CN102288905A

CN102288905A - 一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路

Info

Publication number: CN102288905A
Application number: CN2011101735092A
Authority: CN
Inventors: 刘平; 刘朴; 姚斯立; 杜炜; 高飞
Original assignee: China XD Electric Co Ltd
Current assignee: Xi'an High Voltage Electrical Apparatus Research Institute Co.,Ltd.
Priority date: 2011-06-27
Filing date: 2011-06-27
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2031-06-27
Also published as: CN102288905B

Abstract

本发明提供一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，包括电流源、电压源和关合装置MD，其中电流源与关合装置MD、被试断路器TB和电流传感器I1的串联电路并联，电流传感器I1的一端接地；被试断路器TB和电流传感器I1的串联回路与电压源和电流传感器I2串联回路并联；电流传感器I2的一端接地。本发明试验线路工作时充电装置为电压源电容器充电至关合试验所需的电压后，被试断路器进行合闸，在合闸过程中发生预击穿时，电流互感器检测到电流信号后通过电缆传到关合装置的触发箱，触发箱迅速响应，通过光纤向高压点火箱发送点火脉冲，双触发球迅速点火贯穿；该试验线路新颖，线路实施简单，可靠性高；造价较低，有效节约了实验室投资。

Description

一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路

【技术领域】

本发明涉及高压交流断路器大容量试验领域，特别涉及一种用于高压交流断路器合成关合试验线路。

【背景技术】

高压交流断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备，能够开断、关合及承载运行线路的正常电流，也能在规定时间内承载、关合及开断规定的异常电流。为了考核断路器的性能，以确保其运行的可靠性，需采取必要的试验方式对其进行考核。考核的主要目的在于验证高压断路器能够满足预期要求，即能够在系统最严苛情况下可靠动作。其中需验证的重要一个性能就是关合短路故障。

高压交流断路器等高压电器设备的结构参数和工作性能，目前还不能像发电机、变压器等发-变电设备那样，可以按一套成熟的公式计算，而主要依靠试验对其性能进行检测。

关合试验有短路关合试验和失步关合试验，每种试验又包含两种合闸操作，一种合闸操作对应于额定短路开断电流的对称电流，第二个合闸操作能够关合完整的非对称短路电流，第一种关合试验须在高电压下进行。本发明就是针对第一种关合试验而开发的试验线路。上述两种试验均是高压交流断路器型式试验的一个试验项目。目前40.5kV及以下电压等级交流断路器的两种关合试验的两种关合操作在实验室均能进行直接试验，而40.5kV以上高压交流断路器产品的两种关合试验的高电压关合试验由于试验容量大、电压高，因此标准提出了采用合成的方法进行试验。

合成试验回路由电流源、电压源、关合装置组成。合成试验的效率和成功率取决于关合装置，高压关合试验技术难点也在于关合装置。关合装置技术含量非常高；设备也非常昂贵，一套关合装置需要几百万元人民币。为了降低实验室投资成本，各实验室均加大了关合试验技术的研究，希望开发出新的试验方法，代替高压关合试验回路中的关键设备-关合装置。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，结构简单、可靠性高，能有效降低关合装置的成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，包括电流源、电压源和关合装置MD，其中电流源与关合装置MD、被试断路器TB和电流传感器I1的串联电路并联，电流传感器I1的一端接地；被试断路器TB和电流传感器I1的串联回路与电压源和电流传感器I2串联回路并联；电流传感器I2的一端接地。

所述关合装置MD包括依次连接的点火球、高压点火箱和触发箱，所述触发箱连接电流传感器I2。

所述点火球为可移动式双触发点火球，其由两对直径为Φ300mm石墨球的组成；石墨球固定于钢质构架上，钢质构架由支柱绝缘子支撑；所述绝缘子支撑安装于钢制移动小车上。

电压源包括电阻R1、电阻R2、电容器C1、整流二极管D和充电变压器T；其中充电变压器T与充电电阻R2、整流二极管D和电容器C1的串联回路并联；电容器C1高压端与电阻R1和整流二极管D负极性端连接点相连；电容器C1与电阻R1、被试断路器TB和电流传感器I1、电流传感器I2的串联回路并联；电流传感器I1、电流传感器I2的一端接地；电阻R1和被试断路器TB的连接点与充电变压器T低压端为电压源的输出端。

