專利名稱：一種高壓脈沖發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電氣設(shè)備的領(lǐng)域，具體涉及一種高壓脈沖發(fā)生器。
背景技術(shù)：
目前，公知的雷電波沖擊電壓發(fā)生器技術(shù)已經(jīng)很成熟，能產(chǎn)生基于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的波頭1.2 us /波尾50us的模擬雷電波。但現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全研究要求沖擊電壓發(fā)生器能對(duì)典型小間隙油紙模型在一定時(shí)間間隔下連續(xù)發(fā)出沖擊電壓以研究其雷擊效應(yīng)，且電壓波形可較好調(diào)節(jié)，方便研究不同陡度及幅值對(duì)于油紙表面微觀形貌及纖維素分子鏈斷裂等反應(yīng)的影響。但目前現(xiàn)有沖擊電壓發(fā)生器可控參量單一、輸出電壓幅值過(guò)大、不能自動(dòng)觸發(fā)，故不能滿足以上要求，需研制新的沖擊電壓發(fā)生器。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有沖擊電壓發(fā)生器可控參量單一、輸出電壓幅值過(guò)大、不能自動(dòng)觸發(fā)的不足，本發(fā)明提供一種高壓脈沖發(fā)生器。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案高壓脈沖發(fā)生器主撲拓為，首先IGBT 串聯(lián)逆變，把50Hz的工頻交流轉(zhuǎn)化為20kHz的高頻交流，經(jīng)過(guò)變壓器升高到數(shù)十千伏，然后經(jīng)過(guò)倍加器把電壓升高到100千伏以上，給脈沖電容器快速充電，脈沖電容器充電完成后， 控制系統(tǒng)發(fā)出觸發(fā)脈沖，觸發(fā)多通道三電極火花間隙開關(guān)放電，輸出高壓脈沖電壓；整個(gè)脈沖發(fā)生器由可編程控制器PLC智能控制；通過(guò)對(duì)單級(jí)Marx發(fā)生器回路的高效回路與低效回路的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)波頭的分級(jí)調(diào)節(jié)。本發(fā)明的高壓脈沖發(fā)生器，其特點(diǎn)是所述的發(fā)生器包括用于發(fā)生器運(yùn)行控制和產(chǎn)生高壓及高壓脈沖的電源機(jī)柜、用于顯示及輸入控制指令的操作臺(tái)和模擬雷電波發(fā)生器；其中，電源機(jī)柜含有智能晶閘管調(diào)壓模塊、整流濾波電路、H橋模塊、LC諧振電路、可編程控制器PLC、觸發(fā)模塊、氫閘流管充放電電路；操作臺(tái)上設(shè)置有觸摸屏；模擬雷電波發(fā)生器含有高壓高頻充電變壓器、倍加器、沖擊電壓發(fā)生器、電阻分壓器I、電阻分壓器II、脈沖高壓升壓變壓器；其連接關(guān)系是，智能晶間管調(diào)壓模塊輸入端與外部電源連接，智能晶閘管調(diào)壓模塊輸出端依次與整流濾波電路、H橋模塊、LC諧振電路連接，LC諧振電路依次與高壓高頻充電變壓器、倍加器、沖擊電壓發(fā)生器電連接，沖擊電壓發(fā)生器外接絕緣測(cè)試系統(tǒng)；沖擊電壓發(fā)生器分別通過(guò)電阻分壓器I與外部示波器電連接、通過(guò)電阻分壓器II與電源機(jī)柜內(nèi)可編程控制器PLC的模擬量輸入端電連接；可編程控制器PLC的模擬量輸出端電連接智能晶閘管調(diào)壓模塊的控制端口，可編程控制器PLC的脈沖輸出點(diǎn)與觸發(fā)模塊的輸入端電連接，觸發(fā)模塊的輸出端依次與氫間流管充放電電路、脈沖高壓升壓變壓器的輸入端電連接； 脈沖高壓升壓變壓器的輸出端與沖擊電壓發(fā)生器電連接；可編程控制器PLC的通信口與觸摸屏電連接。本發(fā)明中的沖擊電壓發(fā)生器中還含有多通道三電極火花間隙開關(guān)，所述的多通道三電極火花間隙開關(guān)包括多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極、多通道三電極火花間隙開關(guān)
