CN101728969A - 多波形冲击电流发生器 - Google Patents

Abstract

多波形冲击电流发生器，它包括一个充电回路和一个放电回路；充电回路由主变压器T、高压硅堆G1、高压硅堆G2、开关K、充电保护电阻RP、直流电阻分压器RF、主电容CZ组成；放电回路由主电容CZ、无感电阻、调波电阻、调波电感、放电间隙GAP、管式分流器Rs组成；通过调节放电回路中调波电感的电感值和调波电阻的电阻值来达到调节冲击电流波形的目的；本发明能够产生1/5μS、8/20μS和4/10μS三种不同的冲击电流波，能够实现1台设备产生3种波形，相比产生标准雷电冲击电流波、操作冲击电流波和陡波冲击电流波三种冲击电流波需要的设备，能大量节省设备，降低成本，减少设备的占地空间，提高设备的利用率。

Description

多波形冲击电流发生器

技术领域

本发明专利涉及一种多波形冲击电流发生器，属于电力装置领域。

背景技术

根据GB11032《交流系统用金属氧化物避雷器》标准要求，氧化锌电阻片应测量其残压，并能耐受波形为4/10μS冲击电流波。根据GB11032《交流系统用金属氧化物避雷器》标准要求，残压的测量方法是，对氧化锌电阻片施加1/5μS、8/20μS两种标准冲击电流波，同时测量施加在电阻片的电压，此电压值称为电阻片的残压。同时标准要求，氧化锌电阻片应经受两次波形为4/10μS冲击电流，电阻片不应损坏。因此需要产生波形为1/5μS、8/20μS和4/10μS三种标准冲击电流波。在传统的方法中，一种波形的冲击电流波需要单独由一台单独的冲击电流波发生器产生，这样的冲击电流发生器均包括充电部分和放电部分。依此类推，需要3套冲击电流发生器才能分别产生1/5μS、8/20μS和4/10μS三种冲击电流波。这种方法的缺点是设备过多，占地面积大，设备利用率低，成本过高。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种多波形冲击电流发生器，该发生器采用将以上3套发生器充电部分采用同一个充电回路，放电时通过改变调波电阻和调波电感数值大小的方法来产生1/5μS、8/20μS和4/10μS三种不同的冲击电流波。这样既节约了设备成本，减少了设备占地面积，并提高了设备的利用率，达到了一套设备产生三种冲击电流波的目的。

本发明的技术方案是：多波形冲击电流发生器，包括一个充电回路和一个放电回路，

充电回路由主变压器T、高压硅堆G1、高压硅堆G2、开关K、充电保护电阻RP、直流电阻分压器RF、主电容CZ组成，其中主电容CZ由4个电容C1、C2、C3、C4并联组成，各部分之间的连接关系是：主变压器T的输出端(高压端)接高压硅堆D1和高压硅堆D2的输入端，高压硅堆D1的输出端接开关K和充电保护电阻RP，直流电阻分压器RF与主电容CZ电气并联连接，用来测量主电容CZ两端的电压；主变压器T的低压端，高压硅堆D1的输出端，开关K的另一端，直流电阻分压器RF的低压端，主电容CZ的低压端都接地；

放电回路由主电容CZ、无感电阻、调波电阻、调波电感、放电间隙GAP、管式分流器Rs电连接组成，其中主电容CZ由4个电容C1、C2、C3、C4并联组成，无感电阻由4个电阻R1、R2、R3、R4并联组成；其特征在于：调波电阻根据波形需要分别由调波电阻R820和2个调波电阻R15组成；调波电感根据波形需要分别由调波电感L820和调波电感L410组成。

本发明的有益效果是：

(1)R1、R2、R3、R44个调波电阻均采用无感绕法，减少了回路电感，在产生1/5μS冲击电流波时，可以避免由于这4个电阻附带的电感对波形的影响。

(2)放电回路中的放电球隙采用2个石墨电极制作而成，取代了传统的金属放电球隙，这样可以避免由于长时间使用造成金属烧伤，影响放电的稳定性。采用石墨放电球隙则可以避免这样的缺点。

(3)主电容(充电回路和放电回路中同时共用)的CZ由4台电容并联组成，选用4台电容可以避免采用过多电容器造成设备资源的浪费，少于4台又不能满足试验要求，因此选择4台电容器并联既节省了设备资源又可以满足试验要求。

(4)本发明能够产生波头时间为8微秒，波尾时间为20微秒的冲击电流波(称为标准雷电冲击电流波)，还能够产生波头时间为4微秒，波尾时间为10微秒的冲击电流波(称为操作冲击电流波)，并能产生波头时间为1微秒，波尾时间为5微秒的冲击电流波(称为陡波冲击电流波)，能够实现1台设备产生3种波形，相比产生标准雷电冲击电流波、操作冲击电流波和陡波冲击电流波三种冲击电流波需要的设备，能大量节省设备，降低成本，减少设备的占地空间，提高设备的利用率。

