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Generador de voltaje de impulso

¿Qué es el generador de voltaje de impulso?

Un generador de impulsos es un aparato eléctrico que produce sobretensiones muy breves de alto voltaje o alta corriente. Estos dispositivos se pueden clasificar en dos tipos: generadores de tensión de impulso y generadores de corriente de impulso.

Beneficios del generador de voltaje de impulso

Simulando condiciones del mundo real:Los impulsos de alto voltaje que simulan circunstancias de sobretensión transitoria que se observan en los sistemas eléctricos del mundo real, incluidos rayos o sobretensiones, se pueden generar utilizando generadores de voltaje de impulso. Esto permite a los ingenieros evaluar qué tan bien el aislamiento del equipo puede tolerar tales sucesos.

Exactitud y precisión:Estos generadores están diseñados para ofrecer formas de onda de voltaje precisas con características conocidas, lo que garantiza resultados de pruebas consistentes y confiables. Los ingenieros pueden medir con precisión el voltaje de ruptura y evaluar el rendimiento del aislamiento del equipo probado.

Parámetros personalizables:Los generadores de voltaje de impulso a menudo permiten el ajuste de parámetros como la amplitud del voltaje, el tiempo de subida y la forma de onda. Esta flexibilidad permite a los ingenieros adaptar las condiciones de prueba para que coincidan con los requisitos o estándares de aplicaciones específicas.

Capacidad de alta energía:Los generadores de voltaje de impulso pueden generar pulsos de alta energía, que son necesarios para probar equipos de alto voltaje y alta potencia. Son capaces de generar impulsos con niveles de energía suficientes para llevar los sistemas de aislamiento al límite sin causar daños al propio generador.

Seguridad:Estos generadores están diseñados con características de seguridad para proteger tanto el equipo bajo prueba como al personal que realiza las pruebas. Por lo general, se incorporan mecanismos de seguridad, blindaje y conexión a tierra para minimizar el riesgo de accidentes o daños durante las pruebas.

Rentabilidad:Si bien los generadores de voltaje de impulso representan una inversión significativa, ofrecen ahorros de costos a largo plazo al ayudar a identificar posibles debilidades de aislamiento en las primeras etapas del proceso de desarrollo o producción. Esto puede evitar costosas fallas y tiempos de inactividad en el campo.

Pruebas de cumplimiento:Las pruebas de voltaje de impulso son a menudo un requisito para cumplir con los estándares y regulaciones de la industria. El uso de generadores de voltaje de impulso dedicados garantiza que los procedimientos de prueba cumplan con los estándares requeridos y proporcionen documentación rastreable para fines regulatorios.

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Construcción de generador de voltaje de impulso

Debe cargar la capacitancia de impulso C1 de un generador de voltaje de impulso SUG255 desde una fuente de corriente continua (CC). Un rectificador y un transformador elevador forman el suministro. Para evitar que los efectos de pretensado en el interior de los aislamientos afecten a la resistencia a la rotura, la duración de la carga debe ser de al menos 3 a 10 segundos. Esto se debe a que cada aplicación de voltaje deja efectos preionizantes.

La carga a través de una fuente de CC regulada por tiristores es ahora una opción práctica. Para construir las resistencias se pueden utilizar diversos materiales resistivos, incluidos alambre, líquido y compuestos (carbono, etc.).

Por lo tanto, para este fin se utilizan resistencias bobinadas no inductivas, comparativamente caras. Desde la perspectiva de la oscilación del circuito, se consideran bastante adecuados.

Estas resistencias deben colocarse de manera que puedan cambiarse rápidamente por otras nuevas, ya que sus necesidades de carga pueden variar según la onda producida. Los condensadores elegidos para su uso en un generador de tensión de impulso influyen significativamente en su diseño.

Convencionalmente se utilizan condensadores de alta tasa de descarga con aislamiento de papel de aceite. Es una práctica común sustituir el material aceite por fluidos especiales con mayor permitividad para lograr la misma capacitancia con un capacitor más pequeño.

Una ventaja de este diseño es que permite apilar condensadores en una columna vertical. Cada etapa está separada de la siguiente por soportes que imitan la forma de los condensadores pero carecen del dieléctrico.

