CN103344861A - 一种金属化电力电容器快速老化试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属化电力电容器快速老化试验装置，包括变压模块、测量计量保护模块、恒温箱和控制模块。所述变压模块用于将动力电源电压提高到试验电压所需的电压值；所述测量计量保护模块用于实现试验时间计量、接入电压测量、总电流测量、电抗器电流测量、电容器电流测量、电容器电压测量，并对过电压及过电流进行延时保护，短路瞬时保护；所述恒温箱用于在试验过程中提供恒定的温度环境，待测金属化电力电容器设置在所述恒温箱内；所述控制模块用于控制整个试验装置的启停及恒温箱的工作。上述装置有效避免了现有技术中电容器老化试验装置机构复杂、安全性较差、试验周期长、费用高、能耗大的问题。

Description

一种金属化电力电容器快速老化试验装置

技术领域

本发明涉及一种电容器老化试验装置，具体是一种金属化电力电容器快速老化试验装置及其试验方法，属于电力电子技术领域。

背景技术

随着国家经济的高速发展，电力需求日益增加，国家将大力推进坚强智能电网的建设，同时带动了电工仪器仪表行业的迅猛发展。智能电力电子仪表作为坚强智能电网内不可或缺的仪器，以其独特的功能不断扩大市场占有率。坚强智能电网的发展，迫切需求新产品的开发，金属化电力电容器作为智能电网中的重要器件得到广泛引用。

金属化电力电容器是金属化薄膜电容器中的一种，是利用聚丙烯电工薄膜为介质，锌铝合金通过真空蒸镀方式将其附着在电力表面，形成电极。通过无感无极卷绕或叠片方式形成电容器，金属化电力电容器具有耐压高，高绝缘电阻，阻抗频率特性好（较小的寄生电感），较低的ESR（等效串联电阻Equivalent Series Resistance)，低损耗角正切。正是由于金属化电力电容器有这样的特点，取代了原有薄膜和铝箔绕制的电容器，使产品体积更小，比特性更好。

金属化电力电容器被广泛应用于电力设备当中，产品质量对于电力电容器是至关重要的，所以国家标准（GB/T-12747-2004）规定了“1kV及以下交流电力系统用自愈式并联电容器”出厂试验和形式试验的标准，标准规定，每台电力电容器必须满足6项试验，方可出厂。而形式试验为四年一次的例行试验，作为考核生产厂家材料、设计、工艺的试验，此项试验一般由国家一类研究所进行，并且出具试验报告，可作为产品使用方的参考。形式试验中的产品老化试验周期长（试验2个月，加上排队等候、获取报告等，一般需要半年时间）、费用高（一个规格产品需10万元左右），一般用户很难接受。企业生产的电力电容器产品虽然在工厂通过了出厂试验，但是，在用户使用的过程中时常会出现产品早期失效的总是。究其原因，无非是材料、设计或者生产工艺出现总是，而这些总是偏偏是一个简单的出厂试验所难以发现的。

公开号为2025832558U的专利文献公开了一种电容器老化试验台，包括骨架，骨架内设置有试验设备，试验设备包括一台中间变压器、与中间变压器相并联的两台电抗器及一台电压互感器，电压互感器与中间变压器的出线端连接，中间变压器的出线端连接两层的母线排，上层母线排连接到骨架外作为电容器引线端，下层母线排连接电容器。通过在电源进线端引入电源，电源通过中间变压器变压，输出试验电压，对封装电容器进行老化试验。上述专利公开的电容器老化试验装置结构复杂，没有对试验台进行继电保护，由于电容器的质量未知，在试验的时候容易出现意外情况，如过电压或过电流时有可能损坏试验装置甚至引起不安全事故，存在较大的安全风险；同时上述试验装置是在常温的情况下进行试验，试验周期长，费用高，能耗大，不经济实惠。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中电容器老化试验装置机构复杂、安全性较差、试验周期长、费用高、能耗大，从而提供一种安全性好、耗时短、费用低的金属化薄膜电力电容器快速老化试验装置及其试验方法。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种金属化电力电容器快速老化试验装置包括：

变压模块，用于将动力电源电压提高到试验电压所需的电压值；

测量计量保护模块，包括试验时间计量单元、接入电压测量单元、电容器电压测量保护单元、总电流测量保护单元、电抗器电流测量保护单元、电容器电流测量保护单元以及延时保护设置单元；

