冲击电压发生器同步特性的优化方法技术

本发明专利技术公开了一种冲击电压发生器同步特性的优化方法，设点火球隙为一级球隙、紧挨点火球隙的中间球隙为二级球隙，依次类推；方法一：利用大小球隙串联组合放电，再通过增加杂散电容，提高同步特性；方法二：利用照射触发法促进间隙放电；球隙间的点火触发范围变大，同步性能提高；方法三：通过提高球间隙工作范围，从而提高同步性能；在产生雷电冲击波时，由于第一电阻阻值较小，第二电容对球隙的工作范围和输出电压波形的影响很小；在产生操作冲击波时，由于波头变化较缓慢，第二电容对输出电压波形的影响亦很小；第二电容总是接入电路中，第一电阻根据波形相应更换；有效提高冲击电压发生器同步特性，保证冲击电压发生器的输出稳定的高电压。

Optimization method for synchronous characteristics of impulse voltage generators

The invention discloses an optimization method for synchronization characteristics of impulse voltage generator, which sets the ignition ball gap as a first-order ball gap and the middle ball gap next to the ignition ball gap as a second-order ball gap, and analogizes in turn. The firing trigger method promotes gap discharge; the firing trigger range between spherical clearances becomes wider and the synchronization performance is improved; the third method is to improve the synchronization performance by improving the working range of spherical clearance; when lightning impulse wave is generated, the influence of the second capacitance on the working range of spherical clearance and output voltage waveform is small because of the first resistance value. The second capacitor is always connected to the circuit, and the first resistance is replaced accordingly according to the waveform. The synchronization characteristic of the impulse voltage generator is effectively improved to ensure the stable output of the impulse voltage generator. Pressure.

