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Generatore di tensione a impulsi

Cos'è il generatore di tensione a impulsi

Un generatore di impulsi è un apparato elettrico che produce picchi di corrente molto brevi ad alta tensione o alta corrente. Tali dispositivi possono essere classificati in due tipologie: generatori di tensione impulsiva e generatori di corrente impulsiva.

Vantaggi del generatore di tensione a impulsi

Simulazione delle condizioni del mondo reale:Impulsi ad alta tensione che simulano circostanze di sovratensione transitoria osservate nei sistemi elettrici del mondo reale, inclusi fulmini o sovratensioni di commutazione, possono essere generati utilizzando generatori di tensione a impulsi. Ciò consente agli ingegneri di valutare quanto bene l'isolamento delle apparecchiature possa tollerare tali eventi.

Accuratezza e precisione:Questi generatori sono progettati per fornire forme d'onda di tensione precise con caratteristiche note, garantendo risultati di test coerenti e affidabili. Gli ingegneri possono misurare con precisione la tensione di rottura e valutare le prestazioni di isolamento delle apparecchiature testate.

Parametri personalizzabili:I generatori di tensione a impulsi spesso consentono la regolazione di parametri quali ampiezza della tensione, tempo di salita e forma d'onda. Questa flessibilità consente agli ingegneri di personalizzare le condizioni di test per soddisfare requisiti o standard applicativi specifici.

Capacità ad alta energia:I generatori di tensione a impulsi possono fornire impulsi ad alta energia, necessari per testare apparecchiature ad alta tensione e ad alta potenza. Sono in grado di generare impulsi con livelli di energia sufficienti a sollecitare al limite i sistemi di isolamento senza causare danni al generatore stesso.

Sicurezza:Questi generatori sono progettati con caratteristiche di sicurezza per proteggere sia l'attrezzatura in prova che il personale che esegue i test. Interblocchi di sicurezza, schermatura e meccanismi di messa a terra sono generalmente incorporati per ridurre al minimo il rischio di incidenti o danni durante i test.

Rapporto costo-efficacia:Sebbene i generatori di tensione a impulso rappresentino un investimento significativo, offrono risparmi sui costi a lungo termine aiutando a identificare potenziali punti deboli dell'isolamento nelle prime fasi del processo di sviluppo o produzione. Ciò può prevenire costosi guasti e tempi di inattività sul campo.

Test di conformità:Il test della tensione a impulso è spesso un requisito per la conformità agli standard e alle normative del settore. L'utilizzo di generatori di tensione a impulsi dedicati garantisce che le procedure di test soddisfino gli standard richiesti e forniscano documentazione tracciabile per scopi normativi.

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Costruzione del generatore di tensione ad impulsi

Deve caricare la capacità impulsiva C1 di un generatore di tensione impulsiva SUG255 da una sorgente di corrente continua (CC). Un raddrizzatore e un trasformatore elevatore costituiscono l'alimentazione. Per evitare che gli effetti di precompressione all'interno degli isolamenti influenzino la resistenza alla rottura, la durata della carica dovrebbe durare almeno da 3 a 10 secondi. Questo perché ogni applicazione di tensione lascia dietro di sé effetti preionizzanti.

La ricarica tramite una sorgente CC regolata da tiristori è ora un'opzione pratica. Per costruire i resistori possono essere utilizzati vari materiali resistivi, inclusi fili, liquidi e compositi (carbonio, ecc.).

Pertanto a questo scopo vengono utilizzate le resistenze a filo avvolto non induttive relativamente costose. Dal punto di vista dell'oscillazione del circuito, sono considerati abbastanza adeguati.

Questi resistori dovrebbero essere posizionati in modo da poter essere rapidamente sostituiti con altri nuovi poiché le loro esigenze di carica possono variare a seconda dell'onda prodotta. I condensatori scelti per l'utilizzo in un generatore di tensione a impulsi influiscono in modo significativo sulla sua progettazione.

Tradizionalmente vengono utilizzati condensatori ad alta velocità di scarica con isolamento in carta oleosa. È pratica comune sostituire l'olio materiale con fluidi speciali con maggiore permettività per ottenere la stessa capacità con un condensatore più piccolo.

Un vantaggio di questo design è che consente di impilare i condensatori in una colonna verticale. Ogni stadio è separato dal successivo da supporti che imitano la forma dei condensatori ma sono privi del dielettrico.