恒温箱，用于在试验过程中提供恒定的温度环境，待测金属化电力电容器设置在所述恒温箱内；

控制模块，用于控制整个试验装置的启停及恒温箱的工作。

所述控制模块包括运行控制单元和恒温箱控制单元，所述恒温箱控制单元用于对恒温箱进行控制。

所述测量计量保护模块还包括过电流、短路电流及过电压指示单元。

所述控制模块还包括工作指示单元。

所述变压模块包括调压器TYQ，变压器1YH；所述调压器TYQ的一次侧与交流接触器1QC转换触点1QC₁的公共触点连接，所述调压器TYQ二次侧与所述变压器1YH的一次侧连接，所述变压器1YH二次侧与被检测的金属化电力电容器连接。

所述试验时间计量单元包括计时器JSQ和交流接触器1QC转换触点1QC₃；所述交流接触器1QC转换触点1QC₃的公共触点与主令开关ZK的公共端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₃的常开触点与所述计时器JSQ线圈的一端连接，所述计时器JSQ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。

所述接入电压测量单元包括电压表1V，用于测量接入的动力电源电压，所述电压表1V接于调压器TYQ的一次侧接线端。

所述电容器电压测量保护单元包括电压表2V，电压继电器YJ，电压互感器2YH；所述电压互感器2YH一次侧接于所述变压器1YH的二次侧，所述电压互感器2YH二次侧的一端与所述电压表2V的一端和所述电压继电器YJ线圈的一端共同连接，所述电压互感器2YH二次侧的另一端与所述电压表2V的另一端连接和所述电压继电器YJ线圈的另一端共同连接。

所述总电流测量保护单元包括电流互感器1LHa、1LHb、1LHc，电流继电器1DJ、1DJ′、1DJ〞，电流继电器4DJ，电流表1A，所述总电流测量保护单元分别对总电流的A、B、C三相电流进行过电流测量保护；所述电流互感器1LHa一次侧接于所述调压器TYQ一次侧接线端的A相接线中，所述电流互感器1LHa二次侧的一端接所述电流继电器1DJ′线圈的一端，所述电流继电器1DJ′线圈的另一端接所述电流互感器1LHa二次侧的另一端；所述互感器1LHb的一次侧接于所述调压器TYQ的一次侧接线端的B相接线中，所述电流互感器1LHb二次侧的一端与所述电流继电器1DJ线圈的一端连接，所述电流继电器1DJ线圈的另一端与所述电流表1A的一端连接，所述电流表1A的另一端与所述电流继电器4DJ线圈的一端连接，所述电流继电器4DJ线圈的另一端与所述电流互感器1LHb二次侧的另一端连接；所述电流互感器1LHc一次侧接于所述调压器TYQ一次侧接线端的C相接线中，所述电流互感器1LHc二次侧的一端接所述电流继电器1DJ〞线圈的一端，所述电流继电器1DJ〞线圈的另一端接所述电流互感器1LHc二次侧的另一端。

所述电抗器电流测量保护单元包括电抗器DKQ，电流互感器2LHb，电流继电器2DJ，电流表2A；所述互感器2LHb的一次侧接于所述电抗器DKQ接线端的B相接线中，所述互感器2LHb二次侧的一端与所述电流继电器2DJ线圈的一端连接，所述电流继电器的2DJ线圈的一端与所述电流表2A的一端与连接，所述电流表2A的另一端与所述互感器2LHb二次侧的另一端连接。

所述电容器电流测量保护单元包括电流互感器3LHa、3LHb、3LHc，电流表3A、4A、5A，电流继电器3DJ，被检测的金属化电力电容器DRQ；所述电流互感器3LHa的一次侧接于被检测的金属化电力电容器DRQ接线端的A相接线中，所述电容器电流测量保护单元分别对电容器的A、B、C三相电流进行过电流测量保护，所述电流互感器3LHa的二次侧一端与所述电流表4A的一端连接，所述电流表4A的另一端与所述电流互感器3LHa二次侧的一端连接；所述电流互感器3LHb的一次侧接于被检测的所述金属化电力电容器DRQ接线端的B相接线中，所述电流互感器3LHb的二次侧的一端与所述电流继电器3DJ线圈的一端连接，所述电流继电器3DJ线圈的另一端与所述电流表3A的一端连接，所述电流表3A的另一端与所述电流互感器3LHb二次侧的另一端连接；所述电流互感器3HLc的一次侧接于所述被检测的金属化电力电容器DRQ接线端的C相接线中，所述电流互感器3HLc的二次一端接所述电流表5A的一端，所述电流表5A的另一端与所述互感器3LHc二次侧的另一端连接。

