Was ist die maximale Spannung eines Blitzimpulsgenerators?

1. Konventioneller und typischer Bereich

Industrie- und Universitätslabore: Zum Testen herkömmlicher Hochspannungsgeräte (wie Transformatoren, Kabel, Isolatoren) liegt die typische Nennspannung gängiger Blitzimpulsgeneratoren normalerweise im Bereich von1000 kV bis 6000 kV. Dieses Sortiment deckt bereits den Prüfbedarf für die überwiegende Mehrheit der Energiegeräte ab.

Beispielsweise ist ein 2400-kV- oder 3600-kV-Generator eine Standardkonfiguration in vielen großen Hochspannungslabors.

Nationale oder Weltklasse-Großlabore: Zur Erforschung der Ultra-Hochspannungsübertragungstechnologie (UHV) (Spannungen über 800 kV Wechselstrom oder 1100 kV Gleichstrom) und der Isolationsleistung von Luft unter extremen Bedingungen werden größere Generatoren gebaut.

Die Spannung dieser Generatoren kann erreichen8000 kV oder sogar höher.

2. Weltrekord und Extremfälle

Der derzeit weltweit höchste Blitzimpulsgenerator befindet sich in China.

State Grid UHV DC-Testbasis: Der dort gebaute Stoßspannungsgenerator verfügt über eineNennspannung bis zu 12.000 kV (12.000 kV oder 12 MV). Dies stellt den weltweit höchsten Stand dar und wird hauptsächlich für die UHV-Geräteforschung und Studien zur Entladung langer Luftspalte verwendet.

3. Faktoren, die die maximale Spannung bestimmen

Die maximale Ausgangsspannung eines Blitzimpulsgenerators ist nicht beliebig; es hängt hauptsächlich von den folgenden Kernfaktoren ab:

Anzahl der Stufen: Impulsgeneratoren verwenden typischerweise eine Marx-Schaltung. Es lädt mehrere Kondensatoren parallel auf und entlädt sie dann in Reihe, um eine Hochspannung zu erzeugen. Die Spannung entspricht ungefähr derLadespannung pro Stufe × Anzahl der Stufen. Daher führen mehr Stufen theoretisch zu einer höheren Ausgangsspannung.

Ladespannung pro Stufe: Dies ist die Ladespannung, der ein einzelnes Kondensatormodul standhalten kann.

Strukturgröße und Isolierung: Höhere Spannungen erfordern höhere Isolationswerte. Die physikalischen Abmessungen (Höhe, Radius) des Generators müssen groß genug sein, um einen internen Überschlag oder eine Entladung in die Umgebung vor Erreichen der Zielspannung zu verhindern. Aus diesem Grund sind Ultrahochspannungsgeneratoren auch sehr groß.

Effizienz: Aufgrund der Streukapazität und der Schaltkreisinduktivität ist die tatsächliche Ausgangsspannung niedriger als der theoretische Wert. Ein gut konzipierter Generator kann einen Wirkungsgrad von über 90 % haben.

Zusammenfassung