[科普中国]-直流高电压发生器

直流高电压发生器产生直流高电压的试验装置。主要用于研究直流输电及换流站设备和绝缘材料在直流高电压下的绝缘强度、直流输电线路电晕和离子流及其效应以及进行交直流电力设备的泄漏电流试验。一些电容量较大的交流设备，如电力电缆、电容器等，也常应用直流高压发生器进行绝缘试验，以减小对试验设备容量的要求。直流高压发生器还可作为其它高压试验设备如冲击电压发生器、冲击电流发生器、振荡回路(见振荡回路试验站)等的电源。在其它科技领域里也被广泛应用。

特性高电压实验室中通常用将交流高电压整流的办法产生直流高电压。整流电路主要有简单整流电路和串级整流电路，其基本要求是：①输出电压的脉动系数应不大于3%；②一旦被试品发生闪络，电源应能够维持电弧使它不熄灭。流高压发生器的特性用额定直流电流(平均值)Id相应的输出电压(平均值)Ud和电压脉动系数S表示。S=(Umax-Umin)%/(2Ud)，式中Umax、Umin分别是输出电压的最大值和最小值。1

简单整流电路高电压实验室内应用最广泛的基本整流电路如图1所示。空载时，半波整流电路的输出电压等于变压器输出交流电压的最大值Um；两种倍压整流电路的输出电压都等于2倍交流电压最大值，即2Um。负载时，输出电压降低，并发生脉动。用全波整流电路可以获得较大的输出电流，或者在同样输出电流下，电压的脉动系数较小。1

串级直流高压发生器将图1倍压整流电路以级串联起来，空载时输出电压可达2nUm。以图1为基础的串级直流高压发生器输出电流比较大，但需要用特制的绝缘铁芯变压器充电。负载时，串级直流高压发生器的电压降落和电压脉动都随级数的增加而急剧增加，因此，串级的级数通常不超过5级。为得到较大的输出电流，可以用提高电源频率的办法，也可以用对称回路或三相回路的串级直流高压发生器。串级直流高压发生器的电压已做到2MV。2

高压硅堆高压整流电路中将交流变换成直流的关键元件是高压硅堆，一般是由多个硅二极管串联组成。通常用额定整流电流、正向压降、额定反峰电压等参数表示它的特征。它体积小，重量轻，寿命长，使用简便，无辐射，普遍应用于直流高压发生器中。由于对地杂散电容的影响，使串联的每个硅二极管上的电压分布不均匀，从而限制了高压硅堆反峰电压的提高。提高硅二极管的反峰电压并相应地减少串联的硅二极管的个数，并采取强迫均压的措施，可以进一步提高高压硅堆的反峰电压。直流高压也可由静电发生器产生，它的特点是波形稳定度高，但容量小，电力产品的绝缘试验中很少应用。2

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武伟 - 高级工程师 - 天津直升机有限责任公司