高电压技术实验指导书

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1、《高电压技术》实验指导书《高电压技术》实验指导书适用专业:电气工程与自动化（电力方向）课程代码:8414900总学时:4总学分:2.5编写单位:电气信息学院编写人:张彼德审核人:审批人:批准时间:年月日-10-《高电压技术》实验指导书目录实验一冲击高电压的产生…………………………………………………………………………………2实验二避雷针保护范围的计算机辅助分析………………………………………………………………6参考文献……………………………………………………………………………………………………12-10-《高电压技术》实验指导

2、书实验一冲击高电压的产生一、实验目的和任务1、了解冲击高电压发生器的结构。2、掌握冲击高电压的产生原理。3、了解产生冲击高电压的操作方法。4、观察气体间隙击穿、放电现象二、实验内容此实验为演示试验,先向学生介绍冲击高电压的产生原理、冲击高电压发生器的结构以及详细的操作方法，最后指导老师演示操作过程，产生冲击高电压。三、实验仪器、设备及材料多功能高电压教学系统，主要有控制台、试验变压器、整流硅堆、保护电阻、波头电阻、波尾电阻、主电容、电容分压器、球隙等组成四、实验原理1、基本原理（1)多级冲击电压发生器原理接线图(2)基本原

3、理:并联充电，串联放电a)充电过程充电过程中,火花间隙都不都击穿，所在支路呈开路状态，电路简化为上图。各级电容器经数目不等的充电电阻并联地由整流电源充电，前面的电容比后面的电容充电速度快，时间足够长时，全部电容器的偶数点都达到-Uc,奇数点为零电位,所得电压为负极性b)放电过程-10-《高电压技术》实验指导书l当F1在Uc作用下击穿时,立即将点2、3连接起来,3点电位近似变成-Uc,4的电位近似变为-2Uc,F2上的电位差将达2Uc而迅速击穿，F3、F4将在3Uc和4Uc的电压下依次击穿；l由于各级电阻R有足够大的阻值可近

4、似地看成开路，各台电容器被串联起来对波尾电阻R2和波前电容放电(3)起动方式使各级电容器充电到一个略低于F1击穿电压的水平上，处于准备动作的状态，然后利用点火装置产生一点火脉冲，送到点火球隙F1中的一个辅助间隙上使之击穿并引起F1的主间隙击穿,起动整套装置。2、实验装置（1）实验接线图R0：保护电阻D1：整流硅堆G1、G2：球隙C1、C2：主电容G1、G2、G0：球隙Cd1、Cd2：电容分压器Rf：波头电阻Rt：波尾电阻（2）动作前等值电路（3）动作后等值电路-10-《高电压技术》实验指导书五、实验步骤1、检查冲击电压发生

5、器的接线2、检查接地棒是否接地良好，调压器是否在零位。3、将接地棒从冲击电压发生器的电容器上取下，作升压准备4、合闸5、缓慢均匀升压，接近冲击发生器的每级充电电压时，停止升压，并迅速将调压器回零6、启动点火装置，使冲击发生器动作7、试验完毕后，切断电源，用接地棒将冲击电压发生器的充电电容放电，并将接地棒挂在电容器的高压端六、实验报告掌握冲击电压发生器的结构及原理，了解具体的操作方法。七、实验注意事项1、测试之前要进行2-3次的预放电。2、每次测试完毕后，调压器回零，将接地棒挂在电容器的高压端。八、思考题1、产生雷电冲击高压

6、和操作冲击高压，应当调节哪些参数，如何调节？2、若要产生雷电截波，实验装置该作何变化？实验二避雷针保护范围的计算机辅助分析一、实验目的和任务1、根据提供的分析软件，分别用滚球法和折线法分析单根和两根避雷针的保护范围；2、对影响避雷针保护范围的有关因素进行分析二、实验内容1、不同高度单根避雷针分别用滚球法（不同滚球半径）和折线法时的保护范围三维图2、不同高度、不同距离双根避雷针分别用滚球法（不同滚球半径）和折线法时的保护范围三维图三、实验仪器、设备及材料MATLAB工具、避雷针保护范围分析软件、计算机四、实验原理避雷针保护范

7、围的计算方法主要有折线法和滚球法两种。所谓滚球法就是以-10-《高电压技术》实验指导书为半径的一个球体，沿需要防直击雷的部位滚动，当球体只触及接闪器(包括被利用作为接闪器的金属物)或接闪器和地面(包括与大地接触能承受雷击的金属物)，而不触及需要保护的部位时，则该部分就得到接闪器的保护，也就在避雷针的保护范围之内，不同类别的防雷建筑物的滚球半径有所有不同。根据不同建筑物的重要性，选择的滚球半径如下表所示。表建筑物防雷的滚球半径建筑物防雷类别滚球半径hr（m）第一类防雷建筑物30第二类防雷建筑物45第三类防雷建筑物601、滚球

8、法单根避雷针的保护范圈当避雷针的高度时，距地面处作一条平行于地面的平行线，以避雷针的针尖为圆心，为半径画弧，交水平线于A、B两点，又分别以A、B两点为圆心，为半径，从针尖向地面画弧，如图1.l所示，曲线就是避雷针保护范围的边界，保护范围是一个对称的锥体。滚球法单根避雷针的保护范围避雷针在高度的平面上的保