Применение генераторов импульсного напряжения и генераторов импульсного тока, страница 4

       включение сглаживающего сопротивления для ограни­чения коэффициента перехода]; методика настройки формы импульса и градуировки ГИН; методика прове­дения импульсных испытаний различных типов электро­оборудования.

                                      

    Рис. 1-5. Петля среза при испытании транс­форматоров и шунтирующих реакторов.

/ — ГИН;  2 — срезающий шаровой разрядник; 3 — объект испытаний; 4 — сглаживающее сопротивле­ние (включается при /<₀>0,6); Я, Н, I — фиксируе­мые размеры.

  ПРИНЦИП  ДЕЙСТВИЯ   ГИН

ГИН представляет собой систему конденсаторов, ко­торые заряжаются в течение длительного времени при параллельном соединении их и затем, при достижении па конденсаторах заданных напряжений, разряжаются при последовательном соединении через искровые раз­рядники за весьма короткий промежуток времени. На рис. 1-6 и 1-7 показаны схемы одно- и многоступенчатого ГИН, на которых выделены зарядные и разрядные цепи.

                                            Рис. 1-6. Схема одноступенчатого ГИН.

ИП — источник питания;  Г₀ — зарядное сопротивление;   С₀ — емкость  конденса­тора   ГИН;  г_я — сглаживающее  сопротивление;  Я —разрядное  сопротивление; Г — фронтовое  сопротивление;  С — нагрузочная емкость;  Р — разрядник;  ЯР— измерительный разрядник.

       Основной частью ГИН являются кон­денсаторы. В односту­пенчатых ГИН исполь­зуется один конденса­тор (или одна группа конденсаторов), в мно­гоступенчатых — не­сколько конденсаторов (или несколько групп), соединяющихся при разрядах последовательно. Технические ха­рактеристики ГИН в значительной степени зависят от параметров используемых конден­саторов, в том числе от рабочего напряжения, емкости и габаритов. Применяются следую­щие типы конденсато­ров (рис.1--8): цилин­дрические бумажно-ба­келитовые; бумажно-масляные в прямоуголь­ном металлическом ко­жухе; бумажно-масляные в цилиндрическом кожухе из изоляцион­ного материала (фар­фор, бакелит).

Цилиндрические бу­мажно-бакелитовые конденсаторы применя­ются в небольших ла­бораторных установ­ках; в высоковольтных мощных ГИН эти кон­денсаторы   применяются   редко,   так как   имеют    сравнительно небольшую емкость.

В ранее построенных генераторах применялись глав­ным образом бумажно-масляные конденсаторы в прямо­угольном металлическом .кожухе с одним или двумя вы­водами. Такие конденсаторы влагонепроницаемы и до­статочно компактны при большой величине запасаемой энергии и рабочем напряжении до 150 кв.

В некоторых ГИН роль конденсаторов выполняет вы­соковольтный кабель нормальной или специальной кон­струкции, уложенный на барабаны.

Заряд конденсаторов производят выпрямленным на­пряжением. В зарядную цепь, помимо конденсаторов, входят источник питания (зарядное устройство) и за­рядные сопротивления r₀, R₀.

        На рис. 1-9 показаны возможные схемы зарядной це­пи многоступенчатого ГИН. В схеме рис. 1-9,а все кон­денсаторы заряжаются одновременно через одинаковые сопротивления; к моменту разряда на конденсаторных ступенях устанавливаются равные напряжения, что спо­собствует лучшему использованию ГИН. Недостатком схемы с независимым зарядом конденсаторных

 ступе­ней является необходимость увеличения линейных раз­меров сопротивлений от ступени в связи с возрастанием напряжений на них в момент разряда; поэтому указан­ная схема нашла применение лишь при небольших на­пряжениях ГИН (до 300—500 кв).

В схемах рис. 1-9,6 заряд конденсаторных ступеней происходит неравномерно из-за увеличения зарядного сопротивления с повышением номера ступени. В таких схемах при быстром подъеме напряжения заряд конден­саторов верхних ступеней запаздывает и напряжения.

на конденсаторах выравниваются лишь при большой длительности процесса заряда. Однако достоинством таких схем является возможность применения во всех ступенях зарядных сопротивлений одинаковой конструкции, так-так при разряде ГИН они находятся в равных условиях. По этой причине схемы рис.1-9,б, в  нашли широкое применение.

Рассмотрим процесс разряда в одноступенчатом ГИН (рис. 1-6).

При достижении на конденсаторе С₀ напряжения U₀ искровой разрядник Р пробивается и конденсатор раз­ряжается через цепь, называемую разрядной. Так как величины зарядных сопротивлений значительно превы­шают величины сопротивлений разрядной цепи, разряд­ную цепь следует рассматривать независимо от заряд­ной и пренебрегать за время разряда ГИН как

подзарядкой конденсатора от источника питания, так и его разрядом на зарядные сопротивления.

В разрядную цепь входят: объект приложения им­пульсов; элементы, предназначенные для настройки тре­буемой формы импульса (сопротивления r и Р, емкости С и Со); разрядник Р; сглаживающее сопротивление r_к; измерительные устройства (шаровой разрядник и дели­тель напряжения), включаемые параллельно объекту.

При анализе процессов, происходящих в разрядной цепи, объект приложения импульсов в отдельных слу­чаях можно заменить сосредоточенной («входной») ем­костью С_н (например, изоляторы, маломощные транс­форматоры)— рис. 1-10,а, а в других — параллельным соединением сосредоточенных величин емкости С_н и ин­дуктивности L_н (например, мощные трансформаторы) — рис. 1-10,6.

Емкость С включается параллельно объекту. Ее на­значение - уменьшение влияния параметров объекта на градуировку и форму импульса. Увеличение емкости С приводит к удлинению фронта волны. Сопротивление R определяет время разряда конденсатора С₀ и, следова­тельно, длину волны τ_в. Сопротивление r при неизмен­ной емкости С используется для настройки длины фрон­та волны τ_ф (рис. 1-6).

Искровой разрядник Р, переключающий конденсатор с режима заряда на режим разряда, играет в ГИН важ­ную роль; от стабильности его работы зависит стабиль­ность амплитуды импульса на объекте. Зажигание (про­бой)  искрового разрядника может происходить при