Gli spazi tra le sfere di collegamento sono impilati orizzontalmente sui bracci e vengono modificati utilizzando un motore e un indicatore sotto controllo remoto. Con questa configurazione gli spinterometri cascano perfettamente in cascata grazie al loro reciproco irraggiamento.

Quando si utilizzano le giuste miscele di gas, le prestazioni di commutazione migliorano. Quando il generatore di tensione ad impulso non viene utilizzato, i condensatori devono essere scaricati a terra. A causa dei fenomeni di rilassamento, i condensatori CC possono accumulare rapidamente grandi tensioni dopo essere stati cortocircuitati per un breve periodo.

Tipi di generatori di tensione a impulsi

Generatori di impulsi

Le sovratensioni rappresentano un problema significativo per ogni dispositivo elettronico e sono la peggiore paura di ogni progettista di circuiti. Il termine "impulso" è ampiamente utilizzato per descrivere questi picchi di tensione, che normalmente vengono misurati nell'ordine dei kilovolt e durano solo pochi microsecondi.
Il fulmine è un esempio di fenomeno naturale che genera tensione impulsiva, che può essere identificata dal suo caratteristico tempo di caduta alto o basso seguito da un tempo di tensione molto elevato. I nostri prodotti devono essere testati per la resistenza alla tensione impulsiva poiché potrebbe causare guasti catastrofici alle apparecchiature elettriche.
Qui, un dispositivo chiamato generatore di tensione a impulso produce brevi raffiche di tensione o corrente molto elevata all'interno di un ambiente di test attentamente monitorato. Lo scopo e il funzionamento di un generatore di tensione a impulsi vengono discussi qui. Di conseguenza, entriamo in azione.
Come accennato in precedenza, un generatore di impulsi crea picchi di tensione molto brevi, estremamente elevati o di corrente elevata. Di conseguenza, ci sono due distinti generatori di impulsi: quelli che producono un picco di tensione e quelli che hanno un'onda di corrente. Ma qui parleremo di generatori di tensione ad impulso.

Generatore di tensione ad impulsi

Un insieme di condensatori, resistori e spinterometri costituisce un generatore di tensione a impulsi. Dopo essere stati caricati in parallelo tramite resistori da una sorgente di corrente continua ad alta tensione, i condensatori vengono collegati in serie e scaricati tramite un oggetto in prova tramite una scarica simultanea degli spinterometri.
Lo spinterometro scarica la corrente impulsiva tramite resistenze, induttanze e l'oggetto in prova. Il generatore di impulsi di corrente è costituito da numerosi condensatori che vengono caricati in parallelo da una sorgente di corrente continua ad alta tensione e bassa corrente.
I test sui trasformatori, i test sulla corrente impulsiva degli scaricatori di sovratensione e persino sui componenti delle turbine eoliche o degli aeroplani sono test specializzati che possono essere eseguiti utilizzando generatori di tensione impulsiva personalizzati. A causa della natura modulare del sistema, può essere utilizzato in vari contesti, tra cui strutture di produzione e di ricerca e sviluppo.

Generatore Marx

Tra questi c'è il generatore Marx perché Erwin Otto Marx lo suggerì inizialmente nel 1923. Più condensatori vengono caricati in parallelo utilizzando resistori, simulando una fonte di corrente continua ad alta tensione, quindi collegati in serie e scaricati tramite un oggetto di prova con una singola scintilla attraverso gli spinterometri.
Lo spinterometro scarica la corrente impulsiva tramite resistenze, induttanze e un oggetto in prova in parallelo dopo essere stato caricato da una sorgente di corrente continua ad alta tensione e bassa corrente.

Circuito del generatore di impulsi

I generatori di tensione impulsiva utilizzano una versione ottimizzata del circuito moltiplicatore Marx. Man mano che il generatore avanza attraverso le sue fasi, tensioni CC positive e negative fino a 100 kV vengono applicate attraverso gli spinterometri che collegano in serie la serie di condensatori a impulsi del generatore, generando impulsi elettrici.
I resistori anteriore e di coda negli stadi del generatore consentono di regolare con precisione i tempi di salita e discesa degli impulsi approssimativamente doppi esponenziali. Le induttanze interne sono mantenute basse e la tensione viene modellata in modo uniforme mantenendo corto il circuito di scarica.