所述延时保护设置单元包括时间继电器1SJ、2SJ，中间继电器ZJ,时间继电器1SJ转换触点1SJ₁，时间继电器2SJ转换触点2SJ₁，中间继电器ZJ转换触点ZJ₁，电流继电器1DJ转换触点1DJ₁，电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′，电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞，电流继电器2DJ转换触点2DJ₁，电流继电器3DJ转换触点3DJ₁，电压继电器YJ转换触点YJ₁；所述时间继电器1SJ转换触点1SJ₁的公共触点和所述时间继电器2SJ转换触点2SJ₁的公共触点共同接所述主令开关ZK的公共端，所述时间继电器1SJ转换触点1SJ₁的常开触点和所述时间继电器2SJ转换触点2SJ₁的常开触点共同接所述中间继电器ZJ线圈的一端，所述中间继电器ZJ线圈的另一端接所述控制电源的零线；所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₁、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞、所述电流继电器2DJ转换触点2DJ₁、所述电流继电器3DJ转换触点3DJ₁的公共触点共同接所述主令开关ZK的公共端，所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₁、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞、电流继电器2DJ转换触点2DJ₁、电流继电器3DJ转换触点3DJ₁的常开触点共同接所述时间继电器1SJ线圈的一端，所述时间继电器1SJ线圈的另一端接所述控制电源的零线；所述电压继电器YJ转换触点YJ₁的公共触点接所述主令开关ZK的公共端，所述电压继电器YJ转换触点YJ₁的常开触点接所述时间继电器2SJ线圈的一端，所述时间继电器2SJ线圈的另一端接所述控制电源的零线。

所述运行控制单元包括空气断路器DK转换触点DK₁，交流接触器1QC，交流接触器1QC转换触点1QC₁、1QC₂、1QC₄，电流继电器4DJ转换触点4DJ₁，启动按钮QA，停止按钮TA，主令开关ZK，计时器JSQ转换触点JSQ₁，中间继电器ZJ转换触点ZJ₁；所述烘箱控制单元包括交流接触器2QC，交流接触器2QC转换触点2QC₁，交流接触器1QC转换触点1QC₄；所述空气断路器DK常开触点与所述动力电源接线端连接，所述空气断路器DK公共触点与所述交流接触器1QC转换触点1QC₁连接，所述主令开关ZK的常开端与控制电源的火线连接，所述停止按钮TA的公共触点与所述主令开关ZK的公共端连接，所述停止按钮TA的常闭触点与所述启动按钮QA的公共触点和所述交流接触器1QC₂的公共触点共同连接，所述启动按钮QA的常开触点和所述交流接触器1QC转换触点1QC₂的常开触点共同与所述交流接触器1QC线圈的一端连接，所述交流接触器1QC线圈的另一端与所述交流接触器4DJ转换触点4DJ₁的公共触点连接，所述交流接触器4DJ转换触点4DJ₁的常闭触点与所述计时器JSQ转换触点JSQ₁的公共触点连接，所述计时器JSQ转换触点JSQ₁的常闭触点与所述交流接触器ZJ转换触点ZJ₁的公共触点连接，所述交流接触器ZJ₁转换触点的常闭触点与所述控制电源的零线连接；所述交流接触器2QC转换触点2QC₁的常开触点与所述恒温箱的电源接线端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₄的公共触点与所述主令开关ZK的公共端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₄的常开触点与所述交流接触器2QC线圈的一端连接，所述交流接触器2QC线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。

所述工作指示单元包括信号灯1XD、2XD、3XD，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂；所述信号灯1XD的一端与控制电源的正极连接，所述信号灯1XD的另一端与控制电源的负极连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅的公共触点接所述控制电源的正极，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅的常开触点接所述信号灯2XD的一端，所述信号灯2XD的另一端接所述控制电源的负极，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂的公共触点接所述控制电源的正极，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂的常开触点接所述信号灯3XD的一端，所述信号灯3XD的另一端接所述控制电源的负极。

