Gerador de alta tensão de choque de raio

Definições básicas e princípios técnicos

A sobretensão de relâmpago é uma das condições comuns do sistema de energia elétrica, caracterizada por um aumento rápido da tensão, picos elevados e curta duração, que podem instantaneamente quebrar o isolamento do dispositivo e causar falhas. A definição central do gerador de alta tensão de choque de relâmpago é a geração de formas de onda de tensão de choque de relâmpago de acordo com os padrões da indústria elétrica através de tecnologias como armazenamento de energia capacitivo, distribuição de tensão de resistência e descarga de intervalo de faísca, simulando o ambiente eletromagnético quando o relâmpago atinge o equipamento, avaliando assim a tolerância ao isolamento do equipamento.

Seu princípio técnico é baseado no mecanismo de descarga de armazenamento de energia "circuito de Marx", que é a forma atual de geração de tensão de choque: através de um circuito recto composto por vários reatores de silício de alta tensão, convertendo a fonte de energia de corrente alterna de frequência de trabalho em alta tensão de corrente contínua, carregando em paralelo vários conjuntos de capacitores de armazenamento de energia em série para que o capacitor armazene energia elétrica completa; Quando a tensão capacitiva atinge o valor definido, o sistema de acionamento de controle faz com que o espaço de faísca de todos os níveis quebre em seguida, o capacitor em série instantaneamente se transforma em um estado de descarga em série, através da resistência da cabeça de onda e os parâmetros da resistência da cauda da onda, na extremidade do ensaio para formar a onda completa de raio padrão ao longo de 1,2 μs, cauda da onda de 50 μs, ou outra forma de onda específica de tensão de impacto. Durante todo o processo, o sistema de medição coleta sincronicamente a forma de onda de tensão e os dados de resposta da prova, através da análise da forma de onda para determinar se o isolamento do equipamento está defeituoso - se o isolamento está intacto, a estabilidade da forma de onda não é distorcida; Se houver um laço fraco, haverá uma queda abrupta da tensão, uma forma de onda anormal e outros fenômenos.

II. Estrutura básica e destaques de design

O gerador de alta tensão de impacto de raio adota uma estrutura modular de hierarquia, os componentes trabalham em conjunto para obter a conversão de energia e a regulação da forma de onda, e a composição principal inclui cinco sistemas principais. O sistema de carregamento de armazenamento de energia é composto por rectificador de alta tensão, resistência de corrente limitada e múltiplos conjuntos de capacitores de armazenamento de energia, o capacitor usa capacitores de polipropileno de alta tensão de alta frequência, excelente resistência à temperatura e desempenho de isolamento, capacidade única geralmente é de 0,1-1μF; O sistema de acionamento é dividido em dois modos automáticos e manuais, o acionamento automático usa tecnologia de acionamento fotoelétrico, com precisão de acionamento de até 1 μs para garantir a sincronização de quebra de espaço; O sistema de regulação de forma de onda controla a velocidade de aumento da tensão através da resistência da cabeça de onda (dezenas a centenas de euros), a resistência da cauda de onda (milhares a dezenas de milhares de euros) determina o tempo de decadência da cauda de onda, e a indução de regulação de onda pode realizar várias mudanças de forma de onda; O sistema de medição é composto por um divisor de alta pressão, osciloscópio e cartão de captação de dados, o erro da relação de divisão de pressão do divisor de pressão é ≤1%, a largura de banda do osciloscópio é ≥1GHz para garantir a precisão da captura da forma de onda; O sistema de proteção de segurança é equipado com bloqueio de alta tensão, proteção contra sobrecorrente, botão de parada de emergência e alarme infravermelho na área de teste para garantir a segurança do pessoal e do equipamento.

Os destaques do projeto são refletidos em três aspectos: uma é a alta precisão da forma de onda, através da otimização dos parâmetros do circuito Marx e a adoção de componentes de regulação de alta precisão, o desvio do parâmetro da forma de onda é controlado dentro de ± 3%, para atender aos padrões de teste rigorosos; Em segundo lugar, a energia é controlada, usando o design de armazenamento de energia escalonada, a tensão capacitiva de estágio único pode chegar a 50-200kV, o pico de tensão de impacto pode ser ajustado com flexibilidade através do aumento e redução de níveis (de algumas centenas de kV a alguns MV); Terceiro, a operação é fácil, o modelo moderno está equipado com um sistema de controle inteligente, através da tela táctil pode concluir a configuração de parâmetros, carregamento, acionamento e outras operações, armazenamento e análise automática de dados de forma de onda, reduzindo significativamente a dificuldade de operação.

Funções principais e vantagens significativas

Os geradores de alta tensão de impacto de raio são projetados para atender às necessidades de teste de equipamentos de alta tensão, com funções essenciais profissionais e práticas. A formação de onda com sucesso pode suportar uma variedade de formas de onda padrão como onda completa de relâmpago de 1,2/50μs, onda de interceptação de 1,2/20μs, onda de operação de 250/2500μs, alguns modelos podem personalizar os parâmetros de forma de onda para atender aos requisitos de teste de diferentes equipamentos; Função de regulação de energia através da mudança da tensão de carregamento e da classe de capacitor de armazenamento de energia, para alcançar o regulamento preciso da energia de impacto, adaptado a todos os tipos de testes, desde cabos de baixa tensão até transformadores de ultra alta tensão; A função de processamento de dados pode exibir a forma de onda de choque em tempo real, calcular automaticamente a tensão de pico, o tempo da cabeça de onda, o tempo da cauda da onda e outros parâmetros-chave para gerar relatórios de teste em conformidade com os padrões; A função de controle remoto permite operações fora do local via Ethernet ou software dedicado, evitando a exposição do pessoal de teste a ambientes de alta tensão.

Em comparação com os equipamentos de teste tradicionais, suas vantagens são extremamente proeminentes: em primeiro lugar, a cena de teste é real, a forma de onda de choque gerada é altamente consistente com a sobretensão do relâmpago natural, que pode expor eficazmente os defeitos ocultos do isolamento do equipamento; Em segundo lugar, a eficiência do teste é alta, o teste de impacto único leva apenas alguns segundos, e o sistema de controle automático pode realizar testes em lote para melhorar significativamente a eficiência da inspeção de qualidade da produção; Terceiro, a ampla gama de adaptação, através da combinação de módulos pode alcançar a cobertura de tensão de 100kV a 10MV, para atender às necessidades de equipamentos de diferentes níveis de tensão; Quarto, a segurança é forte, mecanismos de proteção múltiplos de segurança e design de operação remota, reduzindo o risco de teste de alta tensão para baixo.