Los espacios entre las esferas de conexión se apilan horizontalmente sobre brazos y se modifican mediante un motor y un indicador controlado a distancia. Los explosores caen perfectamente en cascada en esta configuración gracias a su irradiación mutua.

Cuando se utilizan las mezclas de gases adecuadas, mejora el rendimiento de conmutación. Cuando el generador de voltaje de impulso no está en uso, los capacitores deben descargarse a tierra. Debido al fenómeno de relajación, los condensadores de CC pueden acumular rápidamente grandes voltajes después de un cortocircuito durante un breve período.

Tipos de generador de voltaje de impulso

Generadores de impulsos

Las sobretensiones plantean un problema importante para todos los dispositivos electrónicos y son el peor temor de todo diseñador de circuitos. El término "impulso" se utiliza ampliamente para describir estos picos de voltaje, que normalmente se miden en el rango de kilovoltios y duran sólo unos pocos microsegundos.
Los rayos son un ejemplo de un fenómeno natural que genera voltaje de impulso, que se puede identificar por su distintivo tiempo de caída alto o bajo seguido de un tiempo de aumento de voltaje muy alto. Nuestros productos deben ser probados para determinar su resistencia contra voltaje impulsivo, ya que puede causar fallas catastróficas en equipos eléctricos.
Aquí, un dispositivo llamado generador de voltaje de impulso produce ráfagas cortas de voltaje o corriente muy alta dentro de un entorno de prueba cuidadosamente monitoreado. Aquí se analizan el propósito y el funcionamiento de un generador de voltaje de impulso. En consecuencia, entremos en acción.
Como se mencionó anteriormente, un generador de impulsos crea sobretensiones muy breves y extremadamente altas de voltaje o corriente. Como resultado, existen dos generadores de impulsos distintos: los que producen un pico de voltaje y los que tienen una onda de corriente. Pero aquí hablaremos de generadores de voltaje de impulso.

Generador de voltaje de impulso

Un conjunto de condensadores, resistencias y explosores forman un generador de voltaje de impulso. Después de cargar los condensadores en paralelo a través de resistencias de una fuente de corriente continua de alto voltaje, se conectan en serie y se descargan a través de un equipo de prueba mediante una descarga simultánea de los explosores.
El explosor descarga la corriente de impulso a través de resistencias, inductancias y el elemento bajo prueba. El generador de impulsos de corriente se compone de numerosos condensadores que se cargan en paralelo mediante una fuente de corriente continua de alta tensión y baja corriente.
Las pruebas de transformadores, las pruebas de corriente de impulso de pararrayos e incluso componentes de turbinas eólicas o aviones son pruebas especializadas que se pueden realizar utilizando generadores de voltaje de impulso personalizados. Debido a la naturaleza modular del sistema, se puede utilizar en diversos entornos, incluidas instalaciones de fabricación e investigación y desarrollo.

generador de marx

Entre ellos se encuentra el generador Marx porque Erwin Otto Marx lo sugirió inicialmente en 1923. Se cargan múltiples condensadores en paralelo usando resistencias, simulando una fuente de corriente continua de alto voltaje, y luego se conectan en serie y se descargan a través de un elemento de prueba con una sola chispa. a través de las chispas.
La vía de chispas descarga la corriente de impulso a través de resistencias, inductancias y un elemento de prueba en paralelo después de ser cargada por una fuente de corriente continua de alto voltaje y baja corriente.

Circuito del generador de impulsos.

Los generadores de voltaje de impulso utilizan una versión modificada del circuito multiplicador de Marx. A medida que el generador avanza a través de sus fases, se aplican voltajes CC positivos y negativos de hasta 100 kV a través de explosores que conectan el conjunto de condensadores de impulso del generador en serie, generando impulsos eléctricos.
Las resistencias delantera y trasera en las etapas del generador permiten ajustar los tiempos de subida y bajada de los impulsos aproximadamente dobles exponenciales. Las inductancias internas se mantienen bajas y el voltaje se moldea suavemente manteniendo corto el circuito de descarga.

Componentes del generador de voltaje de impulso.

