冲击数字采集测量软件是一套高性能的测量控制软件。该软件与Tektronix公司数字示波器配套使用，它能够通过GPIB接口、RS232串口、USB口、以太网接口方便灵活地远程控制示波器，完成高压冲击试验的采集测量，能在Windows2000/ WindowsXP/Vista操作系统下稳定地运行，其操作简单直观。

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淮南雷电冲击发生器200KV弱阻尼电容分压器高压臂电容器由1节组成，额定参数200kV/600微微法，额定雷电冲击耐受电压为400kV。该分压器配备一只低压臂电容器，分压比分别为1500，分压比精度小于±1％；弱阻尼电容分压器的方波响应特性满足GB311标准要求六、THCJ-200冲击电压发生器控制及计算机波形分析系统1．概述3．控制系统的主要功能：手动控制及自算机控制。手动充电方式：手动调节电 ?同步球隙整定的充电电压，手动调整球隙距离，并显示实际的距离值。球隙限位开关动作时。?充电速度选择，用户可根据试验需要，分2档选择充电速度。?标准化的波形编辑系统，对波形的测量可以通过鼠标拖拉完成，也可方便地缩放波形；?过压、过流保护，自动接地；?自动点火： 手动控制?紧急分闸，不同于手动分闸，紧急分闸直接通过按钮切断主回路电源，用于异常状况，如控制室停电等。?4．系统结构系统结构示意图如图2：图2中绿线所包围的部分为测控一体化系统。下位机直接与冲击电压发生器本体、电源及截波装置相连，所有底层操作如继电器开合由下位机控制，上位机通过光纤与下位机相连，通过向下位机发送指令来驱动本体、电源及截波装置，下位机不断地采集数据，获取当前状态，同时不间断地向上位机发送采集的数据，分压器电压电流信号通过采集模块连接到上位机。

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淮南雷电冲击发生器 概述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，标准生操作冲击电压波形等及用户指定非标冲击电压波(包括陡波)。本系列冲击电压发生器可对绝缘子串、长空气间隙、套管、互感器、变压器等试品进行冲击电压试验和其它科学研究。二、产品型号编制说明原理和电路雷电冲击电压测试设备是采用电容储能的脉冲功率装置，其基本原理框图如下：冲击大电压测试装置框图设备总共分为以下四个部分：1）高压直流充电单元；2）冲击设备本体：电容器/电阻和电感3）放电装置和测试箱；4）手动控制系统或计算机测控系统CJDY系列冲击电压发生器主回路电路结构图如下：三、产品图片类似结构照片四、使用条件4.1安装、使用处海拔高度不超过1000米4.2周围空气温度：-20℃～＋40℃，空气相对湿度不大于85％(20℃) 4.3无导电尘埃存在4.4无火灾及爆炸危险品4.5不含有腐蚀金属和绝缘的气体和蒸汽4.6无剧烈振动、碰撞和强烈颠簸4.7地平水平面不超过3度，移动式装置地面不平度1mm/2 mm4.8电源电压的波形为正弦波，波形畸变率小于3％，频率50Hz，电源侧应不遭受来自外部的过电压。4.9设有一可靠接地点，接地电网应有良好的冲击特性，稳态下接地电阻不应大于0.5且接地点应在本体附件。4.10产生雷电冲击电压波时，发生器高压端对周围接地物体的小。

淮南雷电冲击发生器检测设备测试系统技术方案3.1、使用条件海拔高度： ≤1000m环境温度： -15℃～＋50℃相对湿度： ≤85％（20℃）使用环境： 户内无导电尘埃接地电阻 0.5Ω无火灾及爆炸危险耐震能力： 8级烈度不含有腐蚀金属和绝缘的气体存在电源电压的波形为实际正弦波波形畸变率＜5％地震烈度：地震基本烈度值为6度。3.2、依据标准GB/T 16927.1-1997《高电压试验技术 部分 一般试验要求》GB/T 16927.2-1997《高电压试验技术 第二部分 测量系统》YD／T 5098-2001《通信局（站）雷电过电压保护工程设计规范》GB/T 17626.5-1999 《电磁兼容 试验和测量技术 浪涌(冲击)抗扰度试验》GB311.1-1997高压输变电设备的绝缘配合GB1094.3 电力变压器第三部分 绝缘水平和绝缘试验GB/T16896.1-1997高电压冲击试验用数字记录仪ZB F24 001-90冲击电压测量实施细则GB191 包装运标志GB4208 外壳防护等级GB813-89 冲击试验用示波器及峰值表DL/T 848.5-2004 高压试验装置通用技术条件 第5部分 冲击电压发生器DL/T846.1-2003 高电压测试设备通用技术条件 第1部分：高电压分压器测量系统JB/T563-1993 耦合电容器及电容分压器订货技术条件JB/T8169-1999 耦合电容器及电容分压器所有螺栓、双头螺栓、螺纹、管螺纹、螺栓夹及螺母均应遵守国际标准化组织（ISO）和国际单位制（SI）的标准。3.3、方案编制说明本套设备主要是为满足10KV以下的变压器 互感器 开关柜 套管等等电气设备的雷电全波和截波波形试验。 设备全套基本配置有充电装置、冲击电压发生器本体、冲击弱阻尼电容分压器、截波装置等控制、测量装置。