Componenti del generatore di tensione impulsiva

Quattro colonne in plastica rinforzata con fibra di vetro forniscono isolamento ai componenti interni del generatore di impulsi. Ogni stadio del generatore è strutturalmente solido, grazie ai telai rettangolari. Ogni terzo stadio ha una piattaforma pieghevole a cui può accedere per sostituire i resistori.
Una scala isolata fornisce un accesso sicuro a queste piattaforme nelle fasi del generatore. Per garantire che gli spinterometri di commutazione in tutte le fasi abbiano sempre aria pulita per un innesco affidabile, sono spesso alloggiati in una quinta colonna isolante con una piccola sovrapressione dell'aria.
Le caratteristiche di sicurezza del generatore di prova includono due sezionatori di terra e due funi di terra motorizzate, che cortocircuitano tutti i condensatori a impulsi quando il generatore di impulsi è spento.

Applicazione del generatore di tensione a impulsi

Test ad alta tensione:I generatori di tensione a impulsi vengono utilizzati per testare la resistenza dell'isolamento di apparecchiature elettriche, come trasformatori di potenza, interruttori automatici, cavi e isolanti. La tensione impulsiva generata sollecita l'isolamento, consentendo agli ingegneri di garantirne la capacità di resistere a sovratensioni transitorie.

Test dello scaricatore di sovratensione:Gli scaricatori di sovratensione proteggono le apparecchiature elettriche dalle sovratensioni causate da fulmini o sovratensioni di commutazione. I generatori di tensione a impulsi vengono utilizzati per testare le prestazioni e l'affidabilità di questi dispositivi di protezione da sovratensione.

Test di protezione contro i fulmini:I generatori di tensione a impulsi vengono utilizzati per valutare l'efficacia dei sistemi di protezione contro i fulmini e delle disposizioni di messa a terra in varie strutture, come edifici, torri di comunicazione e linee di trasmissione di energia.

Ricerca e sviluppo:Negli ambienti di ricerca, i generatori di tensione a impulso vengono utilizzati per studiare il comportamento delle scariche elettriche, dei fenomeni di guasto e di altri effetti transitori.

Calibrazione e certificazione:I generatori di tensione a impulsi vengono utilizzati per la calibrazione e la certificazione di sistemi di misurazione della tensione e dispositivi di protezione.

Uso e manutenzione del generatore di tensione a impulsi

Assicurarsi che i terminali del cablaggio del circuito principale non siano allentati e che le spazzole di regolazione della tensione siano saldamente in contatto.

Per un utilizzo a lungo termine, utilizzare un megger da 500 V per verificare la resistenza di isolamento del circuito principale verso terra. La resistenza dovrebbe essere di almeno 0,5 megaohm.

La tensione in ingresso corrisponde al valore di tensione sulla targhetta, la differenza tra i due valori è ±10% e la frequenza è 50HZ.

L'interruttore della marcia attuale non può essere azionato sotto carico.

Durante l'operazione, ruotare il volantino in modo uniforme e lento per evitare danni al regolatore.

L'orario di lavoro a pieno carico non deve superare i 5 minuti, l'orario di lavoro continuo deve essere inferiore a 2,5 minuti, ma l'orario di lavoro deve superare i 10 minuti.

L'involucro dell'amplificatore di corrente è dotato di un terminale di messa a terra, che deve essere ben collegato a terra durante l'uso.

Lightening Impulse Voltage Test Equipment

Qual è il principio di funzionamento del generatore di tensione a impulsi?

Il generatore di tensione a impulsi è un dispositivo utilizzato per testare e ispezionare apparecchiature elettriche e cavi. Il suo principio di funzionamento è generare corrente impulsiva a breve termine e ad alta energia e simulare l'aumento di corrente in situazioni anomale come cortocircuiti in apparecchiature o cavi.

Quando si verifica una corrente impulsiva, le sue caratteristiche sono picco elevato, breve durata, alta frequenza e alta energia, che possono simulare guasti e varie situazioni anomale nelle apparecchiature o nei cavi. Il generatore di tensione a impulso immagazzinerà la carica nel condensatore attraverso il condensatore di scarica, quindi rilascerà la carica, generando un impulso di corrente ad alta energia e a breve termine. Questo tipo di impulso elettrico forma un circuito di cortocircuito nell'apparecchiatura o nel cavo collegato e analizza lo stato e l'affidabilità dell'apparecchiatura o del cavo rilevando parametri quali la forma d'onda della corrente, l'ampiezza e la frequenza.