Cuatro columnas de plástico reforzado con fibra de vidrio proporcionan aislamiento a los componentes internos del generador de impulsos. Cada etapa del generador es estructuralmente sólida, gracias a marcos rectangulares. Cada tercera etapa tiene una plataforma plegable a la que puede acceder para cambiar las resistencias.
Una escalera aislada proporciona un acceso seguro a estas plataformas en las fases del generador. Para garantizar que los explosores de conmutación en todas las etapas tengan siempre aire limpio para un disparo fiable, suelen estar alojados en una quinta columna aislante con una pequeña sobrepresión de aire.
Las características de seguridad del generador de prueba incluyen dos seccionadores de tierra y dos cables de tierra accionados por motor, que cortocircuitan todos los condensadores de impulso cuando el generador de impulso está apagado.

Aplicación del generador de voltaje de impulso

Pruebas de alto voltaje:Los generadores de voltaje de impulso se utilizan para probar la resistencia del aislamiento de equipos eléctricos, como transformadores de potencia, disyuntores, cables y aisladores. El voltaje de impulso generado tensiona el aislamiento, lo que permite a los ingenieros garantizar su capacidad para resistir sobretensiones transitorias.

Prueba de pararrayos contra sobretensiones:Los descargadores de sobretensiones protegen los equipos eléctricos de sobretensiones provocadas por rayos o sobretensiones de conmutación. Los generadores de voltaje de impulso se utilizan para probar el rendimiento y la confiabilidad de estos dispositivos de protección contra sobretensiones.

Pruebas de protección contra rayos:Los generadores de voltaje de impulso se utilizan para evaluar la efectividad de los sistemas de protección contra rayos y las disposiciones de puesta a tierra en diversas estructuras, como edificios, torres de comunicación y líneas de transmisión de energía.

Investigación y Desarrollo:En entornos de investigación, los generadores de voltaje de impulso se emplean para investigar el comportamiento de descargas eléctricas, fenómenos de ruptura y otros efectos transitorios.

Calibración y Certificación:Los generadores de tensión de impulso se utilizan para la calibración y certificación de sistemas de medición de tensión y dispositivos de protección.

Uso y mantenimiento del generador de voltaje de impulso

Asegúrese de que los terminales del cableado del circuito principal no estén sueltos y que las escobillas de ajuste de voltaje estén firmemente en contacto.

Para uso a largo plazo, utilice un megger de 500V para verificar la resistencia de aislamiento del circuito principal a tierra. La resistencia debe ser de al menos 0,5 megaohmios.

El voltaje de entrada coincide con el valor de voltaje en la placa de identificación, la diferencia entre los dos valores es ±10% y la frecuencia es 50HZ.

El interruptor de marcha actual no se puede operar bajo carga.

Durante la operación, gire el volante de manera uniforme y lenta para evitar daños al regulador.

El tiempo de trabajo a plena carga no debe exceder los 5 minutos, el tiempo de trabajo continuo debe ser inferior a 2,5 minutos, pero el tiempo de trabajo debe exceder los 10 minutos.

La carcasa del amplificador de corriente tiene un terminal de conexión a tierra, que debe estar bien conectado a tierra durante el uso.

Lightening Impulse Voltage Test Equipment

¿Cuál es el principio de funcionamiento del generador de voltaje de impulso?

El generador de voltaje de impulso es un dispositivo que se utiliza para probar e inspeccionar equipos y cables eléctricos. Su principio de funcionamiento es generar corriente de impulso de alta energía y de corta duración y simular el aumento de corriente en situaciones anormales, como cortocircuitos en equipos o cables.

Cuando ocurre una corriente de impulso, sus características son pico alto, tiempo corto, alta frecuencia y alta energía, lo que puede simular fallas y diversas situaciones anormales en equipos o cables. El generador de voltaje de impulso almacenará la carga en el capacitor a través del capacitor de descarga y luego liberará la carga, generando un pulso de corriente de corta duración y alta energía. Este tipo de pulso eléctrico forma un bucle de cortocircuito en el equipo o cable conectado y analiza el estado y la confiabilidad del equipo o cable detectando parámetros como la forma de onda, la amplitud y la frecuencia de la corriente.