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淮南雷电冲击发生器采用直流电阻分压器测量充电电压，充电电压值由控制器的液晶显示屏实时指示，同时也作为自动充电的反馈信号。5.9 ICM控制器可实现手动控制、自动控制及程序控制。主要测控功能:测量显示量：直流充电电压球距距离状态显示量：充电主电源接触器的合切状态接地装置的投切状态发生器充电电压极性状态 控 制：控制功能具有手动、自动和程序控制功能，各层次功能相对独立。采用可控硅调压方式，具有充电电压反馈测量系统。采用函数控制恒流充电方式，充电电压的稳定度可达到0.5％。液晶面板可指示冲击发生器的充电电压及充电过程，精度为1％。可由液晶面板直接输入充电电压和充电时间。具有充电异常保护功能，可自动或手动发出触发设备主体及充电部分接地和接地解除控制。可自动或手动控制充电电压的充电过程可自动或手动响警铃报警保护及联锁：充电过电流保护 充电过电压保护 充电异常保护 试区门开关连锁 接地机构连锁 极性转换连锁 电容击穿保护操作提示：具备各种操作提示画面，当系统出错或操作不当时回弹出相应的提示画面

淮南雷电冲击发生器动作控制能够手动或自动控制放电球距跟踪充电电压，并显示放电球距值；控制本体自动接地；冲击次数预置、极性自动换接等功能；控制并显示截波球距。（2）充电控制充电电压充电速度充电极性直接由界面输入设定；系统自动跟踪设定电压下的球隙跟踪。充电方式采用可控硅调压方式恒流充电。能够自动控制冲击电压发生器的充电过程，可以根据试验要求，调节充电电压和充电时间，并显示充电电压值；可控硅调压方式较之传统的调压器调压方式，具有体积小，响应速度快，控制精度高。充电稳定度0.3％，充电速度可调。采用自控方式充电时能使充电电压按所需的充电曲线上升，自动稳定在预先整定的充电电压值上，从而保证了充电的均匀性、重复性和试验结果的准确性。（3）触发控制采用高性能的点火脉冲放大器，能够产生大于15kV/100nS的脉冲电压，确保冲击设备点火可靠，同步放电稳定。截波延时方式采用LC延时回路，可方便地获得2～6μS的截波触发延时，稳定性好，精度高，截断分散性小于0.1μS，点火脉冲延时可调范围：0～9.9μS。（4）安全联锁控制整个系统具有完善的警灯、警铃等试验区的报警功能和控制接口；具有自动接地和安全接地与系统联锁，过流和过压保护功能；紧急停止功能。（5）扩展功能能与其它计算机通过串口进行通讯和数据交换；

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淮南雷电冲击发生器所有同步放电球均装在封闭的绝缘筒内，每级球隙处均装有放电观察窗，设备运行过程中不断供给过滤的干净空气，球隙不易受环境变化的影响，放电稳定可靠，构成封闭的点火放电系统；同时每级回路内装有并联放电间隙，所有这些措施大大提高了同步放电的范围 4.3 主电容采用金属外壳套管脉冲电容器，复合膜油浸绝缘， 体积小，重量轻，电容器固有电感小于0.2μH。电容器出线套管承受垂直拉力10Kg。 调波电阻为板形结构，环氧浇铸，无感绕法，接头均为弹簧压接式，换接方便，允许多支电阻同时并联使用。用短路杆插接可以方便迅速地使发生器串并联运行。 4.5 自动接地系统：电容器的高压端各有一套自动接地装置，当停止充电或按下紧急停止按钮时自动接地系统启动，发生器主电容通过放电电阻自动接地。4.6 采用单边半波整流充电方式，充电电压为100kV。手动、自动控制调压，从零至100KV连续可调，点火放电瞬间充电电源自动关断，保护了充电变压器和调压系统的安全。整流硅堆、充电变压器、保护电阻和直流电阻分压器等均安装在本体上，构成充电、整流、本体一体化充电装置，外形简洁、美观。