3的陰極、觸發(fā)極、銅桿I、不銹鋼均壓球I、不銹鋼支撐架I、不銹鋼支撐架II、半球形不銹鋼、不銹鋼均壓球II、銅桿II、不銹鋼支撐架III、中空不銹鋼支撐架、不銹鋼桿、絕緣材料；其連接關(guān)系是，多通道三電極火花間隙開關(guān)中的銅桿I與不銹鋼支撐架I上端連接，并由不銹鋼均壓球I固定，多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極安裝在不銹鋼支撐架II的右端，不銹鋼支撐架II可在不銹鋼支撐架I中旋轉(zhuǎn)可調(diào)，不銹鋼支撐架II左端由與多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極形狀相同的半球形不銹鋼固定；多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極為中空半球形，安裝在中空不銹鋼支撐架左端，由不銹鋼桿通過(guò)中空不銹鋼支撐架內(nèi)的絕緣材料與觸發(fā)極連接，圓盤形觸發(fā)極旋入多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極的中空內(nèi)側(cè)，中空不銹鋼支撐架與不銹鋼支撐架III連接，不銹鋼支撐架III上端與銅桿II連接，并由不銹鋼均壓球II固定。本發(fā)明高壓脈沖發(fā)生器中的電源機(jī)柜內(nèi)形成充電電路和高壓脈沖電路智能晶閘管調(diào)壓模塊在可編程控制器PLC的調(diào)控下實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，經(jīng)整流濾波電路、H橋模塊和LC諧振電路電，構(gòu)成充電電路；可編程控制器PLC控制氫閘流管觸發(fā)模塊，通過(guò)氫閘流管充放電電路穩(wěn)定工作，構(gòu)成高壓脈沖電路。模擬雷電波發(fā)生器內(nèi)為單級(jí)Marx發(fā)生器回路電源機(jī)柜內(nèi)的充電電路與高頻高壓充電變壓器電連接，經(jīng)倍加器整流升壓，在未觸通的狀態(tài)下經(jīng)限流電阻為儲(chǔ)能電容充電，由電阻分壓器II采樣并經(jīng)同軸電纜反饋充電電壓值到可編程控制器PLC ；電源機(jī)柜內(nèi)的高壓脈沖電路經(jīng)過(guò)脈沖高壓升壓變壓器升壓，得到高壓脈沖，由可編程控制器PLC控制觸通多通道三電極火花間隙開關(guān)，儲(chǔ)能電容內(nèi)的電荷經(jīng)波尾電阻放電， 同時(shí)經(jīng)波前電阻對(duì)波前電容充電，在試品上形成上升的電壓波前，波前電容的電壓被充到最大后，反過(guò)來(lái)經(jīng)波前電阻和儲(chǔ)能電容同時(shí)對(duì)波尾電阻放電，在試品上形成下降的電壓波尾，從而產(chǎn)生了雷電沖擊電壓的全波形。通過(guò)對(duì)波前電阻與波尾電阻阻值的調(diào)節(jié)和高效回路與低效回路接法的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)雷電波波尾50us時(shí)，波頭0. IusU. 2us、12us的分段可選； 實(shí)現(xiàn)操作波波尾2500US，波頭100us、250us、500us的分段可選。將高壓脈沖發(fā)生器與可編程控制器PLC控制技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)可編程控制器PLC接收檢測(cè)信號(hào)和設(shè)置參數(shù)，實(shí)現(xiàn)單次觸發(fā)和每分鐘一次的連續(xù)自動(dòng)觸發(fā)脈沖，從而考察各種絕緣的單次耐壓，也能考察經(jīng)一定時(shí)間間隔對(duì)試品進(jìn)行連續(xù)多次沖擊下絕緣劣化的積累效應(yīng)。其中多通道三電極火花間隙開關(guān)是由半球形實(shí)心陽(yáng)極、半球形內(nèi)空陰極和圓片形觸發(fā)極三者同軸心裝配而成，多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極、多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極和觸發(fā)極之間的距離是平行可調(diào)的。