所述过电流、短路电流及过电压信号的显示单元包括信号继电器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ，电流继电器1DJ转换触点1DJ₂，电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′，电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞，电流继电器2DJ转换触点2DJ₂，电流继电器3DJ转换触点3DJ₂，电压继电器YJ转换触点YJ₂；所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₂、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞的公共触点与所述主令开关ZK的公共触点连接，所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₂、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞的常开触点与所述信号继电器1XJ线圈的一端连接，所述信号继电器1XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器2DJ转换触点2DJ₂的常开触点与所述信号继电器2XJ线圈的一端连接，所述信号继电器2XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器3DJ转换触点3DJ₂的常开触点与所述信号继电器3XJ线圈的一端连接，所述信号继电器3XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器YJ转换触点YJ₂的常开触点与所述信号继电器4XJ线圈的一端连接，所述信号继电器4XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。

所述恒温箱为烘箱。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

（1）本发明所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，包括变压模块、测量计量保护模块、恒温箱和控制模块。所述变压模块用于将动力电源电压提高到试验电压所需的电压值；所述测量计量保护模块包括试验时间计量单元、接入电压测量单元、电容器电压测量保护单元、总电流测量保护单元、电抗器电流测量保护单元、电容器电流测量保护单元以及延时保护设置单元，用于实现试验时间计量、接入电压测量、总电流测量、电抗器电流测量、电容器电流测量、电容器电压测量，并对过电压及过电流进行延时保护，短路瞬时保护；所述恒温箱用于在试验过程中提供恒定的温度环境，待测金属化电力电容器设置在所述恒温箱内；所述控制模块用于控制整个试验装置的启停及恒温箱的工作。上述试验装置通过采取继电保护的措施，提高了系统运行时的安全性，因此可以提高试验电压，将试验电压提高至1.6倍的标准电压以上进行试验，并通过恒温箱提供较高的试验温度，因此有效缩短了试验时间，有效避免了现有技术中电容器老化试验装置机构复杂、安全性较差、试验周期长、费用高、能耗大的问题。

（2）本发明所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，所述测量计量保护模块包括试验对过电压及过电流进行延时保护，过电压保护延时设置为10秒，有效的避开了瞬时电网电压波动造成的瞬时过电压和启动时产生的浪涌电压；过电流保护延时设置为2秒，有效的避开了浪涌电流和启动瞬间产生的过电流，在提高了试验装置安全性的同时提高了试验装置的可靠性高。

（3）本发明所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，还包括工作指示单元和过电流、短路电流及过电压信号的显示单元。所述工作指示单元包括电源运行、电容器运行指示灯和烘箱运行指示灯，使电源、电容器和烘箱的工作状态一目了然；所述过电流、短路电流及过电压信号的显示单元分别对总电流过电流、电抗器过电流、电容器过电流及电容器过电压故障通过信号继电器的触点动作与否进行故障显示，有利于对装置出现故障时的检测和处理。

（4）本发明所述的金属化电力电容器快速老化试验装置通过计时器JSQ对所述老化时间进行设定并对试验时间进行记录保留试验时间，将试验时间作为判断所述金属化电力电容器选材和生产工艺的一个重要参数。

（5）本发明所述的金属化电力电容器快速老化试验装置采用低电压电力电子器件，成本低，可靠性高。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中，

图1是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的结构示意图；

图2是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的主电路电气原理图；

图3是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的控制电路原理图；

图4是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的接入电压测量单元电路原理图；

图5是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的电容器电压测量保护单元电路原理图；

图6是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的总电流测量保护单元电路原理图；

图7是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的电抗器电流测量保护单元电路原理图；

图8是实施例1所述金属化电力电容器快速老化试验装置的电容器电流测量保护单元电路原理图；

图9是实施例2所述金属化电力电容器快速老化试验装置的工作指示单元电路原理图；

图10是实施例3所述金属化电力电容器快速老化试验装置的过电流、短路电流及过电压信号的显示单元电路原理图。

图中附图标记表示为：1-变压模块，2-测量计量保护模块，3-控制模块，4-恒温箱。

具体实施方式

实施例1：

本发明所述的金属化电力电容器快速老化试验装置的结构如图1所示，其包括变压模块1、测量计量保护模块2、控制模块3、恒温箱4。

所述变压模块1，用于将动力电源电压提高到试验电压所需的电压值。所述变压模块1包括调压器TYQ，变压器1YH；所述调压器TYQ的一次侧与交流接触器1QC转换触点1QC₁的公共触点连接，所述调压器TYQ二次侧与所述变压器1YH的一次侧连接，所述变压器1YH二次侧与被检测的金属化电力电容器连接。

