เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้นคืออะไร?

1. คืออะไรเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้า?

หนึ่งแรงดันไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้า (IVG)เป็นอุปกรณ์ทดสอบแรงดันไฟฟ้าสูงที่ออกแบบมาเพื่อผลิตพัลส์แรงดันไฟฟ้าสูงที่ทำซ้ำได้ระยะเวลาสั้นมาก

แรงกระตุ้นสายฟ้า:แรงดันไฟฟ้าแรงสูงฉับพลันที่เกิดจากการโจมตีด้วยฟ้าผ่า .

การสลับแรงกระตุ้น:แรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้นโดยการสลับการดำเนินการในระบบพลังงาน (การทำงานของเบรกเกอร์วงจรการสลับธนาคารตัวเก็บประจุ ฯลฯ .) .

แรงดันไฟฟ้าชั่วคราวเหล่านี้มีขนาดเร็วและสูงและอาจทำให้เกิดความล้มเหลวของฉนวนในอุปกรณ์ไฟฟ้าหากอุปกรณ์ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อทนต่อพวกเขา .

2. วัตถุประสงค์ของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้น

การตรวจสอบความสมบูรณ์ของฉนวน:เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าทดสอบความแข็งแรงของไดอิเล็กทริกของวัสดุฉนวนและส่วนประกอบไฟฟ้าเพื่อทนต่อการกระชาก .

การปฏิบัติตามมาตรฐาน:มาตรฐานจำนวนมากต้องการการทดสอบแบบอิมพัลส์ (e . g ., iec 60060-1, มาตรฐาน IEEE) .

การตรวจสอบการออกแบบ:ช่วยผู้ผลิตตรวจสอบการออกแบบเพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของฉนวนก่อนกำหนด .

การประกันคุณภาพ:ตรวจจับข้อบกพร่องการผลิตหรือการย่อยสลายในฉนวนอุปกรณ์ไฟฟ้า .

วิจัย:ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับกลไกการแยกย่อยและพฤติกรรมการเพิ่มขึ้นของวัสดุและอุปกรณ์ .

3. ประเภทของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้า

A . marx generator

หลักการ:ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จในแบบขนานกับแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน (e . g ., 50 kV แต่ละอัน) จากนั้นปล่อยออกมาในซีรีส์ผ่านช่องว่างหรือสวิตช์ที่ถูกเรียกใช้ .}}

การคูณแรงดันไฟฟ้า:จำนวนตัวเก็บประจุ×แรงดันไฟฟ้าตัวเก็บประจุ=แรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้นเอาท์พุท .}

ส่วนประกอบ:

ตัวต้านทานการชาร์จ

ตัวเก็บประจุ (การจัดเก็บพลังงาน)

Spark Gaps หรือ Triggered Switch

หม้อแปลงเอาท์พุทหรือการเชื่อมต่อโหลด

รูปคลื่น:คลื่นแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้นมาตรฐาน, e . g ., 1 . คลื่น 2/50 μs

ข้อดี:การออกแบบขนาดกะทัดรัดแรงดันไฟฟ้าที่ปรับได้โดยการเปลี่ยนจำนวนขั้นตอน .

ข้อ จำกัด :การสลับที่ซับซ้อนอัตราการทำซ้ำที่ จำกัด .

b . เครื่องกำเนิดหม้อแปลงอิมพัลส์

ใช้หม้อแปลงแรงกระตุ้นแรงดันสูงเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า .

พบน้อยน้อยสำหรับการสร้างแรงกระตุ้นแรงดันไฟฟ้าสูงมาก .

มักใช้ร่วมกับเครื่องกำเนิดมาร์กซ์หรือแรงกระตุ้นแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า .

c . เครื่องกำเนิดแรงกระตุ้นการรวมกัน

ออกแบบมาเพื่อผลิตแรงกระตุ้นทั้งสายฟ้าและแรงกระตุ้นการสลับ .

ใช้การกำหนดค่าวงจรที่แตกต่างกันหรือสวิตช์ควบคุมเพื่อให้พารามิเตอร์แรงกระตุ้นแตกต่างกัน (เวลาด้านหน้าเวลาหาง) .

D . เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสถิต (Van de Graaff หรือประเภท pelletron)

ชาร์จสายพานเคลื่อนที่หรือโซ่เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าสูง .

