新型0~10kV连续可调便携式组合波发生器的研制

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1、研究与开发新型0～10kV连续可调便携式组合波发生器的研制瞿佥炜孙伟陈坚傅正财（电力传输与功率变换控制教育部重点实验室，上海交通大学电气工程系，上海200030）摘要为了现场检测不同电压等级下电涌保护器（SPD）的冲击动作特性，本文设计出了一套新型0～10kV连续可调便携式组合波发生器。该装置采用了变频与倍压相结合的设计思路，引入了直流斩波、串联谐振以及倍压电路的优化等技术，具有重量轻、体积小和成本低等优势，可方便有效地对SPD进行现场性能测试，确保其安全可靠地运行。关键词：电涌保护器（SPD）；便携式；组合波；倍压；直流斩波；串联谐振DevelopmentofaNovel0~10kVC

2、ontinuousAdjustablePortableCombinationWaveGeneratorQuQianweiSunWeiChenJianFuZhengcai(KeyLaboratoryofControlofPowerTransmissionandConversion,MinistryofEducation,DepartmentofElectricalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030)AbstractInordertotesttheoperatingcharacteristicsoftheSurgePro

3、tectionDevice(SPD)undersurgesofdifferentvoltageonthescene,wedesignedanovelsetofportablecombinationwavegeneratorwhichcanadjustthevoltagefrom0to10kVcontinuously.Thisdeviceadoptedthedesignideaofcombiningthefrequencyconversionandthevoltagedoubling,andincludedsometechnologiessuchasdirectcurrentchoppin

4、g,series-resonant,optimizingofthevoltagedoublingandsoon.Thedevicehasadvantagesoflightweight,smallvolumeandlowcost,andcantesttheperformanceoftheSPDonthesceneconvenientlyandeffectivelytoensuresafeandreliableoperationoftheSPD.Keywords：SurgeProtectionDevice(SPD)；portable；combinationwavegenerator；volt

5、agedoubling；directcurrentchopping；series-resonant近年来，电涌保护器（SurgeProtectionDevice，等级下SPD的冲击动作特性，本文设计了一种以SPD）被广泛应用于低压弱电系统雷电防护领域。arm9嵌入式处理器作为核心控制板的新型0～10kV这些保护器通常以压敏电阻、气体放电管和半导体连续可调便携式组合波发生器。文献[4]简述了一种放电管作为核心保护元件。但这些保护元件在冲击SPD测试装置便携化设计的思路，其与传统设计的电流的作用下会损坏，为了掌握保护器的运行状态，不同之处在于升高充电电源频率以减小变压器体确保其在雷击时的可靠

6、防护作用，需对其进行定期积，同时省去了倍压模块；本系统将其与传统设计的可靠性与性能参数检测。相结合，同时采用变频与倍压模块，提高电源频率[1][2]IEC61643-1：2005和GB18802.1—2011规可降低倍压电路中电容的容量，同时采用倍压电路定，对SPD的性能测试需采用冲击组合波。文献[3]可减少变压器变比以达到减小重量、体积和降低成结论得出，采用开路时输出最大幅值6kV，1.2/50μs本的目的。的冲击电压波形，短路时输出最大幅值3kA，8/20μs1系统整体框图及原理的冲击电流波形的组合波可以在现场检测电涌保护器的冲击动作特性。旨在现场更好地检测不同电压组合波发生器的整体

7、框图如图1所示，系统由2015年第7期1研究与开发直流高压源与组合波发生器放电回路两部分共同构积小、重量轻等诸多优势，更利于测试装置的小型[4]成。由市电220V工频电压供电的直流高压源可产化设计。生0～10kV连续可调直流电压，向目标电容C0充电直流高压源的系统原理图如图2所示，市电至目标值后，待电压稳定，核心控制板关断充电回220V工频电压经整流滤波后得到300V直流电压，路并触发组合波发生器放电回路，产生开路时输出输入DC/D