所述测量计量保护模块2，包括试验时间计量单元、接入电压测量单元、电容器电压测量保护单元、总电流测量保护单元、电抗器电流测量保护单元、电容器电流测量保护单元以及延时保护设置单元。

如图2和图3所示，所述试验时间测量单元包括计时器JSQ，所述交流接触器1QC转换触点1QC₃；所述交流接触器1QC转换触点1QC₃的公共触点与主令开关ZK的公共端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₃的常开触点与所述计时器JSQ线圈的一端连接，所述计时器JSQ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。

如图4和图2所示，所述接入电压测量单元包括电压表1V，用于测量接入的动力电源电压，所述电压表1V接于所述调压器TYQ的一次侧接线端，所述动力电源为380V的交流电。

如图5和图2所示，所述电容器电压测量保护单元包括电压表2V，电压继电器YJ，电压互感器2YH；所述电压互感器2YH一次侧接于所述变压器1YH的二次侧，所述电压互感器2YH二次侧的一端与所述电压表2V的一端和所述电压继电器YJ线圈的一端共同连接，所述电压互感器2YH二次侧的另一端与所述电压表2V的另一端连接和所述电压继电器YJ线圈的另一端共同连接。

如图6所示，所述总电流测量保护单元包括电流互感器1LHa、1LHb、1LHc，电流继电器1DJ、1DJ′、1DJ〞，电流继电器4DJ，电流表1A，所述总电流测量保护单元分别对总电流的A、B、C三相电流进行过电流测量保护；所述电流互感器1LHa一次侧接于所述调压器TYQ一次侧接线端的A相接线中，所述电流互感器1LHa二次侧的一端接所述电流继电器1DJ′线圈的一端，所述电流继电器1DJ′线圈的另一端接所述电流互感器1LHa二次侧的另一端；所述互感器1LHb的一次侧接于所述调压器TYQ的一次侧接线端的B相接线中，所述电流互感器1LHb二次侧的一端与所述电流继电器1DJ线圈的一端连接，所述电流继电器1DJ线圈的另一端与所述电流表1A的一端连接，所述电流表1A的另一端与所述电流继电器4DJ线圈的一端连接，所述电流继电器4DJ线圈的另一端与所述电流互感器1LHb二次侧的另一端连接；所述电流互感器1LHc一次侧接于所述调压器TYQ一次侧接线端的C相接线中，所述电流互感器1LHc二次侧的一端接所述电流继电器1DJ〞线圈的一端，所述电流继电器1DJ〞线圈的另一端接所述电流互感器1LHc二次侧的另一端。

如图2和图7所示，所述电抗器电流测量保护单元包括电抗器DKQ，电流互感器2LHb，电流继电器2DJ，电流表2A；所述互感器2LHb的一次侧接于所述电抗器DKQ接线端的B相接线中，所述互感器2LHb二次侧的一端与所述电流继电器2DJ线圈的一端连接，所述电流继电器的2DJ线圈的一端与所述电流表2A的一端与连接，所述电流表2A的另一端与所述互感器2LHb二次侧的另一端连接。

如图2和图8所示，所述电容器电流测量保护单元包括电流互感器3LHa、3LHb、3LHc，电流表3A、4A、5A，电流继电器3DJ，被检测的金属化电力电容器DRQ；所述电流互感器3LHa的一次侧接于被检测的金属化电力电容器DRQ接线端的A相接线中，分别对电容器的A、B、C三相电流进行过电流测量保护，所述电流互感器3LHa的二次侧一端与所述电流表4A的一端连接，所述电流表4A的另一端与所述电流互感器3LHa二次侧的一端连接；所述电流互感器3LHb的一次侧接于被检测的所述金属化电力电容器DRQ接线端的B相接线中，所述电流互感器3LHb的二次侧的一端与所述电流继电器3DJ线圈的一端连接，所述电流继电器3DJ线圈的另一端与所述电流表3A的一端连接，所述电流表3A的另一端与所述电流互感器3LHb二次侧的另一端连接；所述电流互感器3HLc的一次侧接于所述被检测的金属化电力电容器DRQ接线端的C相接线中，所述电流互感器3HLc的二次一端接所述电流表5A的一端，所述电流表5A的另一端与所述互感器3LHc二次侧的另一端连接。

