Jakie jest maksymalne napięcie generatora impulsów piorunowych?

1. Zakres konwencjonalny i typowy

Laboratoria przemysłowe i uniwersyteckie: W przypadku testowania konwencjonalnego sprzętu-wysokonapięciowego (takiego jak transformatory, kable, izolatory) typowe napięcie znamionowe popularnych generatorów impulsów piorunowych zwykle waha się od1000 kV do 6000 kV. Zakres ten pokrywa już potrzeby testowania zdecydowanej większości sprzętu elektroenergetycznego.

Na przykład generator 2400 kV lub 3600 kV to standardowa konfiguracja w wielu dużych-laboratoriach wysokiego napięcia.

Duże laboratoria-klasy krajowej lub światowej: W celu zbadania technologii przesyłu ultra-wysokiego napięcia (UHV) (napięcia przekraczające 800 kV prądu przemiennego lub 1100 kV prądu stałego) i właściwości izolacyjnych powietrza w ekstremalnych warunkach budowane są większe generatory.

Napięcie tych generatorów może osiągnąć8000 kV lub nawet więcej.

2. Rekordy świata i przypadki ekstremalne

Obecnie odnotowywany generator impulsów piorunowych o najwyższym na świecie napięciu znajduje się w Chinach.

Stanowa baza testowa sieci UHV DC: Zbudowany tam generator napięcia impulsowego manapięcie nominalne do 12 000 kV (12 000 kV lub 12 MV). Stanowi to najwyższy poziom na świecie i jest wykorzystywany głównie w badaniach sprzętu UHV i badaniach wyładowań w długich szczelinach powietrznych.

3. Czynniki określające napięcie maksymalne

Maksymalne napięcie wyjściowe generatora impulsów piorunowych nie jest dowolne; zależy to głównie od następujących czynników podstawowych:

Liczba etapów: Generatory impulsów zazwyczaj wykorzystują obwód Marxa. Ładuje wiele kondensatorów równolegle, a następnie rozładowuje je szeregowo, aby wygenerować wysokie napięcie. Napięcie jest mniej więcej równenapięcie ładowania na stopień × liczba stopni. Dlatego więcej stopni teoretycznie daje wyższe napięcie wyjściowe.

Napięcie ładowania na stopień: Jest to napięcie ładowania, jakie może wytrzymać pojedynczy moduł kondensatora.

Rozmiar konstrukcji i izolacja: Wyższe napięcia wymagają wyższych poziomów izolacji. Wymiary fizyczne (wysokość, promień) generatora muszą być wystarczająco duże, aby zapobiec wewnętrznemu przeskokowi lub wyładowaniu do otoczenia przed osiągnięciem napięcia docelowego. Z tego też powodu generatory ultra-wysokiego napięcia są bardzo duże.

Efektywność: Ze względu na obecność pojemności rozproszonej i indukcyjności obwodu rzeczywiste napięcie wyjściowe będzie niższe niż wartość teoretyczna. Dobrze-zaprojektowany generator może mieć wydajność przekraczającą 90%.

Streszczenie