CN102346203A - 一种调频串联谐振及振荡波高压发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，其特征是成套装置由调频电源、变压电抗器和测量分压器三个单元组成。由于构成简化，使得装置体量以及制造和使用成本都降低许多。本发明在调频电源中用超级电容器取代原来的起直流滤波作用的铝电解电容器，并且通过程序控制把原来连续激励的方式变成脉冲激励方式，即瞬间加大激励方波电压的脉宽，让超级电容存储的巨大能量快速释放到LC回路，使谐振电压瞬间升高到预定值后关断输出，在被试品上产生所需的振荡波电压。由于试验系统工作在脉冲加压状态，使得整个装置体量与以往相比大为减小，能够方便地应用于现场，使在现场进行振荡操作波等大型电气试验成为可能。
Description
技术领域 本发明涉及电气试验成套装置，特别是调频串联谐振及振荡波耐压局放试验的加压装置。
背景技术 在电力线路投运之前或检修之后，都要对电力元件或设备施加高电压以检验其绝缘性能。施加交流高压的方法有三种：外施法、感应法和谐振法。谐振法是利用电抗器与被试品(相当于电容器)组成LC回路，通过调感、调频等方式使回路达到谐振状态，从而在被试品上产生高电压。调频串联谐振及振荡波高压发生器就是利用调频方式实现谐振法加压，然后通过电子开关短路激励电源，在LC回路产生阻尼振荡，利用前几个衰减不大的电压波对被试品进行局部放电量测量的。由于回路无源，所以不存在影响局放测量的电源干扰。
以往的调频串联谐振及振荡波高压发生器由调频电源、激励变压器、谐振电抗器和分压器组成(参见附图1)。这种发生器尽管不象直流充电振荡波高压发生器那样对电子开关耐压要求很高，但与之相比多了一个激励变压器，系统组件数增多，给使用带来不便。
现有的振荡波高压发生器都是利用电源直接对被试品充电再短路放电的方法来产生振荡波高压。无论采用直流电源还是交流电源，两者在110kV电压等级以上的设备均庞大而笨重，现场应用比较困难。
发明内容 本发明的目的在于提供一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，用于对电力设备或元件施加交流高电压，并且满足局放试验要求。为实现这个目的，本发明方案一采用变压电抗器与被试品组成LC回路，利用一个调频电源串联接入回路进行激励，通过调节激励电压的频率使回路达到谐振状态，再提高激励电压使谐振电压达到预定值，进行谐振加压；需要测量局放时关断调频电源，LC回路将产生电压和电流振荡波，在被试品上得到振幅按指数衰减的正弦振荡电压，用前几个衰减不大的波进行局部放电测试。由于采用变压电抗器取代以往的激励变压器和谐振电抗器，使成套装置的构成单元由四个变成三个，形成了成套装置由调频电源、变压电抗器和测量分压器三个单元构成的技术特征。构成简化后使得装置体量以及制造和使用成本都降低许多。
本发明方案二采用变压电抗器或电抗器与被试品组成LC回路，利用一个内含超级电容的调频电源串联接入回路进行激励，通过调节激励电压的频率使回路达到谐振状态，再快速提高激励电压使谐振电压达到预定值后关断输出，LC回路将产生电压和电流振荡波，在被试品上得到振幅按指数衰减的正弦振荡电压。本方案在调频电源中用法拉级超级电容器取代原来的起直流滤波作用的毫法级电解电容器，并且通过程序控制把原来串联谐振耐压的连续激励方式变成脉冲激励方式，即瞬间加大激励方波电压的脉宽，让超级电容存储的巨大能量快速释放到LC回路，使谐振电压瞬间升高到预定值后关断输出，在被试品上产生所需的振荡波电压。由于试验系统工作在脉冲加压状态，系统中元件的发热量与连续加压时相比降低许多，这就可以采用小耐热容量元件取代大耐热容量元件，使得整个装置体量与以往相比大为减小，能够方便地应用于现场，使在现场进行振荡操作波等大型电气试验成为可能。
附图说明 附图1是以往基于交流激励的振荡波高压发生器和本发明方案二实施例2的电路原理图，附图2是本发明方案一实施例和本发明方案二实施例1的电路原理图，两幅图中R均代表LC回路的等效电阻；附图3是以往基于交流激励的振荡波高压发生器和本发明实施例在被试品上产生振荡波电压的波形图。
具体实施方式
方案一例参见附图2所示的一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，包括调频电源S、变压电抗器TL、测量分压器CA，接入容性被试品CX后即可进行振荡波耐压和局放试验。其工作原理是：调频电源S向变压电抗器TL和电容器(CA+CX)组成的LC回路提供一个激励方波电压，通过调频使激励电压频率达到回路固有振荡频率，LC回路发生谐振，被试品CX上的谐振电压将高于激励电压基波Q(回路品质因数)倍，加大激励电压方波脉宽可使谐振电压升高达到预定值，进行谐振连续加压。需要振荡波耐压或测量局放时可关断并短路调频电源S，LC回路将产生振荡波，在被试品CX上得到振荡电压，波形如附图3所示。电容分压器CA在电路中的作用是便于试验电压和局放信号采样。
方案二例1参见附图2所示的一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，包括调频电源S、变压电抗器TL、测量分压器CA，接入容性被试品CX后即可进行振荡波耐压和局放试验。其工作原理是：内含超级电容的调频电源S向变压电抗器TL和电容器(CA+CX)组成的LC回路提供一个激励方波电压，通过调频使激励电压频率达到回路固有振荡频率，LC回路发生谐振，被试品CX上的谐振电压将高于激励电压基波Q(回路品质因数)倍，快速加大激励电压方波脉宽，使谐振电压瞬间升高到预定值后关断并短路调频电源S，LC回路将产生振荡波，在被试品CX上得到振荡电压，波形如附图3所示。电容分压器CA在电路中的作用是便于试验电压和局放信号采样。
方案二例2参见附图1所示的一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，包括调频电源S、激励变压器T、谐振电抗器L、测量分压器CA，接入容性被试品CX后即可进行振荡波耐压和局放试验。其工作原理是：内含超级电容的调频电源S通过激励变压器T向谐振电抗器L和电容器(CA+CX)组成的LC回路提供一个激励方波电压，再通过调频使激励电压频率达到回路固有振荡频率，LC回路发生谐振，被试品CX上的谐振电压将高于激励电压基波Q(回路品质因数)倍，快速加大激励电压方波脉宽，使谐振电压瞬间升高到预定值后关断并短路调频电源S，LC回路将产生振荡波，在被试品CX上得到振荡电压，波形如附图3所示。电容分压器CA在电路中的作用是便于试验电压和局放信号采样。
Claims (3)
1.一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，其特征是由调频电源、变压电抗器和测量分压器三个单元组成。
2.一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，其特征是在调频电源中用法拉级超级电容器取代原来的起直流滤波作用的毫法级铝电解电容器。
3.一种调频串联谐振及振荡波高压发生器，其特征是通过程序控制把原来串联谐振耐压的连续激励方式变成脉冲激励方式，即瞬间加大激励方波电压的脉宽，让超级电容存储的巨大能量快速释放到LC回路，使谐振电压瞬间升高到预定值后关断输出，在被试品上产生所需的振荡波电压。
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