【技术实现步骤摘要】
冲击电压发生器同步特性的优化方法
本专利技术涉及冲击电压发生器试验
，尤其涉及冲击电压发生器同步特性的优化方法。
技术介绍
随着电力科技的发展,需要进行冲击电压试验的试品种类日益增多。冲击电压发生器是靠电容并联充电，然后串联放电来获得冲击高压。国标GB311－83规定标准雷电波波形是1.2/50us，标准操作波波形是250/2500us，可是实际中有的设备在运行中要承受非标准的冲击波，比如波头更短或波尾更短等等，特殊的波形就要求对冲击电压发生德的参数进行改变，有的改变就给冲击电压发生器的同步带来了困难，即在正常的情况下，中间球隙往往不能连续击穿，影响了电容的串联放电通路，因此要可靠地实现各电容的串联放电，得到高压脉冲，有必要对同步问题进行研究。我们知道，中间球隙的击穿是靠球隙间过电压来实现的，理想情况下各级球隙间过电压倍数等于级数，但由于回路本身参数和一些杂散参数的影响，常使过电压倍数受到抑制，从而影响到发生器的正常同步。如图1所示，为常用的冲击电压发生器的典型回路。当点火球隙点燃，送出一脉冲使g1击穿，g1击穿以后，g2上的自然过电压为2u，但由于受杂散电容C3……、球间隙电容Cg、充电电阻R以及波头电阻等的影响，使g2上的过电压实际达不到2u，而应为：这里首先假定R＝∞，Rf＝O，Rt＝∞。对回路进行定性分析：(1)杂散电容的影响：若C3+C4》Cg2，ug2＝2u，但C3、C4都是杂散电容，比起Cg2来都不大，可见球隙间的过电压受到杂散电容的影响，杂散电容越大，球间隙的过电压越高。(2)波前电阻Rf的影响：(I)式是在Rf＝O的条件下推算的，可实际中Rf≠O，g2与2点间隔Rf电阻的存在对过电压有衰减和时延的作用，实际ug2比(I)式结果还小，可见，Rf的存在，不利于球间隙击穿，其值越小，球隙间过电压越高，越有利于球隙击穿。(3)充电电阻R的影响：实际中R≠∞，若g1导通后，1点电位变为零，通过R影响了3点电位，3点经R向1点放电的时间常数为(C3+C4)R，从而使3点电位变动，R越大，衰减越慢，有利于g2上的过电压保持较高的数值。(4)波尾电阻民的影响：实际中Rt≠∞，当1点电位变为0的瞬间，2点电位变为十u时，2点经Rf、Rt向4点充电，充电时间常数为(Rf+Rt)(C3+C4)，从而使2点电位变动，不能保持原来的十u，影响了g2上的过电压。若Rt越大，u2则衰减越慢，有利于g2上过电压倍数提高。总之，第一级击穿后，第二级球隙上的过电压受本体参数：阻尼电阻(波前电阻)Rf、波尾电阻Rt、充电电阻R以及对地杂散电容等的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种冲击电压发生器同步特性的优化方法，能够有效提高冲击电压发生器同步特性，保证冲击电压发生器的输出稳定的高电压。本专利技术采用的技术方案为：一种冲击电压发生器同步特性的优化方法，包括以下步骤：设点火球隙为一级球隙、紧挨点火球隙的中间球隙为二级球隙，依次类推；方法一：利用大小球隙串联组合放电，再通过增加杂散电容，提高同步特性；所述的大小球隙串联组合放电为每一级球隙由一组小直径球隙和一组大直径球隙串联组合而成，大直径球隙为小直径球隙的2倍，且小直径球隙设于大直径球隙的前方；在二级球隙的小直径球隙和大直径球隙后方分别连接一路杂散电容电路，杂散电容电路包括串联构成的杂散电阻和杂散电容，杂散电容电路的始端分别连接小直径球隙和大直径球隙后方，末端接地；方法二：利用照射触发法促进间隙放电；在每个球皮两侧分别连接两个高阻值的小电阻与针级相连，充电时，左边点电位为零，右边对应点的电位为+u，每个球皮与本身的针级电位相等，杂散电容上无电荷，一级球隙上加脉冲，使得两个球的球皮与针级都产生小火花，继而引起一级球隙放电；右边点电位降为零，左边对应点电位变为-u，于是球皮和针级间放电；球皮两侧的小火花照射到下一级的球隙，引起下一级的球隙放电，依次类推；球隙间的点火触发范围变大，同步性能提高；方法三：通过提高球间隙工作范围，从而提高同步性能；每级充放电电路包括依次串联的初电阻、第一组球隙、第二电阻和第一电阻组成的回路；第一组球隙和第二电阻两端并联有串联的第二球隙和第三电阻，第一组球隙和第二电阻两端还并联有第一电容；第一电阻上并联有第二电容；下一级充放电电路的初电阻连接到上一级初电阻和第一组球隙之间，下一级充放电电路的第一电阻连接到第一组球隙和第二电阻之间；在产生雷电冲击波时，第一组球隙和第一电容两端并联有延时电阻，第一组球隙和第一电容两端还并联有串联的延时间隙和小电阻，小电阻<<延时电阻；调整各第二组球隙的球隙，使其放电电压略低于同级第一组球隙的放电电压，但稍大于同级第二电阻上的暂态电压；雷电波冲击电压发生器的动作次序是：首先，第一级第一组球隙击穿，紧接着同级第二组球隙击穿，第三电阻接入放电回路；其次，由于第二级的第一组球隙的放电电压大于同级第二电阻上的暂态电压，第一组球隙不击穿，第二电阻不接入，只存在阻值较高的第二电阻，使第二级的第一组球隙有较高的过电压而击穿，紧接着第二级的第一组球隙击穿，第二级第三电阻接入放电回路；以后各级的动作情况与第二级相同；同时，第一级充放电电路触发后，由于延时电阻、延时间隙和小电阻的设置，使得第一级第一组球隙的右端电位较高，延长下一级第一组球隙的触发时间，进行放电；由于小电阻<<延时电阻，延时电阻上电压可导致延时间隙击穿，延时间隙不需要外部控制；在产生操作冲击电压波时，第一组球隙和第一电容两端并联有级间耦合电容，第一组球隙和第一电容两端还并联有小电阻；将各级第二组球间隙分开，使其放电电压大于同级第一组球隙的间隙的放电电压，第二电阻不接入放电回路；当前级的球间隙击穿时，第二电阻上的电压突变通过第二电容传到后一级，导致后一级球间隙击穿；同时，由于级间耦合电容的作用，进一步提高了触发间隙；在产生雷电冲击波时，由于第一电阻阻值较小，第二电容对球隙的工作范围和输出电压波形的影响很小；在产生操作冲击波时，由于波头变化较缓慢，第二电容对输出电压波形的影响亦很小；所以在这两种情况下，第二电容总是接入电路中，而第一电阻应根据波形要求做相应更换。所述的方法一中的大直径球隙为120mm-150mm，小直径球隙为60mm-75mm。本专利技术主要采用三种方法分别进行球间隙的同步击穿性能：方法一：利用大小球隙串联组合放电，再通过增加杂散电容，提高同步特性；所述的大小球隙串联组合放电为每一级球隙由一组小直径球隙和一组大直径球隙串联组合而成，大直径球隙为小直径球隙的2倍，且小直径球隙设于大直径球隙的前方；在二级球隙的小直径球隙和大直径球隙后方分别连接一路杂散电容电路，杂散电容电路包括串联构成的杂散电阻和杂散电容，杂散电容电路的始端分别连接小直径球隙和大直径球隙后方，末端接地；方法二：利用照射触发法促进间隙放电；在每个球皮两侧分别连接两个高阻值的小电阻与针级相连，充电时，左边点电位为零，右边对应点的电位为+u，每个球皮与本身的针级电位相等，杂散电容上无电荷，一级球隙上加脉冲，使得两个球的球皮与针级都产生小火花，继而引起一级球隙放电；右边点电位降为零，左边对应点电位变为-u，于是球皮和针级间放电；球皮两侧的小火花照本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冲击电压发生器同步特性的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：设点火球隙为一级球隙、紧挨点火球隙的中间球隙为二级球隙，依次类推；方法一：利用大小球隙串联组合放电，再通过增加杂散电容，提高同步特性；所述的大小球隙串联组合放电为每一级球隙由一组小直径球隙和一组大直径球隙串联组合而成，大直径球隙为小直径球隙的2倍，且小直径球隙设于大直径球隙的前方；在二级球隙的小直径球隙和大直径球隙后方分别连接一路杂散电容电路，杂散电容电路包括串联构成的杂散电阻和杂散电容，杂散电容电路的始端分别连接小直径球隙和大直径球隙后方，末端接地；方法二：利用照射触发法促进间隙放电；在每个球皮两侧分别连接两个高阻值的小电阻与针级相连，充电时，左边点电位为零，右边对应点的电位为+u，每个球皮与本身的针级电位相等，杂散电容上无电荷，一级球隙上加脉冲，使得两个球的球皮与针级都产生小火花，继而引起一级球隙放电；右边点电位降为零，左边对应点电位变为‑u，于是球皮和针级间放电；球皮两侧的小火花照射到下一级的球隙，引起下一级的球隙放电，依次类推；球隙间的点火触发范围变大，同步性能提高；方法三：通过提高球间隙工作范围，从而提高同步性能；每级充放电电路包括依次串联的初电阻、第一组球隙、第二电阻和第一电阻组成的回路；第一组球隙和第二电阻两端并联有串联的第二球隙和第三电阻，第一组球隙和第二电阻两端还并联有第一电容；第一电阻上并联有第二电容；下一级充放电电路的初电阻连接到上一级初电阻和第一组球隙之间，下一级充放电电路的第一电阻连接到第一组球隙和第二电阻之间；在产生雷电冲击波时，第一组球隙和第一电容两端并联有延时电阻，第一组球隙和第一电容两端还并联有串联的延时间隙和小电阻，小电阻...

