1  高电压试验标准对雷电冲击电压试验装置的要求

   雷电冲击电压试验装置是高电压试验室三大设备(雷电冲击电压试验装置、工频试验装置和直流试验装置)之一，它必须满足标准GB/T16927.1--2011的要求；<高电压试验技术 第1部分：一般定义及试验要求>规定波形及参数如图1-2。

           图1     标准规定波形

                   图2    标准规定波形参数

     陡波试验必须满足 DLT557-2005<高压线路绝缘子陡波冲击耐受试验>标准的要求，如图3，其评定方法为：

1)   100～400ns时间范围的电压-时间特性试验（V－t特性）；

2)   视在陡度S≥2.5kV/ns。

                 图3     标准规定波形

2     雷电冲击电压试验装置简介

      雷电冲击电压试验装置由雷电冲击电压发生器装置本体、截波装置和测量系统三大部分组成，如图4-5。

符号：F—冲击分压器    S—试品     D—陡化装置     J—截波  B—冲击本体

             图4    雷电冲击电压试验装置现场

符号：FB—峰值表  FK—冲击控制  ST—数字测量系统   SB—示波器  K—控制台

               图5   雷电冲击电压试验控制室

     雷电冲击电压发生器(Marx回路)原理

     冲击电压发生器通常都采用Marx回路，如图6所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R 约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能保证各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙，由点火脉冲起动;其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C 就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n，总电压为n V。n为发生器回路的级数。由于C0较小，很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样，在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R 远大于Rf和Rt,因冲击电压发生器而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压，其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整, 幅值由充电电压V 来调节，极性可通过倒换硅堆D两极来改变。

               图6    雷电冲击电压发生器(Marx回路)原理图。

3    雷电冲击电压试验装置产生的波形

3.1)  产生雷电冲击全波电压过程及结果

     雷电冲击电压试验装置产生雷电冲击全波电压过程(如图6)：高压直流(V=)经Marx回路产生雷电冲击全波(QB)；加到试品(S)，用冲击测量系统(F)测量波形如图7；其波形参数为：T₁=1.12 μs ，T₂=57.6μs 。

               图6   产生雷电冲击全波电压过程

        图7雷电冲击全波电压波形

3.2)  产生雷电冲击截波电压过程及结果

     雷电冲击电压试验装置产生雷电冲击截波电压过程(如图8)：高压直流(V=)经Marx回路产生雷电冲击全波(QB)；加到试品(S)和截波装置(J)上，截波球隙定時击穿而产生截波，用冲击测量系统(F)测量波形如图9；其波形参数为：截断時间2.9μs。

      图 8   产生雷电冲击截波电压过程

图9    雷电冲击截波电压波形

3.3)  产生陡波电压过程及结果

     雷电冲击电压试验装置产生陡波电压过程(如图10)：高压直流(V=)经Marx回路产生雷电冲击全波(QB)；加到陡波装置(D)，陡化后的陡波，再加到试品(S)，用冲击测量系统(F)测量的波形如图11-12；其波形参数为：T₁= 0.03 μs     S=  350  kV/ns。

        图 10   产生雷电冲击陡波电压过程

图11    雷电冲击陡波波形

       图12   雷电冲击陡波波形