马克思发生器

发布时间：2012-12-26 阅读量：2519 来源: 我爱方案网作者:

马克思发生器定义

马克思发生器（Marx Generator）是一种利用电容并联充电再串联放电的高压装置，该结构由E.Marx于1924年提出，它能模仿雷电及操作过电压等过程。所以经常用于绝缘冲击耐压及介质冲击击穿、放电等试验中。

马克思发生器原理

如图1所示。图中C为级电容,它们由充电电阻R 并联起来,通过整流回路T-D-r充电到V。此时,因保护电阻r 一般比R约大10倍,它不仅保护了整流设备,而且还能保证各级电容充电比较均匀。在第1级中g0为点火球隙，由点火脉冲起动；其他各级中g为中间球隙,它们调整在g0起动后逐个动作。这些球隙在回路中起控制开关的作用,当它们都动作后,所有级电容C就通过各级的波头电阻Rf串联起来,并向负荷电容C0充电。此时,串联后的总电容为C/n，总电压为nV。n为发生器回路的级数。由于C0较小，很快就充满电,随后它将与级电容C一起通过各级的波尾电阻Rt放电。这样，在负荷电容C0上就形成一很高电压的短暂脉冲波形的冲击电压。在此短暂的期间内,因充电电阻R远大于Rf和Rt,因而它们起着各级之间隔离电阻的作用。冲击电压发生器利用多级电容器并联充电、串联放电来产生所需的电压，其波形可由改变Rf和Rt的阻值进行调整,幅值由充电电压V 来调节，极性可通过倒换硅堆D两极来改变。

图中C1为主电容，又称冲击电容，它相当于各级串联后的总电容,即;C2为负荷电容,即C2=C0，它包括调波电容、试品电容、测量设备（分压器）电容及联线等寄生电容;G代表控制放电的球隙;Rf和Rt分别为波头电阻和波尾电阻,它们相当于各级rf和rt的总和，即Rf=nrf，Rt=nrt；U1为充电电压,它相当于各级串联后的总电压，即U1=nV；U2为输出电压,即所需的冲击电压。此等值电路相当于单级冲击电压发生器的电路。根据电路分析，输出电压U2(t)为一双指数函数τ1>>τ 半峰值时间T2≈0.69Rt(C1+C2) 效率冲击电压发生器输出电压幅值V2m与充电电压пV 之比称作发生器的效率η，即 η=(V2m /nV)×100% 对雷电冲击波，η一般约80%；对操作冲击波，η有时仅60%。冲击电压波形参数T1(Tcr)、T2及发生器效率η与回路结构和参数有关，均需通过实际调试进行调整和确定。

对于电力变压器等带有绕组的电力设备，通常还要求做雷电冲击截波试验。冲击电压发生器外接一截断间隙即可产生冲击截波。标准雷电截波是标准雷电冲击波经过2～5μs截断的波形。

冲击电压发生器是高电压试验室的基本试验设备之一。目前中国已建的冲击电压发生器最高额定电压为6MV，有个别国家高达10MV。

马克思发生器电路图

这款马克思发生器总共有六级，每一级由0.002uF 20kV的电容和两个1m欧姆的电阻构成。左边是一个霓虹灯变压器(9kV 30mA)，它产生的高压交流电，通过10个1N4007串联组成的整流器整为直流电，给并联的六组电容充电，当电容充到一定电压的时，就会击穿电容间的放电尖隙，这时6组电容就变成了串联的形式，电压骤增，开始放电，发出很大的声响并能产生5厘米左右的电弧，大约每2~3秒放电一次。把电容间的放电尖隙改造成球隙，电弧长度还可以大幅度提高，达到15厘米左右。

下图为马克思发生器电路图：

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