El principio de funcionamiento del generador de voltaje de impulso es relativamente simple, pero su operación y mantenimiento requieren un cierto nivel de conocimientos y habilidades profesionales. Cuando se utiliza un generador de voltaje de impulso para realizar pruebas, es necesario cablear correctamente el equipo o el cable y establecer los parámetros de prueba adecuados para evitar dañar el equipo o el cable. Al mismo tiempo, también se debe realizar un análisis preciso de los datos de prueba y un juicio de resultados para llevar a cabo un mantenimiento y reparación razonables de equipos o cables.

Nuestra fábrica

Beijing Huazheng Technology Co., Ltd. se estableció en 2023 y tiene su sede en Beijing, China. Es una empresa con destacadas capacidades de innovación en el campo de los equipos de prueba de alto voltaje. Nuestra misión es brindar a los clientes soluciones eficientes y de alta calidad, con el objetivo de promover el progreso social y el desarrollo sostenible. Nuestros valores son la integridad, la innovación y la colaboración, poniendo siempre a los clientes en primer lugar. Nuestras fortalezas residen en nuestra solidez técnica, control de calidad, servicio al cliente y asociación. Contamos con un equipo profesional de I+D y equipos de producción avanzados, que pueden proporcionar soluciones innovadoras y productos de alta calidad. Nos adherimos estrictamente al sistema internacional de gestión de calidad, garantizando la estabilidad y confiabilidad de nuestros productos y servicios. Hemos establecido un sistema integral de servicio de preventa, venta y posventa para brindar a los clientes soporte y soluciones integrales. La relación de cooperación a largo plazo establecida con reconocidas empresas nacionales y extranjeras ha promovido aún más el desarrollo de la industria. Continuaremos defendiendo los conceptos de integridad, innovación y excelencia, y contribuiremos más al desarrollo de equipos de prueba de alto voltaje. Elija Beijing Huazheng Technology Co., Ltd., elija confianza y éxito.

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Preguntas formuladas

P: ¿Cómo funciona un generador de voltaje de impulso?

R: El generador de voltaje de impulso comprende muchos capacitores que también se cargan en paralelo mediante una fuente de corriente continua de alta tensión y baja corriente, pero se descarga en paralelo a través de resistencias, inductancias y un objeto de prueba mediante una vía de chispas.

P: ¿Cuál es el propósito del generador de voltaje de impulso?

R: Los generadores de impulsos son una solución perfecta para realizar pruebas de impulso en cables HV o UHV, así como en transformadores de potencia MV y HV. El sistema de prueba completo consta de un rectificador de carga, etapas de impulso según el "Circuito Marx", un divisor de tensión de impulso y un sistema de medición de tensión de impulso.

P: ¿Cuál es el voltaje de salida máximo del generador de impulsos?

R: Los sistemas de prueba de impulso SGΔA se utilizan para generar voltajes de impulso de 10 kV a 2400 kV simulando rayos y sobretensiones de conmutación. El rango total de tensión de carga abarca desde 600 kV hasta 2600 kV con una energía de etapa de 5 o 10 kJ.

P: ¿Por qué es necesario el disparo controlado en un generador de impulsos?

R: El disparo del generador de impulsos se produce mediante un impulso de disparo que produce una chispa entre el electrodo de disparo y la esfera conectada a tierra. Debido a los efectos de la carga espacial y la distorsión del campo en el espacio principal, se aplica la chispa del espacio principal (Fig. 3.27) para un funcionamiento correcto.

P: ¿Qué circuito se utiliza como generador de impulsos?

R: Los circuitos Marx modificados se utilizan para generar impulsos de alto voltaje, con condensadores cargados en etapas a través de alta resistencia y descargados a través de explosores.

P: ¿Cuál es la forma de onda de salida del generador de voltaje de impulso?

R: Los generadores de sobretensión generan corrientes de impulso estándar con forma de onda de 8/20 µs según IEC, EN, VDE. La amplitud de salida de la corriente de pulso se controla mediante un voltaje de carga preestablecido y se puede ajustar hasta el valor máximo del tipo especial de generador.

P: ¿Qué es un generador de impulsos de múltiples etapas?