Il principio di funzionamento del generatore di tensione ad impulso è relativamente semplice, ma il suo funzionamento e la sua manutenzione richiedono un certo livello di conoscenze e competenze professionali. Quando si utilizza un generatore di tensione a impulsi per il test, è necessario cablare correttamente l'apparecchiatura o il cavo e impostare parametri di prova appropriati per evitare di danneggiare l'apparecchiatura o il cavo. Allo stesso tempo, dovrebbero essere condotte anche un'accurata analisi dei dati dei test e un giudizio sui risultati al fine di effettuare una ragionevole manutenzione e riparazione di apparecchiature o cavi.

La nostra fabbrica

Beijing Huazheng Technology Co., Ltd. è stata fondata nel 2023, con sede a Pechino, Cina. È un'impresa con eccezionali capacità di innovazione nel campo delle apparecchiature di prova ad alta tensione. La nostra missione è fornire ai clienti soluzioni efficienti e di alta qualità, con l’obiettivo di promuovere il progresso sociale e lo sviluppo sostenibile. I nostri valori sono integrità, innovazione e collaborazione, mettendo sempre i clienti al primo posto. I nostri punti di forza risiedono nella nostra forza tecnica, nel controllo di qualità, nel servizio clienti e nella partnership. Disponiamo di un team di ricerca e sviluppo professionale e di apparecchiature di produzione avanzate, in grado di fornire soluzioni innovative e prodotti di alta qualità. Aderiamo rigorosamente al sistema internazionale di gestione della qualità, garantendo la stabilità e l'affidabilità dei nostri prodotti e servizi. Abbiamo creato un sistema completo di assistenza pre-vendita, vendita e post-vendita per fornire ai clienti supporto e soluzioni completi. Il rapporto di cooperazione a lungo termine stabilito con rinomate imprese nazionali ed estere ha ulteriormente promosso lo sviluppo del settore. Continueremo a sostenere i concetti di integrità, innovazione ed eccellenza e contribuiremo maggiormente allo sviluppo delle apparecchiature di prova ad alta tensione. Scegli Beijing Huazheng Technology Co., Ltd., scegli fiducia e successo.

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Domande poste

D: Come funziona un generatore di tensione a impulso?

R: Il generatore di tensione impulsiva comprende molti condensatori che vengono caricati anche in parallelo da una sorgente di corrente continua ad alta tensione, bassa corrente, ma vengono scaricati in parallelo attraverso resistenze, induttanze e un oggetto di prova tramite uno spinterometro.

D: Qual è lo scopo del generatore di tensione a impulsi?

R: I generatori di impulsi sono la soluzione perfetta per eseguire prove di impulso su cavi HV o UHV nonché su trasformatori di potenza MV e HV. Il sistema di prova completo è costituito da un raddrizzatore di carica, stadi di impulso secondo il "circuito Marx", un divisore di tensione a impulso e un sistema di misurazione della tensione a impulso.

D: Qual è la tensione di uscita massima del generatore di impulsi?

R: I sistemi di prova a impulso SGΔA vengono utilizzati per generare tensioni impulsive da 10 kV a 2400 kV simulando fulmini e sovratensioni di commutazione. L'intervallo di tensione di carica totale copre da 600 kV a 2600 kV con un'energia di fase di 5 o 10 kJ.

D: Perché è necessario lo sgancio controllato in un generatore di impulsi?

R: L'intervento del generatore di impulsi viene effettuato tramite un impulso di intervento che produce una scintilla tra l'elettrodo di attivazione e la sfera messa a terra. A causa degli effetti della carica spaziale e della distorsione del campo nell'intercapedine principale, per il corretto funzionamento è necessaria la scintilla dell'intercapedine principale Fig. 3.27.

D: Quale circuito viene utilizzato come generatore di impulsi?

R: I circuiti Marx modificati vengono utilizzati per generare impulsi ad alta tensione, con condensatori caricati in fasi attraverso un'elevata resistenza e scaricati attraverso spinterometri.

D: Qual è la forma d'onda di uscita del generatore di tensione a impulsi?

R: I generatori di corrente impulsiva generano correnti impulsive standard con forma d'onda 8/20 µs secondo IEC, EN, VDE. L'ampiezza dell'uscita della corrente impulsiva è controllata dalla tensione di carica preimpostata e può essere regolata fino al valore massimo del tipo speciale di generatore.