电流源包括冲击发电机G、保护断路器BD、合闸开关HK、操作断路器CD、电抗器LT、变压器PT、保护球隙BQ、电流源调频回路；电流源调频回路包括串联的电阻R₀₁和电容器C₀₁；其中冲击发电机G与保护断路器BD、合闸开关HK、操作断路器CD、电抗器LT、变压器PT低压绕组串联回路并联；变压器PT高压绕组与保护球隙BQ并联；保护球隙BQ与电压测量装置V2并联；电压测量装置V2与电流源调频回路并联；电流源调频回路的电阻R₀₁与电压测量装置V2和关合装置MD连接点相连；电流源调频回路的电容器C₀₁的低压端接地；电流源调频回路的两端为电流源的输出端。

所述高压交流断路器的合成关合试验线路还包括一电容器C₂和一辅助断路器AB，所述电火球、电容器C₂和辅助断路器AB三者并联。

本发明具有以下有益效果：本发明一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，工作时充电装置为电压源电容器充电至关合试验所需的电压后，被试断路器进行合闸，在合闸过程中发生预击穿时，电流互感器检测到电流信号后通过电缆传到关合装置的触发箱，触发箱迅速响应(响应时间小于50us)，通过光纤向高压点火箱发送点火脉冲，双触发球迅速点火贯穿；该试验线路新颖，线路实施简单，可靠性高；造价较低，有效节约了实验室投资。

【附图说明】

图1为本发明的关合试验原理图；

其中：G：冲击发电机；BD：保护断路器；HK：合闸开关；CD：操作断路器；LT：电抗器；R₀₁：电阻；C₀₁：电容器；BQ：保护球隙；AB：辅助断路；C₂：关合装置并联电容；TB：被试断路器；MD：关合装置；V：电压测量装置；PT：变压器；I：电流传感器；C₁：保护电容；R：充电回路电阻；

图2为关合装置的连接框图；

其中：GP：点火球；1：高压点火箱；2：触发箱。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

请参阅图1所示，本发明一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路包括电流源、电压源和关合装置。其中电流源与关合装置MD、被试断路器TB和电流传感器I1的串联电路并联，电流传感器I1的一端接地；被试断路器TB和电流传感器I1的串联回路与电压测量装置V1并联；被试断路器TB和电流传感器I1的串联回路与电压源和电流传感器I2串联回路并联；电流传感器I2的一端接地。

本发明的电压源由电阻R1和R2、电容器C1、整流二极管D、充电变压器T组成。其中充电变压器T与充电电阻R2、整流二极管D和电容器C1的串联回路并联；电容器C1高压端与电阻R1和整流二极管D负极性端连接点相连；电容器C1与电阻R1、被试断路器TB和电流传感器I1、电流传感器I2的串联回路并联。

本发明的电流源由冲击发电机G、保护断路器BD、合闸开关HK、操作断路器CD、电抗器LT、变压器PT、保护球隙BQ、电流源调频回路组成。其中冲击发电机G与保护断路器BD、合闸开关HK、操作断路器CD、电抗器LT、变压器PT低压绕组串联回路并联；变压器PT高压绕组与保护球隙BQ并联；保护球隙BQ与电压测量装置V2并联；电流源调频回路包括串联的电阻R₀₁和电容器C₀₁，电容器C₀₁的高压端连接电阻R₀₁，电压测量装置V2与电流源调频回路R₀₁、C₀₁并联；电流源调频回路的电阻R₀₁与电压测量装置V2和关合装置连接点相连；电流源调频回路的电容器C₀₁的低压端接地。

图2是关合装置连接框图；关合装置包括有可移动式双触发球GP，高压点火箱1，触发箱2和电流互感器I2。可移动式双触发点火球由两对直径为Φ300mm石墨球的组成，石墨球被固定在钢质构架上，钢质构架由八只126kV支柱绝缘子支撑。钢架结构被安装在一个移动小车上。移动小车为钢质结构，两前轮为万向轮，两后轮为定向轮。小车由人工移动，该移动装置设计承载1.5吨。

