雷電沖擊試驗是評估電氣設備絕緣強度的一項關鍵高壓試驗，用于模擬設備在運行中遭受雷擊過電壓時的耐受能力。
一、 系統主要組成
一套完整的雷電沖擊電壓試驗系統由多個核心部分協同工作，各部分功能及構成如下：
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沖擊電壓發生器
作為系統核心，其功能是產生符合標準要求的雷電沖擊電壓波形。該設備基于馬克思電路原理建造，由多級儲能電容器、充電電阻、波前電阻、波尾電阻、點火球隙等部件組成。通過將各級電容器并聯充電后串聯放電，從而獲得極高的沖擊電壓輸出。
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直流充電裝置
為沖擊電壓發生器的各級電容器提供可調、穩定的直流高壓電源。通常包含調壓器、高壓變壓器、高壓整流硅堆和濾波元件。該裝置的充電電壓精度和穩定性，直接影響最終沖擊電壓的峰值精度。
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測量與截斷系統
負責精確測量和記錄沖擊電壓，主要包含以下組件：
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分壓器：將高電壓按比例降至測量儀器可安全處理的低電壓，阻尼電容分壓器因性能優異，已成為主流選擇。
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數字記錄儀：采用高速、高分辨率的數字示波器，用于采集、顯示并分析由分壓器傳來的低壓信號，計算波形的峰值、波前時間、半峰值時間等關鍵參數。
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截斷間隙：用于在標準規定時刻（如 2-6 微秒）截斷沖擊波，產生 “雷電沖擊截波”，以模擬絕緣子在沖擊下發生閃絡的情況。
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自動控制系統
作為現代試驗系統的指揮中樞，通常由工業計算機、專用控制軟件和可編程控制器構成。該系統實現對整個試驗流程的自動化控制，涵蓋充電電壓設定、自動點火、波形參數計算、試驗序列管理、數據存儲與報告生成等功能，同時集成安全聯鎖功能。
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試品與輔助設施
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被試設備：屬于系統回路的一部分，其等效電容是影響波形和發生器選型的關鍵因素。
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接地系統：要求具備低阻抗、大面積的良好接地條件，確保放電回路暢通和人員安全。
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屏蔽試驗大廳：用于防止高壓放電產生的強烈電磁輻射，避免對測量系統和周邊電子設備造成干擾。
二、 設備選型要點與步驟
選型的核心目標是確保設備能夠為特定試品產生符合標準的波形，選型需遵循以下邏輯步驟：
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第一步：明確試驗需求
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確定最高試驗電壓：查閱被試產品所遵循的國家或國際標準，明確所需的全波和截波試驗電壓峰值。
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評估最大負載電容：確定待試產品中電容最大的品類，估算或測量其等效對地電容，該參數是選型過程中最關鍵的技術指標。
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第二步：計算沖擊電壓發生器關鍵參數
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標稱電壓：即發生器的最高輸出空載電壓，應比所需最高試驗電壓高出 10%-20%，以此補償負載壓降并為調節預留裕量。
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標稱能量：作為決定發生器驅動大電容負載能力的核心指標，發生器的儲能必須足夠大，才能在連接大電容試品時，仍能產生標準規定的 1.2/50 微秒波形。通常需要根據試品電容和輸出電壓，通過效率公式進行詳細計算，確保負載電容處于發生器的有效負載能力范圍內。
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波形調節能力：發生器的波前電阻和波尾電阻需具備足夠的可調范圍，以適應不同電容的試品，實現標準波形的精確調出。
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第三步：選擇合適的測量與控制系統
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測量系統：選擇帶寬足夠（通常大于 20MHz）、響應快速的阻尼電容分壓器與高采樣率數字記錄儀組合。整個測量系統必須定期進行標準校準，確保測量不確定度符合要求。
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控制系統：優先選擇自動化程度高、軟件功能成熟的系統，以此提升測試效率、試驗重復性和操作安全性。
選型概括：對于電容小的試品，選型側重電壓等級和測量精度；對于電容大的試品，發生器能量是選型的首要決定性因素，必須進行嚴謹的負載能力核算。