如图3所示，所述延时保护设置单元包括时间继电器1SJ、2SJ，中间继电器ZJ线圈,时间继电器1SJ转换触点1SJ₁，时间继电器2SJ转换触点2SJ₁，中间继电器ZJ转换触点ZJ₁，电流继电器1DJ转换触点1DJ₁，电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′，电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞，电流继电器2DJ转换触点2DJ₁，电流继电器3DJ转换触点3DJ₁，电压继电器YJ转换触点YJ₁；所述时间继电器1SJ转换触点1SJ₁的公共触点和所述时间继电器2SJ转换触点2SJ₁的公共触点共同接所述主令开关ZK的公共端，所述时间继电器1SJ转换触点1SJ₁的常开触点和所述时间继电器2SJ转换触点2SJ₁的常开触点共同接所述中间继电器ZJ线圈的一端，所述中间继电器ZJ线圈的另一端接所述控制电源的零线；所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₁、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞、所述电流继电器2DJ转换触点2DJ₁、所述电流继电器3DJ转换触点3DJ₁的公共触点共同接所述主令开关ZK的公共端，所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₁、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞、电流继电器2DJ转换触点2DJ₁、电流继电器3DJ转换触点3DJ₁的常开触点共同接所述时间继电器1SJ线圈的一端，所述时间继电器1SJ线圈的另一端接所述控制电源的零线；所述电压继电器YJ转换触点YJ₁的公共触点接所述主令开关ZK的公共端，所述电压继电器YJ转换触点YJ₁的常开触点接所述时间继电器2SJ线圈的一端，所述时间继电器2SJ线圈的另一端接所述控制电源的零线。

所述恒温箱4，用于在试验过程中提供恒定的温度环境，待测金属化电力电容器设置在所述恒温箱内。

在本实施中，所述恒温箱4为烘箱。所述被检测的金属化电力电容器设置在所述烘箱内。

所述控制模块3，用于控制整个试验装置的启停及恒温箱的工作。

所述控制模块3包括运行控制单元和恒温箱控制单元，所述恒温箱控制单元用于对恒温箱进行控制。所述运行控制单元包括空气断路器DK转换触点DK₁，交流接触器1QC，交流接触器1QC转换触点1QC₁、1QC₂、1QC₄，电流继电器4DJ转换触点4DJ₁，启动按钮QA，停止按钮TA，主令开关ZK，计时器JSQ转换触点JSQ₁，中间继电器ZJ转换触点ZJ₁；所述烘箱控制单元包括交流接触器2QC，交流接触器2QC转换触点2QC₁，交流接触器1QC转换触点1QC₄；所述空气断路器DK常开端与所述动力电源接线端连接，所述空气断路器DK公共触点与所述交流接触器1QC转换触点1QC₁连接，所述主令开关ZK的常开端与控制电源的火线连接，所述停止按钮TA的公共触点与所述主令开关ZK的公共端连接，所述停止按钮TA的常闭触点与所述启动按钮QA的公共触点和所述交流接触器1QC₂的公共触点共同连接，所述启动按钮QA的常开触点和所述交流接触器1QC转换触点1QC₂的常开触点共同与所述交流接触器1QC线圈的一端连接，所述交流接触器1QC线圈的另一端与所述交流接触器4DJ转换触点4DJ₁的公共触点连接，所述交流接触器4DJ转换触点4DJ₁的常闭触点与所述计时器JSQ转换触点JSQ₁的公共触点连接，所述计时器JSQ转换触点JSQ₁的常闭触点与所述交流接触器ZJ转换触点ZJ₁的公共触点连接，所述交流接触器ZJ₁转换触点的常闭触点与所述控制电源的零线连接；所述交流接触器2QC转换触点2QC₁的常开触点与所述恒温箱的电源接线端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₄的公共触点与所述主令开关ZK的公共端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₄的常开触点与所述交流接触器2QC线圈的一端连接，所述交流接触器2QC线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。所述控制电源为220V的交流电。