本發(fā)明能輸出雷電和操作兩種基本波形。除了能考察各種絕緣的單次耐壓，也能考察經(jīng)一定時(shí)間間隔對(duì)試品進(jìn)行連續(xù)多次沖擊下絕緣劣化的積累效應(yīng)。采用可編程控制器 PLC，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和外觸發(fā)控制。本發(fā)明的高壓脈沖發(fā)生器適用于多次過(guò)電壓對(duì)以油紙絕緣為代表的電力設(shè)備絕緣劣化的累積效應(yīng)的研究；也適用于通過(guò)對(duì)典型內(nèi)絕緣系統(tǒng)進(jìn)行場(chǎng)路模型的分析，建立起一定幅值及陡度下單次過(guò)電壓在絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生局放、電弧以致?lián)舸┑姆烹娺^(guò)程，從而提出各種條件下?lián)舸╇妷号袚?jù)。本發(fā)明可通過(guò)對(duì)多個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換來(lái)分級(jí)調(diào)節(jié)波前時(shí)間，實(shí)現(xiàn)單次觸發(fā)或每分鐘一次的自動(dòng)連續(xù)觸發(fā)，操作簡(jiǎn)單，控制精度高，安全可靠。


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下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的高壓脈沖發(fā)生器的總體結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明中的充電電路圖。圖3是本發(fā)明中的模擬雷電波發(fā)生器高效回路電路圖。圖4是本發(fā)明中的模擬雷電波發(fā)生器低效回路電路圖。圖5是本發(fā)明中的多通道三電極火花間隙開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明中的產(chǎn)生高壓脈沖的電路圖。圖7是本發(fā)明中的氫閘流管控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖中1.外部電源 2.智能晶閘管調(diào)壓模塊 3.整流濾波電路 4. H橋模塊5. LC諧振電路 6.高壓高頻充電變壓器 7.倍加器 8.沖擊電壓發(fā)生器 9. 絕緣測(cè)試 10.電阻分壓器I 11.示波器 12.可編程控制器PLC 13.電阻分壓器II 14.觸發(fā)模塊 15.氫閘流管充放電電路 16.絕緣材料 17.脈沖高壓升壓變壓器 18.觸摸屏 19.空氣開關(guān) 20.電流繼電器線圈 21.熔斷器 22.濾波器 23.交流接觸器的一對(duì)常開觸點(diǎn) 24.自繞電感I 25.阻容吸收回路 26. 控制端口 27.整流橋堆 28.電解電容和高壓電容I 29.高壓電容II 30.自繞電感II 31.限流電阻I 32.測(cè)試端I 33.儲(chǔ)能電容 34.多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極 35.多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極 36.觸發(fā)極 37.波尾電阻 38.波前電阻 39.測(cè)試端II 40.波前電容 41.試品 42.限流電阻II 43.銅桿I 44.不銹鋼均壓球I 45.不銹鋼支撐架I 46.不銹鋼支撐架II 47.半球形不銹鋼 48.不銹鋼均壓球II 49.銅桿II 50.不銹鋼支撐架III 51 中空不銹鋼支撐架 53.不銹鋼桿 54.變壓器 55.整流硅柱 56.電阻 57. 氫閘流管高的壓端 58.氫閘流管的柵極 59，氫閘流管的熱絲 60.氫閘流管的陰極 61.電阻串聯(lián)高頻硅柱 62.高壓瓷介電容 63.