【技术特征摘要】
1.一种冲击电压发生器同步特性的优化方法，其特征在于：包括以下步骤：设点火球隙为一级球隙、紧挨点火球隙的中间球隙为二级球隙，依次类推；方法一：利用大小球隙串联组合放电，再通过增加杂散电容，提高同步特性；所述的大小球隙串联组合放电为每一级球隙由一组小直径球隙和一组大直径球隙串联组合而成，大直径球隙为小直径球隙的2倍，且小直径球隙设于大直径球隙的前方；在二级球隙的小直径球隙和大直径球隙后方分别连接一路杂散电容电路，杂散电容电路包括串联构成的杂散电阻和杂散电容，杂散电容电路的始端分别连接小直径球隙和大直径球隙后方，末端接地；方法二：利用照射触发法促进间隙放电；在每个球皮两侧分别连接两个高阻值的小电阻与针级相连，充电时，左边点电位为零，右边对应点的电位为+u，每个球皮与本身的针级电位相等，杂散电容上无电荷，一级球隙上加脉冲，使得两个球的球皮与针级都产生小火花，继而引起一级球隙放电；右边点电位降为零，左边对应点电位变为-u，于是球皮和针级间放电；球皮两侧的小火花照射到下一级的球隙，引起下一级的球隙放电，依次类推；球隙间的点火触发范围变大，同步性能提高；方法三：通过提高球间隙工作范围，从而提高同步性能；每级充放电电路包括依次串联的初电阻、第一组球隙、第二电阻和第一电阻组成的回路；第一组球隙和第二电阻两端并联有串联的第二球隙和第三电阻，第一组球隙和第二电阻两端还并联有第一电容；第一电阻上并联有第二电容；下一级充放电电路的初电阻连接到上一级初电阻和第一组球隙之间，下一级充放电电路的第一电阻连接到第一组球隙和第二电阻之间；在产生雷电冲击波时，第一组球隙和第一电容两端并联有延时电阻，第一组球隙和第一电容两端还并联有串联的延时间隙和小电阻，小电阻<<延...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军，侯永辉，王玥超，朱小明，陆新东，牛国栋，丁义轩，
申请(专利权)人：河南省计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：河南,41