3.2.1. Каскадний генератор постійного струму

Отримання високої напруги постійного струму в сотні і тисячі кіловольт можливо за допомогою схем випрямлення і множення випрямленої високої напруги (каскадний генератор).

Схема каскадного генератора постійного струму складається з схем подвоєння напруги, сполучених в багатократній послідовності. Напруга на виході каскадного генератора рівна:

^U_вых ^{ 2  n U}_m^,

де n - число східців (схем подвоєння) в каскаді; Um - амплітудне значення живлячого трансформатора.

3.3. Імпульсні випробувальні установки

Для випробування ізоляції високовольтного електроустаткування грозовими і комутаційними імпульсами використовуються генератори імпульсної напруги (ГІН).

Грозові дії відтворюються стандартними імпульсами напруги : повною і такою, що зрізає хвилями. Стандартні імпульси (1,2/50 або 2,0) можна отримати на установці, схема якої приведена на рис. 3.7.

Зарядка ємностей здійснюється паралельно, а розряджаються вони послідовно, що призводить до складання зарядної напруги.

Рис. 3.7. Принципова електрична схема ГІН з односторонньою зарядкою: Т - високовольтний трансформатор; V - випрямляч; R_ЗАЩ - опір для обмеження зарядного струму; R₁ - R₂₀ - зарядні опори; F₁ - F₁₁ - іскрові проміжки; З - місткості ступеня ГИН; C_И^’ - "паразитні" місткості; R_Ф, С_Ф - фронтовий опір і місткість; R_Р - розрядний опір; R_Н - опір навантаження

Для забезпечення практично однакової зарядки усіх конденсаторів до U₀ необхідно дотримувати умову: R₁...R₂₀ << Rзащ. При напрузі U₀ пробивається тільки F₁. Місткість розряджається в контурі С - R₂ - F₁, але R₂ велике (десятки килоOм). У перший момент розрядка йде по С₁₁^’ - СП - F₁ (Хс=1/𝜔С, 𝜔 - кругова частота порядку мегагерц, отже, Хс - мале). Сп швидко заряджається до U₀. Тоді до F₂ приложено подвоєна зарядна напруга U₀. Тому F₂ може мати відстань в 2 рази більше, ніж F₁ і так далі.

Для регулювання параметрів імпульсу напруги і отримання стандартної хвилі використовуються елементи R_Ф - фронтовий опір, C_Ф - фронтова місткість, R_Р - розрядний опір.

Довжину фронту формують C_Ф і R_Ф, довжину імпульсу - R_Σ, тобто RР спільно з Rн.

t_ф=3,24R_ф С_ф

^t_в ^{ 0,7  С}_гин ^{ R .}

Зміна амплітуди імпульсу регулюється зміною відстані між кульовими електродами F₁, F₂, . F₁₀. Проміжок F₁₁ служить для відділення зарядної місткості ГИН від навантаження при зарядці конденсаторів постійною напругою, щоб виключити дію постійної зарядної напруги на навантаження.

ГИН используется для испытания изоляции высоковольтного оборудования. Внутренняя изоляция испытывается приложением 3-х импульсов полных и 3-х импульсов срезанных положительной и отрицательной полярности.

3.3.1. Генератор імпульсних струмів (гіт)

Генератори імпульсів струму використовуються для імітації воздейстсвия імпульсів струму великої амплітуди. Електрична схема ГІТ приведена на рис. 3.8.

Рис. 3.8. Електрична схема ГІТ: V - високовольтний випрямляч; R_ЗАЩ - опір для обмеження зарядного струму; С₁ - Сn - батарея конденсаторів; Р - розрядник керований; Rн - навантаження; L - індуктивність розрядного контура

Після спрацьовування розрядника Р батарея конденсаторів розряджається на опір навантаження. Наприклад, в канал розряду після пробою. Величина струму визначається, в першу чергу, індуктивністю і місткістю розрядного контура

де U0 - зарядна напруга; L - індуктивність контура; С = n*С₁ (якщо С₁=С₂=…=Сn) - місткість розрядного контура.