本发明中，电流源为断路器提供工频大电流，交流电源采用短路发电机。电压源为断路器提供在高电压阶段的外施电压，该电压由充电电容器提供。关合装置将电压源与电流源隔离，断路器合闸发生预击穿瞬间，关合装置贯通将电流源电流引入。该装置特征是：包括一个可移动式双触发球，高压点火箱，触发箱，电流互感器。其中电流互感器用于检测高压交流断路器合闸时的预击穿电流。电流互感器检测到预击穿电流后，通过电缆传到触发箱，触发箱将电信号转变为光信号通过光纤传输到高压点火箱，高压点火箱接收到触发信号后进行高压点火，触发球点火使电流源回路贯通，从而完成一次高压关合操作。

试验分为三个阶段：高电压阶段、预击穿阶段、扣锁阶段。

高电压阶段：被试断路器TB处于分闸位置的情况下，充电装置为电压源电容器C₁充电至所需的关合电压。

预击穿阶段：在断路器TB合闸过程中发生预击穿，产生预击穿电流，电流互感器检测到预击穿电流后将信号送至关合装置触发箱，关合装置触发箱接收到信号后通过光纤向高压点火箱发出脉冲信号使高压点火箱点火，双触发石墨球GP贯穿将电流源电流引入。

扣锁阶段：在断路器TB合闸过程中，发生预击穿后，双触发石墨球贯穿将电流源电流引入断路器TB触头主回路，直至断路器TB动静触头完全接触到达完全闭合(锁定)位置。

本发明工作过程：充电装置为电压源电容器充电至关合试验所需的电压后，被试断路器进行合闸，在合闸过程中发生预击穿时，电流互感器检测到电流信号后通过电缆传到关合装置的触发箱，触发箱迅速响应(响应时间小于50us)，通过光纤向高压点火箱发送点火脉冲，双触发球迅速点火贯穿。该试验方法新颖，线路实施简单，可靠性高。

Claims

1.一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，其特征在于，包括电流源、电压源和关合装置MD，其中电流源与关合装置MD、被试断路器TB和电流传感器I1的串联电路并联，电流传感器I1的一端接地；被试断路器TB和电流传感器I1的串联回路与电压源和电流传感器I2串联回路并联；电流传感器I2的一端接地。

2.如权利要求1所述一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，其特征在于，所述关合装置MD包括依次连接的点火球、高压点火箱(1)和触发箱(2)，所述触发箱(2)连接电流传感器I2。

3.如权利要求2所述一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，其特征在于，所述点火球为可移动式双触发点火球，其由两对直径为Φ300mm石墨球的组成；石墨球固定于钢质构架上，钢质构架由支柱绝缘子支撑；所述绝缘子支撑安装于钢制移动小车上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，其特征在于，电压源包括电阻R1、电阻R2、电容器C1、整流二极管D和充电变压器T；其中充电变压器T与充电电阻R2、整流二极管D和电容器C1的串联回路并联；电容器C1高压端与电阻R1和整流二极管D负极性端连接点相连；电容器C1与电阻R1、被试断路器TB和电流传感器I1、电流传感器I2的串联回路并联；电流传感器I1、电流传感器I2的一端接地；电阻R1和被试断路器TB的连接点与充电变压器T低压端为电压源的输出端。

5.如权利要求4所述的一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，其特征在于，电流源包括冲击发电机G、保护断路器BD、合闸开关HK、操作断路器CD、电抗器LT、变压器PT、保护球隙BQ、电流源调频回路；电流源调频回路包括串联的电阻R₀₁和电容器C₀₁；其中冲击发电机G与保护断路器BD、合闸开关HK、操作断路器CD、电抗器LT、变压器PT低压绕组串联回路并联；变压器PT高压绕组与保护球隙BQ并联；保护球隙BQ与电压测量装置V2并联；电压测量装置V2与电流源调频回路并联；电流源调频回路的电阻R₀₁与电压测量装置V2和关合装置MD连接点相连；电流源调频回路的电容器C₀₁的低压端接地；电流源调频回路的两端为电流源的输出端。

6.如权利要求2所述的一种用于高压交流断路器的合成关合试验线路，其特征在于，所述高压交流断路器的合成关合试验线路还包括一电容器C₂和一辅助断路器AB，所述电火球、电容器C₂和辅助断路器AB三者并联。