直流高压发生器的结构和工作原理

直流高压发生器分为组装式直流高压发生器和成套直流高压发生器(又称中频串级直流高压发生器)两种。

 

组装式直流高压发生器：

 

组裝式直流高压发生器一般由电源部分、调压变压部分、整流部分、保护部分、测量部分等组成。

 

1、电源部分

 

一般在现场使用220V交流电源，电源的容量应能满足试验要求。

 

2、调压变压部分

 

调压器一般使用自耦调压器，从零起升压，能实现连续、平稳调压。变压器使用单程验变活器其输出电压、容量应能满足试验要求， 一般现场选用5kVA/50kV单相试验变压器。

 

3、整流部分

 

高压整流回路中，重要的元件是整流元件。现在整流元件多为高压硅维，高压珍翻着个整流二极管串联后，再用环氧树脂浇铸封装而成，环氧树脂可起绝缘和固定作用。高压维美有饮积小、质量轻、机械强度高、使用方便、无射线辐射等优点。

 

高压硅堆的基本技术参数如下：

 

(1)额定整流电流：指的是通过硅堆的正向电流在一个周期内的平均值。在选用硅维时，应教定整流电流大于实际通过硅堆的平均电流。

 

(2)正向压降：当硅堆通过的正向电流为额定值时在硅堆两端的电压降。

 

(3)额定反峰电压：当硅堆截止时，在硅堆两端允许出现的最高反向工作电压峰值。在选用时，应使额定反峰电压至少大于变压器输出电压峰值的两倍，否则硅堆可能出现反向击穿。

 

(4)反向平均电流：在最高反向工作电压作用下，流过硅堆的反向电流平均值。

 

(5)额定过负荷电流：在负荷发生击穿或闪络情况下，硅堆能够允许的短时过负荷电流平均值。其值与过负荷时间有关，过负荷电流越大，允许的过负荷时间越短，通常可根据硅堆的过负荷特性盘线确定。下图为150mA和0.5A硅堆的过负荷特性曲线。

 

为了防止硅堆在过负荷电流作用下损坏，可与硅堆串联一只限流电阻，其电阻值可根据制造厂家速保护装置，提供的硅堆的过负荷特性曲线和过流保护的动作时间来确定，也可在充电变压器原边采用可控硅等快

 

（6）额定工作频率：根据高压硅堆的频率特性可分为工频高压硅堆(用2DL表示)和高频高压堆(用2DGL表示)。工频高压硅堆工作频率在3kHz以下， 高频高压硅堆工作频率可在3kHz以上。选用硅堆时，应使额定工作频率高于整流电源的频率。

 

4、保护部分

 

一般使用保护电阻（又称限流电阻），限制起始充电电流或短路故障电流不超过整流元件的允许值。

 

5、测量部分

 

可在试验变压器低压侧进行测量，试验电压约等于试验变压器低压侧的测量值乘以试验变压器的变化，再乘以√2。也可采用分压器在试品处直接进行测量。

 

成套直流高压发生器：

 

由于串级整流接线太多，因而现场一般采用成套直流高压发生器。成套直流高压发生器采用脉冲宽度调制(PWM) 方式调节直流高压，这是目前较新的直流电压调节方式，其工作原理框图如图所示：

 

成套直流高压发生器能直接显示直流高压的电压值及泄漏电流值，常由多节构成60~600kV等多种电压等级，适合于现场进行各种高压设备的直流试验。

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