R: Erwin Otto Marx proporcionó un circuito generador de impulsos de varias etapas en 1924. Este circuito se utiliza específicamente para generar alto voltaje de impulso a partir de una fuente de energía de bajo voltaje. El circuito del generador de impulsos multiplexado o comúnmente llamado circuito de Marx se puede ver en la siguiente imagen.

P: ¿Por qué necesitamos voltaje de impulso?

R: Se requieren altos voltajes de impulso con fines de prueba para simular sobrevoltajes que ocurren en el sistema de energía debido a rayos o acciones de conmutación.

P: ¿Por qué diseñamos un generador de voltaje de impulso?

R: La prueba del dispositivo de protección contra rayos, como el descargador de sobretensiones, es muy importante para determinar que este dispositivo puede funcionar en condiciones normales. Por lo tanto, se desarrolla el generador de voltaje de impulso para realizar la prueba.

P: ¿Cuál es la función del generador de impulsos?

R: El generador de voltaje de impulso puede generar una amplia gama de voltaje y energía para simular el impulso de un rayo, una onda cortante de un rayo, un impulso de operación y otras formas de onda.

P: ¿Cuáles son las aplicaciones del generador de voltaje de impulso?

R: Además, a veces se utilizan voltajes de impulso de frente pronunciado en experimentos de física nuclear. Se necesitan corrientes de alto impulso no sólo para pruebas en equipos como pararrayos y fusibles, sino también para muchas otras aplicaciones técnicas como láseres, fusión termonuclear y dispositivos de plasma.

P: ¿Cómo funciona un generador de voltaje de impulso?

R: El generador de voltaje de impulso es un dispositivo que se utiliza para probar e inspeccionar equipos y cables eléctricos. Su principio de funcionamiento es generar corriente de impulso de alta energía y de corta duración y simular el aumento de corriente en situaciones anormales, como cortocircuitos en equipos o cables.

P: ¿Cómo obtendrás el control del generador de impulsos?

R: El pulso de control o disparador se aplica entre estos dos electrodos en la varilla. El electrodo disparador (pin) tiene un circuito auxiliar que puede suministrarle un alto voltaje de aproximadamente 10 kV. Dado que el pasador es afilado, se produce corona a un voltaje relativamente bajo, lo que provoca que se produzca una chispa hacia el electrodo puesto a tierra.

P: ¿Cuál es el propósito del generador de voltaje de impulso?

P: ¿Cómo generar una corriente de alto impulso?

R: En la generación de corriente de alto impulso, un banco de condensadores conectados en paralelo se cargan a un valor específico y se descargan a través de un circuito RL en serie.

P: ¿Qué es la capacidad de voltaje de impulso?

R: Esta característica expresa, en kV pico, el valor de tensión que el equipo es capaz de soportar. sin fallas, bajo condiciones de prueba. Generalmente, para interruptores industriales, Uimp=8 kV y para los domésticos, Uimp=6 kV.

P: ¿Cuál es el voltaje de impulso de un generador de voltaje de impulso?

R: Este rayo en el conductor de línea provoca un voltaje de impulso. El equipo terminal de la línea de transmisión, como el generador de voltaje de impulso de energía, experimenta este voltaje de impulso de rayo. Nuevamente, durante todo tipo de operación de conmutación en línea en el sistema, se producirán impulsos de conmutación en la red.

P: ¿Cuál es el voltaje de salida máximo del generador de voltaje de impulso?

P: ¿Qué circuito se utiliza como generador de voltaje de impulso?

R: Los circuitos Marx modificados se utilizan para generar impulsos de alto voltaje, con condensadores cargados en etapas a través de alta resistencia y descargados a través de explosores.

P: ¿Cuál es la función del generador de voltaje de impulso?

R: Los generadores de voltaje de impulso se utilizan para probar equipos eléctricos generando sobretensiones de alto voltaje durante períodos cortos, simulando eventos como rayos.

Somos fabricantes y proveedores profesionales de generadores de voltaje de impulso en China, especializados en brindar un servicio personalizado de alta calidad. Le damos una calurosa bienvenida a comprar un generador de voltaje de impulso a la venta aquí desde nuestra fábrica. Para consulta de precios, contáctenos.

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