D: Cos'è un generatore di impulsi multistadio?

R: Erwin Otto Marx fornì un circuito generatore di impulsi multistadio nel 1924. Questo circuito viene utilizzato specificamente per generare un'elevata tensione impulsiva da una fonte di alimentazione a bassa tensione. Il circuito del generatore di impulsi multiplex o comunemente chiamato circuito Marx può essere visto nell'immagine qui sotto.

D: Perché abbiamo bisogno della tensione impulsiva?

R: A scopo di test sono necessarie tensioni impulsive elevate per simulare le sovratensioni che si verificano sul sistema di alimentazione a causa di fulmini o azioni di commutazione.

D: Perché progettiamo un generatore di tensione ad impulso?

R: Il test del dispositivo di protezione contro i fulmini come lo scaricatore di sovratensione è molto importante per determinare che questo dispositivo può funzionare in condizioni normali. Pertanto, il generatore di tensione impulsiva è stato sviluppato per eseguire il test.

D: Qual è la funzione del generatore di impulsi?

R: Il generatore di tensione a impulso può generare un'ampia gamma di tensione ed energia per simulare l'impulso del fulmine, l'onda tagliente del fulmine, l'impulso operativo e altre forme d'onda.

D: Quali sono le applicazioni del generatore di tensione a impulsi?

R: Inoltre, le tensioni impulsive a fronte ripido vengono talvolta utilizzate negli esperimenti di fisica nucleare. Elevate correnti impulsive sono necessarie non solo per i test su apparecchiature come parafulmini e fusibili, ma anche per molte altre applicazioni tecniche come laser, fusione termonucleare e dispositivi al plasma.

D: Come funziona un generatore di tensione a impulso?

R: Il generatore di tensione a impulsi è un dispositivo utilizzato per testare e ispezionare apparecchiature elettriche e cavi. Il suo principio di funzionamento è generare corrente impulsiva a breve termine e ad alta energia e simulare l'aumento di corrente in situazioni anomale come cortocircuiti in apparecchiature o cavi.

D: Come otterrai il controllo del generatore di impulsi?

R: L'impulso di controllo o trigger viene applicato tra questi due elettrodi sull'asta. L'elettrodo di innesco (pin) ha un circuito ausiliario che può fornirgli un'alta tensione di circa 10 kV. Poiché il perno è affilato, la corona viene prodotta a una tensione relativamente bassa provocando una scintilla sull'elettrodo messo a terra.

D: Qual è lo scopo del generatore di tensione a impulsi?

D: Come generare una corrente ad alto impulso?

R: Nella generazione di corrente ad alto impulso, un banco di condensatori collegati in parallelo vengono caricati a un valore specificato e scaricati attraverso un circuito RL in serie.

D: Qual è la capacità della tensione impulsiva?

R: Questa caratteristica esprime, in kV picco, il valore di tensione che l'apparecchiatura è in grado di sopportare. senza guasti, in condizioni di prova. In genere per gli interruttori industriali Uimp=8 kV e per quelli domestici Uimp=6 kV.

D: Qual è la tensione impulsiva di un generatore di tensione impulsiva?

R: Questo fulmine sul conduttore di linea provoca una tensione impulsiva. L'apparecchiatura terminale della linea di trasmissione, come il generatore di tensione a impulso di potenza, subisce quindi questa tensione a impulso di fulmine. Anche in questo caso, durante tutti i tipi di operazioni di commutazione online nel sistema, si verificheranno impulsi di commutazione nella rete.

D: Qual è la tensione di uscita massima del generatore di tensione a impulsi?

D: Quale circuito viene utilizzato come generatore di tensione a impulsi?

R: I circuiti Marx modificati vengono utilizzati per generare impulsi ad alta tensione, con condensatori caricati in fasi attraverso un'elevata resistenza e scaricati attraverso spinterometri.

D: Qual è la funzione del generatore di tensione a impulsi?

R: I generatori di tensione a impulsi vengono utilizzati per testare apparecchiature elettriche generando picchi di alta tensione per brevi periodi, simulando eventi come i fulmini.

Siamo produttori e fornitori professionali di generatori di tensione impulsiva in Cina, specializzati nella fornitura di servizi personalizzati di alta qualità. Vi diamo un cordiale benvenuto nell'acquisto di un generatore di tensione a impulso in vendita qui dalla nostra fabbrica. Per una consulenza sui prezzi, contattateci.

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