直流高壓測試的研究需要電壓水平高于±1000kV的直流電壓發(fā)生器。 該裝置可用于研究直流高壓下直流輸電設(shè)備，換流站設(shè)備和絕緣材料的介電強度和極性轉(zhuǎn)換，也可用于交直流電力設(shè)備的漏電流測試。 其他高壓測試設(shè)備，如浪涌電壓發(fā)生器，浪涌電流發(fā)生器和其他設(shè)備。 隨著直流輸電工程的大規(guī)模部署，直流高壓發(fā)電機的數(shù)量和頻率大大增加。 為了提高直流高壓發(fā)生器的效率，必須提高極性轉(zhuǎn)換的速度。

1、直流高壓發(fā)生器快速極性轉(zhuǎn)換方法

高壓發(fā)生器的整個極性轉(zhuǎn)換涉及一系列過程，例如發(fā)電機降壓，接地，硅堆極性切換，接地和升壓。 在極性切換過程的每個步驟中使用大量時間。 為了縮短極性切換時間并實現(xiàn)直流高壓發(fā)生器的快速極性切換，需要縮短每個過程的時間。

（1）降壓過程

加速降壓速度是縮短極性切換的一個方面，并且主要通過增加放電電阻來實現(xiàn)加速降壓速度。 增加放電電阻不會增加放電電阻器的總電阻，而是增加與分壓器并聯(lián)的相同電阻值的電阻器的數(shù)量。 列數(shù)越多，總電阻值越小，降壓速度越快。 同時，應(yīng)考慮放電電阻的下限，因為過小的放電電阻將不可避免地導(dǎo)致器件正常工作期間漏電流的增加。

（2）接地開關(guān)接地過程

在此過程中，將測試電壓接地到零或小電壓值需要很長時間。 當直流高壓發(fā)電機電壓從測試值降低到一定水平時，通過直接接地快速接地開關(guān)的方法可以大大縮短接地開關(guān)的接地過程。 但是，滿足高壓的接地快速接地開關(guān)可以承受所有高壓和大電流，這對快速接地開關(guān)來說是極其苛刻的。

（3） 硅堆極性轉(zhuǎn)換過程

簡而言之，硅堆棧需要實現(xiàn)快速極性切換，以轉(zhuǎn)換內(nèi)部單管極性。要實現(xiàn)這一目標，首先要考慮動機問題。目前，有三種簡單的動力，由電動，氣動和液壓方法驅(qū)動。根據(jù)本文直流高壓發(fā)生器的結(jié)構(gòu)，在高壓下不可能實現(xiàn)電力，氣動裝置具有氣缸使用的空氣源壓縮比。太大而無法實現(xiàn)硅疊層的平滑極性轉(zhuǎn)換;如果所有硅反應(yīng)器都通過氣管串聯(lián)連接，當氣體中的濕度大時，整套設(shè)備將由于氣管排出，導(dǎo)致設(shè)備損壞等。液壓方法使用經(jīng)過真空處理的烷基苯絕緣油，不會導(dǎo)致排放。其次，油的壓縮比遠小于氣體的壓縮比，可以實現(xiàn)硅反應(yīng)器的平滑極性轉(zhuǎn)換，并且可以避免其他兩種方法的問題。相比之下，可以看出水力選擇方法是合理的。

在液壓驅(qū)動后，內(nèi)部單管和末端液壓缸形成一組傳動機構(gòu)。當液壓缸啟動時，內(nèi)部單管開始平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換極性，直到液壓缸完成并且極性切換到位。此時，返回管路中的油激活壓力繼電器以給出控制信號，指示所有硅堆都在適當?shù)奈恢?。每個硅堆通過液壓油管連接，并且所有硅油積聚管和汽缸并聯(lián)連接，以確保縮短所有硅堆的極性轉(zhuǎn)換操作時間。