專利名稱：一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，屬于電力電容器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高壓電力電容器(如并聯(lián)電容器、濾波電容器、串聯(lián)電容器等)在運(yùn)行中發(fā)生極間貫穿性擊穿短路故障，通常擊穿多發(fā)生于電壓峰值附近，此時(shí)電容器的儲(chǔ)能能量為最大，而工頻電流正處于過(guò)零附近，此時(shí)與之直接并聯(lián)的所有完好電容器對(duì)故障電容器短路放電， 在這瞬間注入大量能量，在故障電容器內(nèi)部形成強(qiáng)烈電弧，在內(nèi)部電弧的作用下故障電容器內(nèi)部的絕緣介質(zhì)和浸漬劑迅速分解，在極短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體和高溫，促使電容器箱殼內(nèi)的壓力突然上升，對(duì)電容器的箱殼和瓷套產(chǎn)生強(qiáng)力沖擊，當(dāng)這股沖擊力大于箱殼或瓷套的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，電容器的箱殼或瓷套就會(huì)發(fā)生爆裂，使故障進(jìn)一步擴(kuò)大，產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。故電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 840-2003《高壓并聯(lián)電容器使用技術(shù)條件》規(guī)定電容器耐受爆破能量試驗(yàn)為型式試驗(yàn)項(xiàng)目，要求注入能量不小于15kW. s (全膜)或IOkW. s (膜紙)。由于該項(xiàng)試驗(yàn)電壓等級(jí)高(一般5kV以上)、電流幅值大(幾十kA至幾百kA)、頻率高(4kHz以上)，對(duì)放電回路RLC參數(shù)的要求非常高，因此設(shè)計(jì)一套充放電回路和測(cè)量系統(tǒng)符合要求的裝置是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種新型的電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，本實(shí)用新型裝置其充電回路采用工頻交流耐壓裝置加整流硅堆，可移動(dòng)，平時(shí)不占裝置空間；其電容器組及放電回路，能保證放電電流的頻率和相鄰峰值比符合要求；其測(cè)量系統(tǒng)采樣頻率高達(dá) lOMS/s，滿足高頻大電流信號(hào)測(cè)量要求。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，包括裝置由充電回路、電容器組及放電回路和測(cè)量系統(tǒng)三大部分；其中充電回路包括調(diào)壓器、變壓器、保護(hù)電阻、整流硅堆和高壓表；電容器組及放電回路包括儲(chǔ)能電容器組、放電開(kāi)關(guān)、試品短接線、試品連接線；測(cè)量系統(tǒng)包括阻容分壓器、羅氏線圈、瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀；所述的調(diào)壓器與變壓器相連，變壓器一端依次與保護(hù)電阻和整流硅堆串聯(lián)，另一端接地；且所述的變壓器依次與高壓表、儲(chǔ)能電容器組和阻容分壓器并聯(lián)；所述的變壓器與放電開(kāi)關(guān)和試品連接線串聯(lián)，且所述的試品連接線與試品短接線并聯(lián)。羅氏線圈套裝在試品連接線與接地點(diǎn)之間的線路上；所述的阻容分壓器與羅氏線圈之間連接有瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀；回路采用工頻交流耐壓裝置(輸入220V交流電源，輸出電壓0-50kV，容量IOkVA),加整流硅堆，輸出為負(fù)極性直流電壓，可移動(dòng)，平時(shí)不占裝置空間。所述的儲(chǔ)能電容器組上下兩層對(duì)稱、水平呈扇狀分布，確保所有單個(gè)電容器至公共連接點(diǎn)的參數(shù)一致；儲(chǔ)能電容器組C可根據(jù)電壓等級(jí)選擇串聯(lián)或并聯(lián)方式，還可根據(jù)所需容量調(diào)整并聯(lián)臺(tái)數(shù)(并聯(lián)1一40臺(tái))；所述的放電開(kāi)關(guān)采用球隙方式。所述的試品短接線電阻可忽略；試品連接線盡可能短，并采用軟連接，避免放電時(shí)套管端部承受額外的電動(dòng)力沖擊。所述的阻容分壓器測(cè)量?jī)?chǔ)能電容器電壓信號(hào)，測(cè)量范圍為0_50kV。所述的羅氏線圈測(cè)量脈沖放電電流信號(hào)，其測(cè)量范圍20 - 200kA，頻響特性范圍 130Hz — 200kHz ο所述的瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀記錄電壓電流波形，最高采樣率達(dá)到lOMS/s。本實(shí)用新型的有益效果為本實(shí)用新型的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其充電回路采用工頻交流耐壓裝置加整流硅堆，可移動(dòng)，平時(shí)不占裝置空間；其電容器組及放電回路，電容在O-SOOuF可調(diào)，回路等效電阻πιΩ級(jí)，等效電感uH級(jí)，保證試驗(yàn)時(shí)放電電流的頻率和相鄰峰值比符合要求；其測(cè)量系統(tǒng)采樣頻率高達(dá)lOMS/s，滿足高頻大電流信號(hào)測(cè)量要求。

