高電壓試驗(yàn)技術(shù)：7-沖擊電流的產(chǎn)生與測量

1、第七章 沖擊電流發(fā)生器7-1 概述0901005010tTfTtim 用途: 大電流、熱、力。核物理、加速器、激光、脈沖功率大電流、熱、力。核物理、加速器、激光、脈沖功率 波形定義表示：（Tf/Tt )s IEC標(biāo)準(zhǔn)：（8/20)s （1/20)s （4/10)s （10/350)s （10/1000)s指數(shù)波090100t10%TdTFim0901005010tTfTtim波形振蕩方波Td: 500s 1000 s 2000 s 20003200 s反極性振蕩幅值20%7-2 沖擊電流發(fā)生器的基本原理TDrGLROCSiUc一、基本回路 工作原理：電容器并聯(lián)充電然后并聯(lián)放電T：充電變壓器；D

2、：硅堆；G：點(diǎn)火球隙；L：總電感值；R：總電阻值；r：保護(hù)電阻；O：試品；S：分流器 放電回路RLC回路CLRk2令LCR 2若1. 1 (R1 (RRk) 時(shí)，非振蕩型電流波 LCtLCtLCVtis1sinhexp1)(221arctanh122LCtm )/ 1arctanh()1/(exp22LCUism fLWfRUfLCUim22)(不管電流波形振蕩與否，電流可表示為一定LCU越小，即R越小im越大U/R一定時(shí)，越大，即C增大或L減小，2f()增大ism增大為了獲得大電流 電容器殘余電感小，可采用多個(gè)并聯(lián) 回路引線盡可能短，引線的截面積盡可能大 回路各接點(diǎn)處的接觸電阻要盡可能小 充

3、電電壓盡可能高，可采用多級充電形式。7-3 沖擊電流發(fā)生器的結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)環(huán)形排列脈沖電容器均勻排列；電容器出線到設(shè)備中心的距離基本相等；電流能夠同時(shí)到達(dá)；對大設(shè)備不方便；當(dāng)其中一個(gè)電容損壞時(shí)，其余電容會(huì)給其放電，易發(fā)生爆炸。母線式排列方框式排列二、電容器的保護(hù)RDTGOCCC C C 電容器損壞RDTGOCCC C Crrrr r 電容器保護(hù) 串接小電阻r=12 電容器分組TOCCCCCCCCCrrrD球隙隔離引燃、同步困難7-4 電流幅值和波形的調(diào)節(jié)圖解法求回路參數(shù)或波形參數(shù)一、已知波形參數(shù)（Tt/Tf, R, Im），求回路參數(shù)（L, C, U0）1. 求Tt/Tf由曲線查得，Tf, Tt

4、RLCl2. 2求：ffTTLCmLCR 2L=m/l；C=lm3. 由圖查得對應(yīng)的imliIUmm0求：例：8/20s, R=0.5，Im=50kA，求L, C, U01. Tt/Tf=2.5查曲線得=0.37，Tf=0.985, Tt=2.4548. 1/2. 2LCRl12. 8LCm)F(12),H(48. 5/mlClmL3. 查曲線得im=0.62kV5 .540liIUmm二、已知回路參數(shù)（ L, C, U0 , R），求波形參數(shù)（ Tt/Tf, Im ）由曲線查得Tf, Tt. 2ttffTLCTTLCT求：3. 由圖查得對應(yīng)的im0mmiLCUI求：LCR2. 1計(jì)算7-5

5、沖擊電流方波發(fā)生器一、電纜或人工傳輸線方波發(fā)生器L/2L/2CL2Ln-1L1Ln C C C C C CUR1SnCLCLZ波阻抗R1=Z，形成方波LCnT2)()(RCLURZUI二、電感的影響第八章 沖擊電流的測量8-1概述一、測量要求 測量內(nèi)容：幅值、波形 要求：幅值測量的不確定度3%以內(nèi)時(shí)間測量的不確定度10%以內(nèi)二、測量方法 分流器+示波器 羅戈夫斯基線圈+示波器8-2 分流器CGR1LSZRiu一、分流器的性能 本質(zhì)：低阻值的電阻器測量電阻兩端的電壓來反映沖擊電流的大小)()(tiRtus 分流器的測量回路RsZ=R時(shí)RsZ不滿足，但Z=R時(shí))/()()()/()(ZRZRtit

6、iZRtusssAlR/itiRstLsdi/dttutuiiRsLsdi/dt二、 誤差原因dttdiLtiRtuss)()()(v 斜角波電流：分流器存在殘余電感時(shí)，波形的前沿變短，出現(xiàn)過沖 殘余電感的影響iRsiRs+Ldi/dtiRsLdi/dtv 雙指數(shù)波電流：波前、波尾減小 集膚效應(yīng) 電壓引線的感應(yīng)電動(dòng)勢ii三、分流器的結(jié)構(gòu)1. 雙股對折帶狀對折辮狀對折2. 同軸管式12345ii四、分流器的響應(yīng)雙股對折：T1ut320dRLT折負(fù)同軸管式：620dT 同正8-3 羅戈夫斯基線圈一、測量原理空心互感器：原邊為單根導(dǎo)線i1(t)交變，導(dǎo)線周圍形成交變磁場B付邊產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢u2(t)u若導(dǎo)線在線圈的中心，則rtiBr2)(1ttiMttirNStBNSturd)(dd)(d2dd)(112r: 導(dǎo)線中心距每匝線圈中心的距離rNSM2二、電流的測量dttditu)()(12微分關(guān)系，對di1(t)/dt積分，得i1(t）1. 自積分自積分線圈輸出端并聯(lián)電阻dtdiLRridttdiMdtd221)()(RCd/dtuRLri2rSNL22tiLRriRrdd)(22很小，且若dtdiLdttdiM21)(則：)(1)(112tiNtiLMi)(12tiNRRiuR若被測信號(hào)的等效角頻率為，則RrL自積分：信號(hào)的頻率高 線圈電感大2. 外積分外積分采用RC積分