由于受到整流设备和电容器额定电压的限制，单级冲击电压发生器的最高电压一般不超过200300 kV。但实际的冲击电压试验中，常常需要产生高达数千千伏的冲击电压，就只～有多级冲击电压发生器才能做到了。多级冲击电压发生器的工作原理简单说来就是利用多级电容器并联充电，然后通过球隙将各级电容器串联起来放电，即可获得幅值很高的冲击电压。适当选择放电回路中各元件的参数，即可获得所需的冲击电压波形。
如图3.29所示为多级冲击电压发生器的电路图。图中，先由工频试验变压器T经过整流元件V和充电电阻Rch 、保护电阻Rb给并联的各级主电容C1 ～C3充电，达稳态时，点1、 3、5的电位为零；点2、 4、 6的电位为-U0，充电电阻Rch□波尾电阻R2□阻尼电阻RG，各级球隙G1～G4的放电电压调整到稍大于U0。
图3.29 多级冲击电压发生器的基本电路
T—变压器；Rb—保护电阻；V—整流元件；CP1～CP6—各级对地杂散电容；C1～C3—各级三电容；
C—另加的流前电容；Rch1～Rch6—充电电阻；Rg2～Rg3—阻尼电阻；
G1—点火间隙； G2、 G3—中间球隙； G4—输出球隙；T. O.—被试品
当主电容充电完成后，利用触发脉冲uCF使间隙G1点火击穿，此时点2的电位由-U0突然升到零；主电容C1经G1和Rch1放电， 由于Rch1的阻值很大，故放电进行得很慢，且几乎全部电压都降落在Rch1上，使点1的电位升到+U0。当点2的电位突然升到零时，经Rch4也会对CP4充电，但因的Rch4阻值很大，在极短的时间内，经Rch4对CP4的充电效应是很小的，点4的电位仍接近于-U0，于是间隙G2上的电位差接近于2 U0，促使G2击穿，G2击穿后，主电容C1通过串联电路G1—C1—RG1—G2对CP4充电；同时又串联C2后对CP3充电；由于CP4 、 CP3的值很小，RG1的值也很小，故可以认为G2击穿后，对CP4 、 CP3的充电几乎是立即完成的，点4的电位立即升到+U0，而点3的电位立即升到+2 U0；与此同时，点6的电位却由于Rch6和Rch5的阻隔，仍维持在原电位-U0；于是间隙G3上的电位差就接近3U0，促使G3击穿。接着，主电容C1 、 C2串联后，经G1 、 G2 、 G3电路对CP6充电；再串联C3后对CP5充电；由于CP6 、 CP5很小，RG 1、 RG2也很小，故可以认为CP6和CP5的充电几乎是立即完成的；也即可以认为G3击穿后，点6的电位立即升到+2U0，点5的电位立即升到+3 U0 。 P点的电位显然未变，仍为零。于是间隙G4的电位差接近达3 U0，促使G4击穿。这样，各级主电容C1～C3就被串联起来，经各组阻尼电殂RG向波尾电阻R2放电，形成主放电回路；与此同时，也经R1对波前电容C和被试品电容充电，形成冲击电压波的波前。
虽然此过程中，也存在着各级主电容经充电电阻Rch、阻尼电阻RG和中间球隙G的局部放电。由于Rch的值足够大，这种局部放电的速度比主放电的速度慢很多倍，因此，可认为对主放电没有明显的影响。
中间球隙击穿后，主电容对相应各点杂散电容CP充电的回路中总存在某些寄生电感，这些杂散电容的值又极小，这就可能会引起一些局部振荡。这些局部的振荡将叠加到总的输出电压。为消除这些局部振荡，应在各级放电回路中串入一阻尼电阻RG，此外，主放电回路本身也应保证不产生振荡。
冲击电压是非周期性的快速变化过程。因此，测量冲击电压的仪器和测量系统必须具有良好的瞬变响应特性。冲击电压的测量包括峰值测量和波形记录两个方面。 目前最常用的测量冲击电压的方法有：①测量球隙；②分压器-峰值电压表；③分压器-示波器。球隙和峰值电压表只能测量冲击电压的峰值，示波器则能记录波形，即不仅能指示冲击电压的峰值，而且能显示冲击电压随时间的变化过程。
习题3
3-1 绝缘预防性试验的目的是什么？它分为哪两大类？
3-2 用兆欧表测量大容量试品的绝缘电阻时，为什么随加压时间的增加兆欧表的读数由小逐渐增大并趋于一稳定值？兆欧表的屏蔽端子有何作用？
3-3 何谓吸收比？绝缘干燥时和受潮后的吸收现象有何特点？为什么可以通过测量吸收比来检测绝缘的受潮？
3-4 什么是测量tanδ的正接线和反接线？各适用于何种场合？试述测量tanδ时干扰产生的原因和消除的方法。
3-5 给出对被试品进行工频耐压试验的原理接线图，说明各元件的名称和作用。被试品试验电压的大小是根据什么原则确定的？ 当被试品容量较大时，其试验电压为什么必须在工频试验变压器的高压侧进行测量？
3-6 给出被试品一端接地时测量直流泄漏电流的接线图，并说明各元件的名称和作用。
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