ใช้งานไม่ค่อยใช้สำหรับการทดสอบแรงกระตุ้นเพราะพวกเขาผลิต DC หรือแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันช้า .

4. หลักการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้า(รายละเอียดเพิ่มเติม)

ขั้นตอนการทำงานของมาร์กซ์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า:

การชาร์จ:

ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จแบบขนานผ่านตัวต้านทานที่มีค่าสูงจากแหล่งจ่ายไฟ DC .

ตัวเก็บประจุแต่ละตัวถึงแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน (e . g ., 50 kv) .}

การเริ่มต้นการปลดปล่อย:

Spark Gaps หรือ Triggered Switch ใช้เพื่อเชื่อมต่อตัวเก็บประจุในซีรีส์ .

เมื่อช่องว่างแรกยิง (เนื่องจากทริกเกอร์หรือแรงดันไฟฟ้าเกิน) จะทำให้เกิดช่องว่างต่อไปในการยิงอย่างรวดเร็ว .

การเชื่อมต่อซีรีส์:

ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อเป็นชุดรวมแรงดันไฟฟ้าของพวกเขา .

e . g ., 10 capacitors × 50 kv=500 kv พัลส์เอาท์พุท .}

การก่อตัวของชีพจร:

โหลด (อุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ) ได้รับพัลส์แรงดันสูง .

รูปร่างแรงกระตุ้นถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์วงจร (ความจุ, การเหนี่ยวนำ, ความต้านทาน) .

รูปแบบคลื่นสายฟ้าทั่วไป: 1 . 2 µs เวลาเพิ่มขึ้น 50 µs เวลาสลายตัว

การกู้คืนและการชาร์จ:

หลังจากแรงกระตุ้นตัวเก็บประจุจะไหลผ่านตัวต้านทานและมีการชาร์จใหม่สำหรับการทดสอบครั้งต่อไป .

อัตราการทำซ้ำถูก จำกัด ด้วยเวลาชาร์จ .

5. ลักษณะและมาตรฐานของคลื่น

รูปคลื่นเป็นสิ่งสำคัญในการทดสอบแรงกระตุ้น .

รูปคลื่นมาตรฐาน:

สายฟ้าแรงกระตุ้น:1.2 µs เวลาด้านหน้า / 50 µs เวลาครึ่งค่า (1.2 / 50 µs)

การสลับแรงกระตุ้น:250 µs เวลาด้านหน้า / 2500 µs เวลาครึ่งค่า (250/2500 µs)

รูปคลื่นเหล่านี้เลียนแบบปรากฏการณ์แรงดันไฟฟ้าที่เกินธรรมชาติ .

มาตรฐานเช่น IEC 60060-1 ระบุแรงดันไฟฟ้าทดสอบรูปร่างของคลื่นและขั้นตอน .}

6. ส่วนประกอบทั่วไปของระบบทดสอบแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้น

Impulse Generator (Marx Generator หรือเทียบเท่า)

ระบบควบคุมและทริกเกอร์สำหรับช่องว่างหรือสวิตช์

แหล่งจ่ายไฟชาร์จ(แหล่งแรงดันไฟฟ้าสูง DC)

ระบบวัดแรงกระตุ้น:

ตัวแปรแรงดันไฟฟ้าสูงสำหรับการวัดแรงดันไฟฟ้า

หม้อแปลงปัจจุบันหรือ shunts

ออสซิลโลสโคปหรือระบบเก็บข้อมูลดิจิตอล

โหลดหรืออุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUT)

การเชื่อมต่อความปลอดภัยและการป้องกัน

7. แอปพลิเคชันของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้น

8. ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงกระตุ้นทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงมาก (หลายร้อย kV ถึงหลาย MV) .

ต้องดำเนินการในพื้นที่ทดสอบที่มีการป้องกันที่มีสายดิน .

ใช้ Interlocks ความปลอดภัยการดำเนินการระยะไกล .

บุคลากรจะต้องได้รับการฝึกอบรมและปฏิบัติตามโปรโตคอลที่เข้มงวด .

9. ตัวอย่างข้อมูลจำเพาะของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแรงกระตุ้นทั่วไป

10. สรุป