光纖 64.比較器LM393 65.金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFET) 66.脈沖變壓器 67.氫閘流管觸發(fā)信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的高壓脈沖發(fā)生器的總體結(jié)構(gòu)框圖。圖1中，本發(fā)明的高壓脈沖發(fā)生器包括用于發(fā)生器運(yùn)行控制和產(chǎn)生高壓及高壓脈沖的電源機(jī)柜、用于顯示及輸入控制指令的操作臺(tái)和模擬雷電波發(fā)生器；其中，電源機(jī)柜含有智能晶閘管調(diào)壓模塊2、整流濾波電路 3、H橋模塊4、LC諧振電路5、可編程控制器PLC12、觸發(fā)模塊14、氫閘流管充放電電路15 ； 操作臺(tái)上設(shè)置有觸摸屏18 ；模擬雷電波發(fā)生器含有高壓高頻充電變壓器6、倍加器7、沖擊電壓發(fā)生器8、電阻分壓器I 10、電阻分壓器II 13、脈沖高壓升壓變壓器17 ；其連接關(guān)系是， 智能晶閘管調(diào)壓模塊2輸入端與外部電源1連接，智能晶閘管調(diào)壓模塊2輸出端依次與整流濾波電路3、H橋模塊4、LC諧振電路5連接，LC諧振電路5依次與高頻高壓充電變壓器 6、倍加器7、沖擊電壓發(fā)生器8電連接，沖擊電壓發(fā)生器8外接絕緣測(cè)試系統(tǒng)9 ；沖擊電壓發(fā)生器8分別通過(guò)電阻分壓器I 10與外部示波器11電連接、通過(guò)電阻分壓器II 13與電源機(jī)柜內(nèi)可編程控制器PLC12的模擬量輸入端電連接；可編程控制器PLC12的模擬量輸出端與智能晶閘管調(diào)壓模塊2的控制端口沈電連接，可編程控制器PLC12的脈沖輸出點(diǎn)與觸發(fā)模塊14的輸入端電連接，觸發(fā)模塊14的輸出端依次與氫閘流管充放電電路15、脈沖高壓升
5壓變壓器17的輸入端電連接；脈沖高壓升壓變壓器17的輸出端與沖擊電壓發(fā)生器8電連接；可編程控制器PLC12的通信口與觸摸屏18電連接。接通外部電源1，由智能晶閘管調(diào)壓模塊2進(jìn)行調(diào)壓，經(jīng)過(guò)整流濾波電路3到IGBT-4組成的H橋模塊4和LC諧振電路5，通過(guò)高壓高頻充電變壓器6把電壓升高，再由倍加器7整流升壓，經(jīng)過(guò)單級(jí)Marx發(fā)生器構(gòu)成的沖擊電壓發(fā)生器8產(chǎn)生模擬雷電波以滿足絕緣測(cè)試9的環(huán)境，并由電阻分壓器I 10通過(guò)示波器11進(jìn)行波形記錄?？删幊炭刂破鱌LC12，接收電阻分壓器II 13所采樣的充電電壓， 從而驅(qū)動(dòng)智能晶間管調(diào)壓模塊2進(jìn)行調(diào)壓；可編程控制器PLC12控制觸發(fā)模塊14，觸通氫閘流管充放電電路15中的氫間流管，得到高壓脈沖，再經(jīng)過(guò)脈沖高壓升壓變壓器17升壓， 觸發(fā)觸發(fā)極，形成系統(tǒng)智能控制網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)對(duì)觸摸屏18的設(shè)定和操作來(lái)控制可編程控制器 PLC12，以上為整個(gè)設(shè)備的工作回路。圖2是本發(fā)明中的充電電路圖。圖2中，本發(fā)明中的電源充電電路包含智能晶閘管調(diào)壓模塊2、整流濾波電路3、H橋模塊4、LC諧振電路5、高壓高頻充電變壓器6、可編程控制器PLC12，還包括空氣開關(guān)19、電流繼電器線圈20、熔斷器21、濾波器22、交流接觸器的一對(duì)常開觸點(diǎn)23、自繞電感I 24、阻容吸收回路25、控制端口 26、整流橋堆27、電解電容和高壓電容I 28、高壓電容II 29、自繞電感II 30。