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淮南雷电冲击发生器 连接方法（1）单独使用I号升压器（试验电压≤30KV）连接方法图3 （连线图）连线说明：用本产品随机配备的一根专用线和接地线按图3的方法连接。电源插座用电源线连至50Hz/220V的交流电上。（2）I号升压器和II号升压器串联使用（试验电压≤80KV）连线方法图4　（连线图）连线说明：用本产品随机配备的两根专用线和接地线按图4的方法连接。电源插座用电源线连至50Hz/220V的交流电上。2、操作程序(1) 开机。(注意:每次开机前都要对试品充分放电，升压过程中需要停机时请先按停机键，再用电源开关)开机前请将升压器上的排气孔旋松，升压过程可能会有少量油溢出，是正常现象。按上述方法连好所有线路之后，就可以将电源开关打开。仪器在微机上电复位下，自动进入如图5所示的设限界面。在进行连线、拆线、或暂不使用仪器时，应将电源关掉。电源插座上装有保险管。若开机屏幕无显示，应先检查保险管是否熔断。大小应按表1提供的数据更换。(2) 设置限定参数 图5（设定界面）在图5所示的设限界面上，可根据试验的需要设定好试验频率、试验电压、高压侧的过压保护值、过流保护值、试验时间。将光标移到相应的设定，按确定键选择。

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淮南雷电冲击发生器发生器主要技术参数标称电压 ±300 kV额定能 15kJ额定冲击电容量 0.33μF额定充电电压 100 kV级数 3级电容量 1μF级能 5kJ3.5冲击电压波形试验。1.230％s /5020％s，幅值3％；冲击电压波形参数及其偏差均符合有关GB311及GB13.2 和 GB16927.2冲击电压参数；3.6 输出电压： ＞20％Un3.7 同步范围：级电压在20％～额定电压范围内，正负极性同步范围不小于20％、(脉冲放大器点火脉冲＞±10 kV)3.8 同步放电失控率： ＜2％3.9 冲击试验次数设定范围 0～99 次 调节精度 1 次3.10 点火范围： 20％-Un3.11 充电电压不稳定度 ＜±1.0％3.12 基准电压调节范围 0.0～100.0 kV 调节精度 0.1 kV3.13 充电电压与基准电压的偏差 ＜±1.0％3.14 持续时间:在80％额定电压以上间断工作在80％额定电压以下，可连续运行。300kV/15kJ冲击电压发生器试验设备组成本技术资料是为变压器 电抗器 开关柜 套管等等绝缘设备做雷电冲击试验需要而编制的技术文件。冲击电压发生器成套试验设备由THDY-300kV/15kJ冲击电压发生器本体、ZD-100kV直流充电装置、DF-300kV400PF弱阻尼电容分压器、ICM -3000计算机测量、触摸屏控制系统等组成。4.1、结构特点（含直流充电装置） THDY--300kV/15kJ冲击电压发生器本体结构采用四柱H结构形式，由单只法兰构成的钢体支架平行外挂两只电容器，构成一个稳定的结构组成一级。本体设备为2级，组成组合塔式结构，各级逐级叠接，拆装检修方便，整体结构稳定。

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淮南雷电冲击发生器 测量系统结构说明如下：测控一体化工作台为两联柜形式，显示器、键盘鼠标放置在桌面上，计算机主机、示波器、隔离滤波电源、UPS放在办公桌内，继电器、PLC、过电压和过电流保护元件等放置在本体底盘内。 用户在系统界面上选择“波形分析”功能后系统进入测量功能设置界面。测量系统以美国泰克公司的数字存储示波器为波形数据采集平台工作方式的设置由测控软件（具有软件著作权）自动完成。其带宽100MHz，标称分辩率达9bit，采样速度达2.5GS/s，记录长度10M，通道2个；可记录雷电全波、操作波和雷电截波。用户只需根据界面提示，输入各项试验条件即可（用户也可选择其它示波器）。系统可以完成表1所示的各种冲击电压的测量和表2测量误差及系统波形参数分析功能。软件已通过IEC61083-2评测。可使用2002年从德国进口的KAL1000冲击校准仪（仪器具有PTB校准）校准示波器和软件。表1 冲击电压波形及其参数波形 参数雷电冲击标准波雷电冲击陡波 峰值电压波前时间半峰值时间波前陡度时间表2 测量系统不确定度(含分压器)测量的冲击波类测量系统不确定度(含分压器) K ％标准雷电波/陡波3冲击电压的所有信息均以位图(.bmp)文件和数据文件(.DAT)格式保存在硬盘上。系统的典型测量功能包括:冲击电压测量和波形分析: 2通道采样速率1.25GS/S不同冲击电压波形的比较和离线分析: 可将试验得到的波形 以数据文件(＊.DAT)的格式存盘，从硬盘中读出并显示在屏幕上，帮助用户比较不同冲击试验得到的冲击试验波形试验报告数字化: 点击菜单项“试验报告”可直接进入中文Word ，在已设计好的冲击试验报告模板上编写试验报告。利用Word 强大的处理功能 输入文字，绘制和插入电路接线图，插入试验波形图，存储、打印试验报告等。多时基波形显示: 系统具备将各个通道波形数据(例如变压器的入波电压和示伤电流波形)分别独立按不同的时基显示的功能，方便用户分析波形。

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