附图说明

附图1，是多波形冲击电流发生器充电回路原理图。

附图2，是多波形冲击电流发生器放电回路原理图。

附图3 1/5μS冲击电流放电回路原理图。

附图4 4/10μS冲击电流放电回路原理图。

附图5 8/20μS冲击电流放电回路原理图。

具体实施方式

附图中标记的说明：T：主变压器；G1：高压硅堆；G2：高压硅堆；K：开关；RP：充电保护电阻；RF：直流电阻分压器；C1～C4：电容；L820：调波电感；L410：调波电感；R820：调波电阻；R1～R4：无感电阻；GAP：放电间隙；R15：调波电阻；Rs：管式分流器。

如附图1所示，本发明实施例为多波形冲击电流发生器，它包括一个充电回路和一个放电回路。充电回路由主变压器T、高压硅堆G1、高压硅堆G2、开关K、充电保护电阻RS、直流电阻分压器RF、主电容CZ电气连接组成；其中主电容CZ由4个电容C1、C2、C3、C4电气并联组成。

放电回路由主电容CZ、无感电阻、调波电阻、调波电感、放电间隙GAP、管式分流器Rs电气连接组成；其中主电容CZ由4个电容C1、C2、C3、C4电气并联组成；调波电阻根据波形需要分别由调波电阻R820和2个调波电阻R15电气连接组成；调波电感根据波形需要分别由调波电感L820和调波电感L410电气连接组成；无感电阻由4个电阻R1、R2、R3、R4电气并联组成。

充电回路中，主变压器T的输出端(高压端)接高压硅堆D1和高压硅堆D2的输入端，高压硅堆D1的输出端接开关K和充电保护电阻RP，直流电阻分压器RF与主电容CZ电气并联连接，用来测量主电容CZ两端的电压；主变压器T的低压端，高压硅堆D1的输出端，开关K的另一端，直流电阻分压器RF的低压端，主电容CZ的低压端都接地。

放电回路中，根据不同的波形要求，有不同的连接方式，具体实现方法，将在工作过程一节具体说明。

本套冲击发生器采用4台150kV/1μF的金属化脉冲电容器作为主电容。这种电容器具有重量轻、体积小、电感小、高能比、无油阻燃等特点，所以整个设备结构紧凑，大大减小了设备占地面积。

本发明实施例的工作过程是：多波形冲击电流发生器，包括一个充电回路和一个放电回路。充电回路由主变压器T、高压硅堆G1、高压硅堆G2、开关K、充电保护电阻RP、直流电阻分压器RF、主电容CZ组成；其中主电容CZ由4个电容C1、C2、C3、C4并联组成；开关K合上后，主变压器T的输出电压通过整流高压硅堆G1和整流高压硅堆G2组成的倍压整流充电回路将交流电整流为直流电，这些直流电将对主电容CZ进行充电，电阻RP是充电保护电阻，避免由于充电过快，对主电容CZ造成损害，直流电阻分压器RF与主电容CZ并联连接，作用是监测主电容上的电压，充到所需电压后，开关K断开。在放电时，当需要产生波形为1/5μS的冲击电流波时，按照附图3的连接方式连接，将调波电感L410从回路中断开，放电间隙GAP通过点火触发，电容器C1、C2、C3、C4同时放电，产生波形为1/5μS的冲击电流波；当需要产生波形为4/10μS的冲击电流波时，按照附图4的连接方式连接，2个调波电阻R15均需要从回路中断开，放电间隙GAP通过点火触发，电容器C1、C2、C3、C4同时放电，产生波形为4/10μS的冲击电流波；当需要产生波形为8/20μS的冲击电流波时，按照附图5的连接方式连接，2个调波电阻R15均需要从回路中断开，同时调波电感L410也需要从回路中断开，放电间隙GAP通过点火触发，电容器C1、C2、C3、C4同时放电，产生波形为8/20μS的冲击电流波。管式分流器Rs用于测量放电回路电流波形参数(时间和幅值)。

Claims (1)

1.多波形冲击电流发生器，包括一个充电回路和一个放电回路，

充电回路由主变压器T、高压硅堆G1、高压硅堆G2、开关K、充电保护电阻RP、直流电阻分压器RF、主电容CZ组成，其中主电容CZ由4个电容C1、C2、C3、C4并联组成，各部分之间的连接关系是：主变压器T的输出端接高压硅堆D1和高压硅堆D2的输入端，高压硅堆D1的输出端接开关K和充电保护电阻RP，直流电阻分压器RF与主电容CZ电气并联连接，用来测量主电容CZ两端的电压；主变压器T的低压端，高压硅堆D1的输出端，开关K的另一端，直流电阻分压器RF的低压端，主电容CZ的低压端都接地；

放电回路由主电容CZ、无感电阻、调波电阻、调波电感、放电间隙GAP、管式分流器Rs电连接组成，其中主电容CZ由4个电容C1、C2、C3、C4并联组成，无感电阻由4个电阻R1、R2、R3、R4并联组成；其特征在于：调波电阻根据波形需要分别由调波电阻R820和2个调波电阻R15组成；调波电感根据波形需要分别由调波电感L820和调波电感L410组成。

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