其連接關(guān)系是，外部電源與空氣開關(guān)19電連接，空氣開關(guān)19通過(guò)火線依次與電流繼電器線圈20、熔斷器21和濾波器22的一端串聯(lián)， 濾波器22通過(guò)火線依次與交流接觸器的一對(duì)常開觸點(diǎn)23、自繞電感I M和智能晶閘管調(diào)壓模塊2串聯(lián)，由阻容吸收回路25并聯(lián)在智能晶閘管調(diào)壓模塊2上，智能晶閘管調(diào)壓模塊 2上的控制端口沈與可編程控制器PLC的模擬量輸出端電連接，智能晶閘管調(diào)壓模塊2的輸出端與整流橋堆27的輸入端電連接，整流橋堆27的輸出端與H橋模塊4的輸入端電連接，H橋模塊4的輸出端與高壓電容II四和自繞電感II 30串聯(lián)組成的LC諧振電路5電連接，LC諧振電路5通過(guò)電纜與模擬雷電波發(fā)生器中高頻高壓充電變壓器6的輸入端連接。 接通外部電源1，先后經(jīng)過(guò)雙控空氣開關(guān)19、電流繼電器、熔斷器21來(lái)實(shí)現(xiàn)通斷和保護(hù)的作用，經(jīng)過(guò)濾波器22濾波后由智能晶閘管調(diào)壓模塊2在可編程控制器PLC12的控制下智能調(diào)壓，其中把阻容吸收回路25并接在智能晶閘管調(diào)壓模塊2上，避免晶閘管被擊穿；智能晶閘管調(diào)壓模塊2上的控制端口沈接收可編程控制器PLC12的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)壓。 后經(jīng)整流橋堆27整流，電解電容和高壓電容I觀濾波，經(jīng)H橋模塊4，通過(guò)高壓電容II 29 與自繞電感II 30組成的LC諧振，再經(jīng)高頻高壓充電變壓器6升壓，實(shí)現(xiàn)充電回路。圖3是本發(fā)明中的模擬雷電波發(fā)生器的高效回路電路圖。圖3中，本發(fā)明中的模擬雷電波發(fā)生器的高效回路電路包含高壓高頻充電變壓器6、倍加器7、絕緣測(cè)試9、電阻分壓器I 10、電阻分壓器II 13、脈沖高壓升壓變壓器17，還包括限流電阻I 31、測(cè)試端
I32、儲(chǔ)能電容33、多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極34、多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極35、觸發(fā)極36、波尾電阻37、波前電阻38、測(cè)試端II 39、波前電容40、試品41、限流電阻
II42。其連接關(guān)系是，高壓高頻升壓變壓器6與倍加器7電連接后共地，倍加器7通過(guò)限流電阻I 31與儲(chǔ)能電容33電連接，電阻分壓器II 13與儲(chǔ)能電容33并聯(lián)接地，儲(chǔ)能電容33 與多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極34電連接，多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極35分別與波尾電阻37和波前電阻38電連接，其中波尾電阻37另一端接地，波前電阻38另一端分別與電阻分壓器I 10和波前電容40電連接，電阻分壓器I 10和波前電容40分別接地， 試品41與波前電容40并聯(lián)，脈沖高壓升壓變壓器17通過(guò)限流電阻II 42與觸發(fā)極36電連
6接。由高壓高頻升壓變壓器6升壓，再經(jīng)過(guò)倍加器7整流濾波升壓，通過(guò)限流電阻I 31限流，為儲(chǔ)能電容33儲(chǔ)能，由電阻分壓器II 13監(jiān)控儲(chǔ)能電容33的儲(chǔ)能，并從測(cè)試端I 32處反饋給可編程控制器PLC12。當(dāng)多通道三電極火花間隙開關(guān)被觸通時(shí)，儲(chǔ)能電容33內(nèi)的電荷經(jīng)波尾電阻37放電，同時(shí)經(jīng)波前電阻38對(duì)波前電容40充電，在試品41上形成上升的電壓波前，波前電容40的電壓被充到最大后，反過(guò)來(lái)經(jīng)波前電阻38和儲(chǔ)能電容33同時(shí)對(duì)波尾電阻37放電，在試品41上形成下降的電壓波尾，從而產(chǎn)生了雷電沖擊電壓的全波形。儲(chǔ)能電容33能量瞬間釋放，由電阻分壓器I 10進(jìn)行采樣，連接外部示波器來(lái)監(jiān)測(cè)波形。其中通過(guò)對(duì)波尾電阻37、波前電阻38位置的調(diào)整，便可實(shí)現(xiàn)高效和低效兩種結(jié)果。圖4是本發(fā)明中的模擬雷電波發(fā)生器低效回路電路圖。圖4為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，用低效回路電路替代高效回路電路，組成高壓脈沖發(fā)生器。本發(fā)明中的模擬雷電波發(fā)生器的低效回路電路包含高壓高頻充電變壓器6、倍加器7、絕緣測(cè)試9、電阻分壓器