圖1為本實(shí)用新型試驗(yàn)裝置原理接線圖；圖2為本實(shí)用新型基準(zhǔn)放電試驗(yàn)等效電路圖；圖3為本實(shí)用新型典型電壓電流波形圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置如圖1所示，包括裝置由充電回路、電容器組及放電回路和測(cè)量系統(tǒng)三大部分；其中充電回路包括調(diào)壓器Tl、變壓器T2、 保護(hù)電阻R、整流硅堆D和高壓表V ；電容器組及放電回路包括儲(chǔ)能電容器組C、放電開(kāi)關(guān)K、 試品短接線J1、試品連接線J2 ；測(cè)量系統(tǒng)包括阻容分壓器Fr、羅氏線圈M、瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀 L ；所述的調(diào)壓器Tl與變壓器T2相連，變壓器T2 —端依次與保護(hù)電阻R和整流硅堆D串聯(lián)，另一端接地G ；且所述的變壓器T2依次與高壓表V、儲(chǔ)能電容器組C和阻容分壓器Fr并聯(lián)；所述的變壓器T2與放電開(kāi)關(guān)K和試品連接線J2串聯(lián)，且所述的試品連接線J2與試品短接線Jl并聯(lián)；羅氏線圈M套裝在試品連接線J2與接地G點(diǎn)之間的線路上；所述的阻容分壓器Fr與羅氏線圈M之間連接有瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀L?；芈凡捎霉ゎl交流耐壓裝置(輸入 220V交流電源，輸出電壓0-50kV，容量IOkVA),加整流硅堆，輸出為負(fù)極性直流電壓，，可移動(dòng)，平時(shí)不占裝置空間。其中儲(chǔ)能電容器組C上下兩層對(duì)稱、水平呈扇狀分布，確保所有單個(gè)電容器至公共連接點(diǎn)的參數(shù)一致；電容器組可根據(jù)電壓等級(jí)選擇串聯(lián)或并聯(lián)方式，還可根據(jù)所需容量調(diào)整并聯(lián)臺(tái)數(shù)(并聯(lián)1 一40臺(tái))。放電開(kāi)關(guān)K采用球隙方式。整個(gè)回路的連接線J3采用硬連接，盡量減小回路電感參數(shù)。試品短接線Jl電阻可忽略；試品連接線J2盡可能短，并采用軟連接，避免放電時(shí)套管端部承受額外的電動(dòng)力沖擊。阻容分壓器Fr測(cè)量?jī)?chǔ)能電容器電壓信號(hào)，測(cè)量范圍為0_50kV。[0022]羅氏線圈M測(cè)量脈沖放電電流信號(hào)，令被測(cè)電流盡可能從線圈正中心穿過(guò)，其測(cè)量范圍20 — 200kA，頻響特性范圍130Hz — 200kHz。瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀L記錄電壓電流波形，最高采樣率達(dá)到lOMS/s。試驗(yàn)方法電容器耐受爆破能量試驗(yàn)包括基準(zhǔn)放電試驗(yàn)和試品放電試驗(yàn)，前者用于校驗(yàn)并調(diào)整回路參數(shù)，后者檢測(cè)試品注入能量后，外殼及瓷套變形情況。首先根據(jù)試品的額定爆破能量確定充電能量、儲(chǔ)能電容器組所需容量并調(diào)整電容器串并聯(lián)方式和臺(tái)數(shù)，計(jì)算充電電壓。1、基準(zhǔn)放電試驗(yàn)。用試品短接線Jl短接試品Cx，通過(guò)充電回路對(duì)儲(chǔ)能電容器組C 進(jìn)行充電，當(dāng)充電電壓U達(dá)到設(shè)定值，停止充電。同時(shí)，合上放電開(kāi)關(guān)K，進(jìn)行脈沖放電，其脈沖放電等效電路圖如圖2所示(圖中，Ctl儲(chǔ)能電容器組電容，K放電開(kāi)關(guān)，R0回路等效電阻， Ltl回路等效電感，U充電電壓，I放電電流)。用阻容分壓器Fr測(cè)量?jī)?chǔ)能電容器組C充電電壓(當(dāng)開(kāi)關(guān)K合上即為即放電電壓)，羅氏線圈M測(cè)量放電電流，采用瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀L記錄基準(zhǔn)放電電壓U和電流波形I，其波形如圖3所示。計(jì)算放電電流的頻率和相鄰峰值比，要求頻率不低于4kHZ，相鄰峰值比不小于0. 8。2、試品放電試驗(yàn)。去除試品短接線J1，接入試品Cx，同樣進(jìn)行電容器組充放電過(guò)程，記錄試品放電電壓電流波形。注入能量計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果判據(jù)根據(jù)能量焦耳積分法或者RLC回路電流法，計(jì)算試品注入能量。