沖擊電壓試驗及測量裝置是用于模擬和檢測電力設備在雷電或操作過電壓下絕緣性能的關鍵設備，廣泛應用于高壓電器、電力變壓器、電纜等產品的型式試驗和出廠試驗。以下是關于該裝置的詳細介紹：

沖擊電壓試驗裝置

基本組成

沖擊電壓發生器：核心部件，通過多級電容器并聯充電、串聯放電產生高幅值瞬態電壓波形。

典型參數：輸出電壓可達數百kV至數MV，波形時間范圍微秒級（1.2/50μs雷電波或250/2500μs操作波）。

充電單元：直流高壓電源（如硅堆整流或開關電源），為電容器充電。

脈沖成形電路：通過波前電阻（Rf）和波尾電阻（Rt）調節波形參數。

觸發系統：采用間隙開關或電力電子開關（如IGBT）控制放電時序。

分壓器：用于測量高壓波形，通常為電阻分壓器或電容分壓器。

波形類型

標準雷電沖擊（1.2/50μs）：模擬自然雷電過電壓。

操作沖擊（250/2500μs）：模擬開關操作引起的過電壓。

截斷波：模擬絕緣閃絡時的陡峭電壓跌落。

相關標準

IEC 60060-1、GB/T 16927.1：規定沖擊試驗的波形定義、允差及試驗程序。

測量系統

分壓器

電阻分壓器：適用于雷電波，需考慮高頻響應和熱容量。

電容分壓器：適合操作波，對雜散電容敏感。

混合分壓器：結合電阻和電容，優化寬頻帶響應。

記錄設備

數字示波器：要求高采樣率（≥100MS/s）、高帶寬（≥100MHz）及足夠的垂直分辨率（12位以上）。

光纖傳輸系統：隔離高壓端與測量端，抗電磁干擾。

校準與驗證

方波響應測試：驗證測量系統的上升時間和過沖。

比例誤差校驗：使用標準脈沖源或比對法確保分壓比準確。

試驗流程

試品準備：清潔并固定試品，確保接地可靠。

波形調試：空載條件下調整Rf/Rt，使波形符合標準允差（如波前時間±30%）。

施加電壓：從50%試驗電壓開始階梯式升壓，記錄擊穿或耐受情況。

數據分析：評估波形畸變、擊穿點時間等，判斷絕緣性能。

注意事項

安全防護：試驗區域需設置屏蔽網、安全聯鎖裝置，操作人員保持安全距離。

電磁干擾：采用屏蔽電纜、接地網格抑制干擾信號。

環境控制：濕度過高可能影響外絕緣，需在標準大氣條件下校正試驗結果。

應用場景

電力設備研發：驗證絕緣設計（如變壓器繞組耐受能力）。

故障分析：復現現場過電壓故障，定位絕緣弱點。

標準認證：滿足IEC、IEEE等標準對高壓設備的型式試驗要求。