Схема регулировочного автотрансформатора. Испытательные установки постоянного тока. Графическое представление формы импульса напряжения, страница 6

Изменение напряжения на емкости С₂ при разряде емкости С₁, заряженной до напряжения u₁, равно:

где

  и  - постоянные времени фронта и спада импульса напряжения u₂(t).

Импульс напряжения на выходе ГИН графически может быть представлен разностью двух экспонент.

Рис.6.17. Графическое представление формы импульса напряжения

На практике форма импульса задается не постоянными времени   и , а длиной фронта Т_ф и импульса Т_и. Быстрозатухающая экспонента с постоянной времени  задает величину Т_ф, а экспонента с постоянной времени  - длину Т_и. Поскольку , то при определении связи длины импульса Т_и с постоянной времени  можно принять  Тогда

где U_2max - максимальное значение импульса напряжения на емкости С₂. Решив уравнение относительно Т_и имеем

Поскольку постоянная времени  во много раз больше, чем , то

,

t₁, t₂ - - моменты времени, при которых мгновенные значения напряжения на фронте импульса равны  и .

Решив систему уравнений (22.6) относительно Т_ф, получаем

Т_ф=3,24.

Эти соотношения  обеспечивают связь между длительностями импульса, фронта импульса и параметрами генератора импульсных напряжений. Конструкция импульсного генератора должна обеспечить малую индуктивность разрядного контура, малый вес, доступность обслуживания и ремонта, возможность регулировки формы и амплитуды волны и возможность переоборудования с целью увеличения амплитуды волны или емкости в разряде.

Основными электрическими параметрами генератора импульсных напряжений являются максимальное значение напряжения импульса на выходе U_mах, емкость в ударе (разряде) С₁=С/n, где n — число конденсаторных ступеней, С - емкость одной ступени; количество энергии, запасаемой в генераторе W_г, и коэффициент использования , где  U₁ - зарядное напряжение одной конденсаторной ступени.

Наиболее часто используются генераторы импульсных напряжений этажерочной и колонной конструкции. Генераторы этажерочной конструкции имеют каркас из металлических рам, разделенных опорными изоляторами. Конденсаторы располагаются на рамах друг под другом.

Рост требований к техническим и эксплуатационным характеристикам ГИН привел к созданию генераторов колонной конструкции, в которых используются конденсаторы цилиндрической формы в изолирующем корпусе. Конденсаторы устанавливаются друг на друга в одну или несколько колонн и разделяются по высоте изолирующими цилиндрами.  Многоколонные генераторы имеют большую эксплуатационную гибкость, так как имеется возможность путем несложных переключений изменять число параллельно и последовательно соединенных конденсаторов в одной конденсаторной ступени. Такая конструкция позволяет создавать передвижные и стационарные генераторы, имеющие высокие технические и электрические параметры.

ГИН, генерирующий стандартные грозовые полные и срезанные импульсы, используется для испытания изоляции высоковольтной аппаратуры. Испытания внутренней изоляции проводятся приложением трех полных и трех срезанных импульсов заданных значений напряжения положительной и отрицательной полярности. Изоляция считается выдержавшей испытания, если не произошел полный пробой и не наблюдались недопустимые повреждения, которые могут быть определены по искажению прикладываемого импульса или по результатам последующих измерений или характеристик частичных разрядов.

Испытания внешней и внутренней газовой изоляции проводятся 15-кратным приложением полных и срезанных грозовых импульсов обеих полярностей. При испытании внешней изоляции поверхность изоляторов должна быть чистой и сухой, а испытательные напряжения приведены к фактическим условиям испытания согласно ГОСТ 1516.2-97. Испытания считаются успешными, если произошло не более двух полных разрядов в каждой серии из 15 приложенных импульсов.

Рис.6.18  Эскиз этажерочной конструкции ГИН.

к схеме поджига

Рис.6.19  Эскиз конструкции ГИН колонного типа.