判斷試品注入能量是否達(dá)到額定爆破能量要求，以及試品外殼及瓷套是否出現(xiàn)爆裂或漏油。如果能量未達(dá)到要求，則更換試品，調(diào)整回路參數(shù)重新試驗(yàn)，如果能量符合要求，試品未出現(xiàn)爆裂或漏油，則認(rèn)為該試品通過(guò)試驗(yàn)。以上所述，僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，并不以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。 任何基于本實(shí)用新型所作的等效變換電路，均屬于本實(shí)用新型保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其特征在于包括裝置由充電回路、電容器組及放電回路和測(cè)量系統(tǒng)三大部分；其中充電回路包括調(diào)壓器(Tl)、變壓器(T2)、保護(hù)電阻(R)、整流硅堆(D)和高壓表(V)；電容器組及放電回路包括儲(chǔ)能電容器組(C)、放電開(kāi)關(guān)(K)、試品短接線(J1)、試品連接線(J2)；測(cè)量系統(tǒng)包括阻容分壓器(Fr)、羅氏線圈(M)、 瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀(L);所述的調(diào)壓器(Tl)與變壓器(T2)相連，變壓器(T2) —端依次與保護(hù)電阻(R)和整流硅堆(D)串聯(lián)，另一端接地(G);且所述的變壓器(T2)依次與高壓表(V)、儲(chǔ)能電容器組(C)和阻容分壓器(Fr)并聯(lián)；所述的變壓器(T2)與放電開(kāi)關(guān)(K)和試品連接線 (J2)串聯(lián)，且所述的試品連接線(J2)與試品短接線(Jl)并聯(lián)；羅氏線圈(M)套裝在試品連接線(J2)與接地(G)點(diǎn)之間的線路上；所述的阻容分壓器(Fr)與羅氏線圈(M)之間連接有瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀(L)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的儲(chǔ)能電容器組(C)上下兩層對(duì)稱、水平呈扇狀分布，儲(chǔ)能電容器組(C)選擇串聯(lián)或并聯(lián)方式，且并聯(lián)1 一40臺(tái)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的放電開(kāi)關(guān)(K)采用球隙方式。
4.如權(quán)利要求1所述的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的試品短接線(Jl)與試品連接線(J2)盡可能短，并采用軟連接。
5.如權(quán)利要求1所述的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的阻容分壓器(Fr)測(cè)量?jī)?chǔ)能電容器(C)電壓信號(hào)，測(cè)量范圍為0-50kV。
6.如權(quán)利要求1所述的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的羅氏線圈(M)測(cè)量脈沖放電電流信號(hào)，其測(cè)量范圍20 - 200kA，頻響特性范圍130Hz — 200kHz ο
7.如權(quán)利要求1所述的一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，其特征在于所述的瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀(L)記錄電壓電流波形，最高采樣率達(dá)到lOMS/s。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種電力電容器耐受爆破能量試驗(yàn)裝置，包括裝置由充電回路、電容器組及放電回路和測(cè)量系統(tǒng)三大部分；其中充電回路包括調(diào)壓器、變壓器、保護(hù)電阻、整流硅堆和高壓表；電容器組及放電回路包括儲(chǔ)能電容器組、放電開(kāi)關(guān)、試品短接線、試品連接線；測(cè)量系統(tǒng)包括阻容分壓器、羅氏線圈、瞬態(tài)數(shù)據(jù)記錄儀。本實(shí)用新型裝置其充電回路采用工頻交流耐壓裝置加整流硅堆，可移動(dòng)，平時(shí)不占裝置空間；其電容器組及放電回路，能保證放電電流的頻率和相鄰峰值比符合要求；其測(cè)量系統(tǒng)采樣頻率高達(dá)10MS/s，滿足高頻大電流信號(hào)測(cè)量要求。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202221465SQ20112032540
公開(kāi)日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2011年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者嚴(yán)軍, 呂丹, 夏嶸, 施明明, 李電, 沈勇, 洪金琪, 王國(guó)棟, 秋勇, 蔡重凱, 金百榮, 陳曉宇 申請(qǐng)人:紹興電力局