Žaibo impulsų įrangos tipai ir bandymo standartai

Žaibo impulsų įranga: pagrindinė aukštos{0} įtampos bandymo technologija

Žaibo impulsų įranga naudojama kaip pagrindinis bandymo aparatas aukštos{0}}įtampos bandymo lauke. Pagrindinė jo funkcija yra kontroliuojamai imituoti trumpalaikius aukštos -įtampos ir didelės- srovės impulsus, kuriuos sukuria natūralūs žaibo išlydžiai, taip leidžiant moksliškai patikrinti įvairios maitinimo įrangos ir elektroninių sistemų izoliacijos našumą ir anti- trikdžius. Toliau kylant elektros tinklo įtampos lygiui ir didėjant įrangos integravimo tankiui, žaibo impulsų bandymai tapo svarbia grandimi gaminių kokybės kontrolėje ir patikimumo vertinime, o techninės specifikacijos ir standartinės sistemos vis tobulėja.

Žaibo impulsų įrangos veikimo principas ir pagrindinė sudėtis

Pagrindinė žaibo impulsų įrangos dizaino koncepcija kilusi iš Markso grandinės principo, kuris iš esmės yra energijos konversijos struktūra, pagrįsta „lygiagrečiu įkrovimu ir serijiniu iškrovimu“. Įkrovimo fazės metu kelios įrenginio viduje esančių kondensatorių pakopos yra lygiagrečiai prijungtos prie nuolatinės aukštos{1} įtampos maitinimo šaltinio per įkrovimo rezistorius, o kiekvienas kondensatorius nepriklausomai įkraunamas iki iš anksto nustatytos įtampos vertės. Kai prasideda iškrovimo etapas, tiksliai suveikia pirmosios-pakopos uždegimo rutulio tarpas, todėl kiekvieno paskesnio etapo serijiniai rutulio tarpai suyra ir veikia nuosekliai. Taip visi pakopiniai kondensatoriai akimirksniu perjungiami į nuoseklaus ryšio būseną. Tada kiekvieno kondensatoriaus įtampa susilieja, išvesties gnybte generuodama itin didelės amplitudės ir labai trumpos trukmės impulsinę įtampos bangos formą. Ši konstrukcija leidžia naudoti žemesnės-tampos maitinimo šaltinius, kad būtų generuojama kelių megavoltų ar net dešimčių megavoltų aukšta impulsinė įtampa, o tai žymiai sumažina įrangos gamybos sunkumus ir sąnaudas.

Žvelgiant iš fizinės sudėties perspektyvos, visą žaibo impulsų bandymo įrenginį sudaro mažiausiai trys pagrindiniai komponentai: (1) impulsinės įtampos generatoriaus korpusas, kuriame yra kondensatoriai, įkrovimo rezistoriai, bangos-priekiniai rezistoriai, bangos-galiniai rezistoriai ir rutuliniai-tarpo jungikliai, kad būtų galima realizuoti Markso grandinę kiekviename etape; (2) matavimo sistema, paprastai apimanti varžinį -talpinės įtampos daliklį arba diferencialinį-integralų matavimo įtaisą, kartu su skaitmeniniu registratoriumi, skirtu bangos formoms gauti ir analizuoti; ir 3) valdymo ir paleidimo sistema, atsakinga už įkrovimo įtampos reguliavimą, iškrovimo laiko valdymą ir saugos blokavimo apsaugą. Programoms, kurioms reikia atlikti bangų -pjovimo bandymus, reikia įdiegti papildomą bangų{10}}pjovimo įtaisą, kad iš anksto nustatytu laiku būtų galima priverstinai nutraukti smūgio bangą naudojant bangų{11}}pjovimo rutulio tarpą.

Įrangos klasifikacija ir techniniai parametrai

Atsižvelgiant į modeliavimo tikslus ir eksperimentinius tikslus, žaibo impulsų įrangą galima aiškiai suskirstyti į dvi kategorijas: žaibo impulsų įtampos generatorius ir žaibo impulsų srovės generatorius. Pirmajame pagrindinis dėmesys skiriamas žaibo viršįtampio elektrinio įtempio poveikio įrangos izoliacinėms konstrukcijoms modeliavimui, o antrojoje – šiluminio įtempio ir elektromagnetinės jėgos efektų atkūrimas, kai žaibo srovė patenka į įtampą ribojančius komponentus, pvz., žaibo iškroviklius.

Aukštos{0}}įtampos maitinimo sistemos bandymų srityje standartinė žaibo impulso visa banga apibrėžiama kaip dviguba-eksponentinė bangos forma, kurios bangos fronto laikas yra 1,2 mikrosekundės ir pusė{3}}piko laikas yra 50 mikrosekundžių. Šie bangos formos parametrai nėra pasirinktinai pasirinkti, o gaunami iš statistinės indukcijos, pagrįstos plačiais natūralaus žaibo stebėjimo duomenimis, pagrįstai atspindinčiais tipines sukelto žaibo viršįtampio oro perdavimo linijose charakteristikas. Be viso -bangų testavimo, žaibo impulso skeltos-bangos bandymas turi didelę inžinerinę vertę. Vadinamasis-„kapojimas“ reiškia staigų įtampos šuolį, atsirandantį priverstinai pertraukiant visą žaibo impulso bangą per išorinį tarpą kylančio krašto arba bangos fronto stadijoje. Smulkinimo laikas paprastai nustatomas nuo 2 iki 5 mikrosekundžių, imituojant staigų įtampos kritimo reiškinį, atsirandantį dėl izoliacijos blyksnio žaibo smūgio metu. Itin aukštos{15}}įtampos{16}}įrenginiams, kurių maksimali įtampa viršija 800 kV, tarptautiniai standartai gerokai peržiūrėjo teigiamą bangos fronto laiko toleranciją, padidindami ją iki 100 %, todėl bangos fronto laikas gali siekti 2,4 mikrosekundės. Atliekant šį koregavimą visiškai atsižvelgiama į fizinių savybių skirtumus išleidžiant itin ilgus oro tarpus, atspindinčius, kaip standartinė formulė prisitaiko prie inžinerinės praktikos.