过电流延时保护是对总电流的A、B、C三相，电抗器的B相和电容器的B相进行保护，一旦这五个电流的任何一个出现过电流，对应的电流互感器1LHa、1LHb、1LHc、2LHb和3LHb均会使相应的电流继电器1DJ、1DJ′、1DJ〞、2DJ和3DJ（动作电流阈值设定值为1.3倍额定电流）动作，从而使时间继电器1SJ线圈动作，经过2秒（躲避电网的浪涌电流和合闸瞬间过电流）延时，时间继电器1SJ的常开触点闭合，中间继电器ZJ线圈通电，所述中间继电器ZJ线圈带电，所述中间继电器ZJ的转换触点ZJ₁切换至常开触点，所述交流接触器1QC线圈失电，所述交流接触器1QC的转换触点1QC₁切换至常开触点，整个装置运行退出，完成保护。

短路电流瞬间保护设在总电流B相中，所述总电流B相电流互感器1LHb一旦出现短路，所述电流继电器4DJ（动作电流阈值设定值为3倍额定电流）线圈带电，所述电流继电器4DJ转换触点4DJ₁切换至常开触点，所述交流接触器1QC线圈失电，所述交流接触器1QC的转换触点1QC₁切换至常开触点，整个装置运行退出，完成保护。

过电压延时保护设在所述变压器1YH的二次侧，一旦所述试验电压出现过电压，电压互感器2YH输出的电压将电压继电器YJ（动作电压阈值设定值为1.1倍额定电压）的线圈接通，使得过电压延时回路中的时间继电器2SJ动作，经过10秒（躲避电网的浪涌电压）延时，时间继电器2SJ的转换触点2SJ₁切换至常开触点，中间继电器ZJ线圈通电，所述中间继电器ZJ线圈带电，所述中间继电器ZJ的转换触点ZJ₁切换至常开触点，所述交流接触器1QC线圈失电，所述交流接触器1QC的转换触点1QC₁切换至常开触点，整个装置运行退出，完成保护。

实施例2：

在上述实施例的基础上，所述控制模块还包括工作指示单元。如图9所示，所述工作指示单元包括信号灯1XD、2XD、3XD，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂；所述信号灯1XD的一端与控制电源的正极连接，所述信号灯1XD的另一端与控制电源的负极连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅的公共触点接所述控制电源的正极，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅的常开触点接所述信号灯2XD的一端，所述信号灯2XD的另一端接所述控制电源的负极，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂的公共触点接所述控制电源的正极，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂的常开触点接所述信号灯3XD的一端，所述信号灯3XD的另一端接所述控制电源的负极。所述工作指示单元包括电源运行、电容器运行指示灯和烘箱运行指示灯，使电源、电容器和烘箱的工作状态一目了然。

实施例3：

在上述实施例的基础上，所述测量计量保护模块还包括过电流、短路电流及过电压信号的显示单元。如图10所示，所述过电流、短路电流及过电压信号的显示单元包括信号继电器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ，电流继电器1DJ转换触点1DJ₂，电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′，电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞，电流继电器2DJ转换触点2DJ₂，电流继电器3DJ转换触点3DJ₂，电压继电器YJ转换触点YJ₂；所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₂、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞的公共触点与所述主令开关ZK的公共触点连接，所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₂、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞的常开触点与所述信号继电器1XJ线圈的一端连接，所述信号继电器1XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器2DJ转换触点2DJ₂的常开触点与所述信号继电器2XJ线圈的一端连接，所述信号继电器2XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器3DJ转换触点3DJ₂的常开触点与所述信号继电器3XJ线圈的一端连接，所述信号继电器3XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器YJ转换触点YJ₂的常开触点与所述信号继电器4XJ线圈的一端连接，所述信号继电器4XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。

所述过电流、短路电流及过电压信号的显示单元分别对总电流过电流、电抗器过电流、电容器过电流、短路电流及电容器过电压故障通过信号继电器进行故障显示，有利于对装置出现故障时的检测和处理。