I10、電阻分壓器II 13、脈沖高壓升壓變壓器17，還包括限流電阻I 31、測(cè)試端I 32、儲(chǔ)能電容33、多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極34、多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極35、觸發(fā)極36、波尾電阻37、波前電阻38、測(cè)試端II 39、波前電容40、試品41、限流電阻II 42。將高效回路中的多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極35依次與波前電阻38、波尾電阻37、電阻分壓器I 10電連接，電阻分壓器I 10另一端接地，波前電容40并聯(lián)在波尾電阻37和電阻分壓器I 10兩端，試品41與波前電容40并聯(lián)。脈沖高壓升壓變壓器17通過(guò)限流電阻
II42與觸發(fā)極36電連接。圖5是本發(fā)明中的多通道三電極火花間隙開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5中，所述的沖擊電壓發(fā)生器8中含有的多通道三電極火花間隙開關(guān)的結(jié)構(gòu)如下，圖中左側(cè)為多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極，右側(cè)為多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極和觸發(fā)極。多通道三電極火花間隙開關(guān)包含多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極34、多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極35、觸發(fā)極36，還包含銅桿I 43、不銹鋼均壓球I 44、不銹鋼支撐架I 45、不銹鋼支撐架II 46、半球形不銹鋼47、不銹鋼均壓球II 48、銅桿II 49、不銹鋼支撐架III 50、中空不銹鋼支撐架51、不銹鋼桿53、絕緣材料16。其連接關(guān)系是，銅桿I 43與不銹鋼支撐架I 45上端連接，并由不銹鋼均壓球I 44固定，多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極34安裝在不銹鋼支撐架II 46的右端，不銹鋼支撐架II 46可在不銹鋼支撐架I 45中旋轉(zhuǎn)可調(diào)，不銹鋼支撐架 II 46左端由與多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極34形狀相同的半球形不銹鋼47固定。多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極35為中空半球形，安裝在中空不銹鋼支撐架51左端，由不銹鋼桿53穿過(guò)中空不銹鋼支撐架51內(nèi)的絕緣材料16與觸發(fā)極36連接，圓盤形觸發(fā)極36 旋入多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極35的中空內(nèi)側(cè)，中空不銹鋼支撐架51旋入不銹鋼支撐架III 50，不銹鋼支撐架III 50上端由銅桿II 49電連接主線路，并由不銹鋼均壓球II 48 固定。圖6是本發(fā)明中的產(chǎn)生高壓脈沖的電路圖。圖6中，產(chǎn)生高壓脈沖的電路包含氫閘流管充放電電路15、脈沖高壓升壓變壓器17，還包括變壓器M、整流硅柱55、電阻56、氫閘流管的高壓端57、氫閘流管的柵極58、氫閘流管的熱絲59、氫閘流管的陰極60、電阻串聯(lián)高頻硅柱61、高壓瓷介電容62。其連接關(guān)系是，變壓器M輸入端接通電源，變壓器M輸出端依次與整流硅柱55、電阻56、氫閘流管高壓端57電連接，其中氫閘流管的熱絲59和氫閘流管的陰極60與能提供穩(wěn)定的6. 3V電壓的變壓器的輸出端電連接，氫閘流管的柵極58和氫
7閘流管的陰極60與氫間流管控制模塊提供的一組觸發(fā)信號(hào)電連接，氫間流管的高壓端57 分別與電阻串聯(lián)高頻硅柱61和高壓瓷介電容62電連接，電阻串聯(lián)高頻硅柱61與氫閘流管的陰極60電連接，高壓瓷介電容62與脈沖高壓升壓變壓器17電連接。由變壓器M升壓， 整流硅柱55整流，電阻56限流，能量到達(dá)氫間流管的高壓端57，其中為氫間流管的熱絲59 提供穩(wěn)定的6. 3V電壓，為氫閘流管的柵極58提供觸發(fā)信號(hào)，以保證氫閘流管的工作環(huán)境， 電阻串聯(lián)高頻硅柱61起到消反峰的保護(hù)作用。在氫閘流管不導(dǎo)通時(shí)給高壓瓷介電容62充電，在氫間流管導(dǎo)通后高壓瓷介電容62放電，形成高壓脈沖。 圖7是本發(fā)明中的氫閘流管控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖7中，本發(fā)明中的氫閘流管控制模塊包含光纖63、比較器LM393 64、金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFET)65、脈沖變壓器66、 氫閘流管觸發(fā)信號(hào)67。結(jié)構(gòu)如下，可編程控制器PLC12發(fā)出脈沖信號(hào)通過(guò)光纖63與比較器 LM393 64的輸入端電連接，比較器LM393 64的輸出端與金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET) 65 的輸入端電連接，金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET) 65的輸出端與脈沖變壓器66電連接。由可編程控制器PLC12發(fā)出脈沖信號(hào)通過(guò)光纖63提供給氫閘流管觸發(fā)模塊，經(jīng)比較器LM393 64，為金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET) 65提供脈沖信號(hào)；外部電源經(jīng)過(guò)整流濾波電路為金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFET)65提供450V的電源；金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)管(M0SFET)65發(fā)出的脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖變壓器66以1:3的變比升壓后，經(jīng)過(guò)濾波電路產(chǎn)生氫間流管觸發(fā)信號(hào)67。
權(quán)利要求
1.一種高壓脈沖發(fā)生器，其特征在于所述的發(fā)生器包括用于發(fā)生器運(yùn)行控制和產(chǎn)生高壓及高壓脈沖的電源機(jī)柜、用于顯示及輸入控制指令的操作臺(tái)和模擬雷電波發(fā)生器；其中，電源機(jī)柜含有智能晶閘管調(diào)壓模塊(2)、整流濾波電路(3)、H橋模塊(4)、LC諧振電路 (5)、可編程控制器PLC (12)、觸發(fā)模塊(14)、氫閘流管充放電電路(15);操作臺(tái)上設(shè)置有觸摸屏(18);模擬雷電波發(fā)生器含有高壓高頻充電變壓器(6)、倍加器(7)、沖擊電壓發(fā)生器(8)、電阻分壓器I(10)、電阻分壓器II (13)、脈沖高壓升壓變壓器(17)；其連接關(guān)系是，智能晶閘管調(diào)壓模塊(2)輸入端與外部電源(1)連接，智能晶閘管調(diào)壓模塊(2)輸出端依次與整流濾波電路(3 )、H橋模塊(4 )、LC諧振電路(5 )連接，LC諧振電路(5 )依次與高壓高頻充電變壓器(6)、倍加器(7)、沖擊電壓發(fā)生器(8)電連接，沖擊電壓發(fā)生器(8)外接絕緣測(cè)試(9)系統(tǒng)；沖擊電壓發(fā)生器(8)分別通過(guò)電阻分壓器I(10)與外部示波器(11)電連接、通過(guò)電阻分壓器II (13)與電源機(jī)柜內(nèi)可編程控制器PLC (12)的模擬量輸入端電連接；可編程控制器PLC (12)的模擬量輸出端與智能晶閘管調(diào)壓模塊(2)的控制端口(26)電連接，可編程控制器PLC (12)的脈沖輸出點(diǎn)與觸發(fā)模塊(14)的輸入端電連接，觸發(fā)模塊(14)的輸出端依次與氫間流管充放電電路(15)、脈沖高壓升壓變壓器(17)的輸入端電連接；脈沖高壓升壓變壓器(17)的輸出端與沖擊電壓發(fā)生器(8)電連接；可編程控制器PLC (12)的通信口與觸摸屏(18)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓脈沖發(fā)生器，其特征是所述的沖擊電壓發(fā)生器 (8)中還含有多通道三電極火花間隙開關(guān)，所述的多通道三電極火花間隙開關(guān)包括多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極(34)、多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極(35)、觸發(fā)極(36)、 銅桿I (43)、不銹鋼均壓球I (44)、不銹鋼支撐架I (45)、不銹鋼支撐架II (46)、半球形不銹鋼(47)、不銹鋼均壓球II (48)、銅桿II (49)、不銹鋼支撐架III(50),中空不銹鋼支撐架 (51)、不銹鋼桿(53)、絕緣材料(16);其連接關(guān)系是，多通道三電極火花間隙開關(guān)中的銅桿 I (43)與不銹鋼支撐架I (45)連接，并由不銹鋼均壓球I (44)固定，多通道三電極火花間隙開關(guān)的陽(yáng)極(34)安裝在不銹鋼支撐架II (46)的右端，不銹鋼支撐架II (46)可在不銹鋼支撐架I (45)中旋轉(zhuǎn)可調(diào)，不銹鋼支撐架II (46)左端與半球形不銹鋼(47)固定連接；多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極(35)為中空半球形，安裝在中空不銹鋼支撐架(51)左端， 由不銹鋼桿(53)通過(guò)中空不銹鋼支撐架(51)內(nèi)的絕緣材料(16)與觸發(fā)極(36)連接，圓盤形觸發(fā)極(36)旋至多通道三電極火花間隙開關(guān)的陰極(35)的中空內(nèi)側(cè)，中空不銹鋼支撐架(51)與不銹鋼支撐架111(50)連接，不銹鋼支撐架111(50)與銅桿II (49)連接，并由不銹鋼均壓球II (48)固定。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高壓脈沖發(fā)生器。所述發(fā)生器包括用于發(fā)生器運(yùn)行控制和產(chǎn)生高壓脈沖的電源機(jī)柜、用于顯示及輸入控制指令的操作臺(tái)和模擬雷電波發(fā)生器三部分；智能晶閘管調(diào)壓模塊輸出端依次與整流濾波電路、H橋模塊、LC諧振電路連接，LC諧振電路依次與高頻高壓充電變壓器、倍加器、沖擊電壓發(fā)生器電連接，其中由沖擊電壓發(fā)生器外接絕緣測(cè)試系統(tǒng)，沖擊電壓發(fā)生器分別通過(guò)電阻分壓器Ⅰ與外部示波器電連接，通過(guò)電阻分壓器Ⅱ與電源機(jī)柜內(nèi)可編程控制器PLC的模擬量輸入端電連接。本發(fā)明可通過(guò)對(duì)多個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換來(lái)分級(jí)調(diào)節(jié)波前時(shí)間，實(shí)現(xiàn)單次觸發(fā)或每分鐘一次的自動(dòng)連續(xù)觸發(fā)，操作簡(jiǎn)單，控制精度高，安全可靠。
文檔編號(hào)G01R1/28GK102435800SQ201110345858
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者付華, 任先文, 楊德敏, 胡新康, 胥璽 申請(qǐng)人:四川中物海通特種電源有限責(zé)任公司