上述实施例提供的所述金属化电力电容器快速老化试验装置的工作方式如下：

S1：将所述待测金属化电力电容器安放在所述烘箱内，将所述烘箱的温度调至预设的温度；

S2：闭合所述主令开关ZK；

S3：按下启动按钮QA，将所述试验电压调至试验技术要求的设定值；

S4：设定所述试验时间，开始试验；

S5：待到所述达试验时间后或测金属化电力电容器在预设所述试验时间内被损坏时，所述试验装置会自动停止，并显示故障原因，也可以在设备异常的情况下按下停止按钮TA退出试验，待烘箱的温度降至常温时，取出所述金属化电力电容器；

S6：测量试验后所述被检测的金属化电力电容器的电容值和损耗角正切值，与实验前的数据进行对比分析，解剖所述被检测的金属化电力电容器，观察所述被检测的电力电容器金属化膜的局部放电和自愈的情况。

在执行上述实验步骤之前还需要测量试验前所述被检测的金属化电力电容器的电容值和损耗角正切值。

本发明所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，包括变压模块、测量计量保护模块、恒温箱和控制模块。所述变压模块用于将动力电源电压提高到试验电压所需的电压值；所述测量计量保护模块包括试验时间计量单元、接入电压测量单元、电容器电压测量保护单元、总电流测量保护单元、电抗器电流测量保护单元、电容器电流测量保护单元以及延时保护设置单元，用于实现试验时间测量、接入电压测量、总电流测量、电抗器电流测量、电容器电流测量、电容器电压测量，并对过电压及过电流进行延时保护，短路瞬时保护；所述恒温箱用于在试验过程中提供恒定的温度环境，待测金属化电力电容器设置在所述恒温箱内；所述控制模块用于控制整个试验装置的启停及恒温箱的工作。上述装置有效避免了现有技术中电容器老化试验装置机构复杂、安全性较差、试验周期长、费用高、能耗大的问题。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于，包括：

变压模块，用于将动力电源电压提高到试验电压所需的电压值；

测量计量保护模块，包括试验时间计量单元、接入电压测量单元、电容器电压测量保护单元、总电流测量保护单元、电抗器电流测量保护单元、电容器电流测量保护单元以及延时保护设置单元；

恒温箱，用于在试验过程中提供恒定的温度环境，待测金属化电力电容器设置在所述恒温箱内；

控制模块，用于控制整个试验装置的启停及恒温箱的工作。

2.根据权利要求1所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述控制模块包括运行控制单元和恒温箱控制单元，所述恒温箱控制单元用于对恒温箱进行控制。

3.根据权利要求1或2所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述测量计量保护模块还包括过电流、短路电流及过电压信号的显示单元。

4.根据权利要求1-3任一所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述控制模块还包括工作指示单元。

5.根据权利要求1所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述变压模块包括调压器TYQ，变压器1YH；

所述调压器TYQ的一次侧与交流接触器1QC转换触点1QC₁的公共触点连接，所述调压器TYQ二次侧与所述变压器1YH的一次侧连接，所述变压器1YH二次侧与被检测的金属化电力电容器DRQ和电抗器DKQ连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：

所述试验时间计量单元包括计时器JSQ和交流接触器1QC转换触点1QC₃；所述交流接触器1QC转换触点1QC₃的公共触点与主令开关ZK的公共端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₃的常开触点与所述计时器JSQ线圈的一端连接，所述计时器JSQ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；

所述接入电压测量单元包括电压表1V，用于测量接入的动力电源电压，所述电压表1V接于调压器TYQ的一次侧接线端；

所述电容器电压测量保护单元包括电压表2V，电压继电器YJ，电压互感器2YH；所述电压互感器2YH一次侧接于所述变压器1YH的二次侧，所述电压互感器2YH二次侧的一端与所述电压表2V的一端和所述电压继电器YJ线圈的一端共同连接，所述电压互感器2YH二次侧的另一端与所述电压表2V的另一端连接和所述电压继电器YJ线圈的另一端共同连接；

所述总电流测量保护单元包括电流互感器1LHa、1LHb、1LHc，电流继电器1DJ、1DJ′、1DJ〞，电流继电器4DJ，电流表1A，所述总电流测量保护单元分别对总电流的A、B、C三相电流进行过电流测量保护；所述电流互感器1LHa一次侧接于所述调压器TYQ一次侧接线端的A相接线中，所述电流互感器1LHa二次侧的一端接所述电流继电器1DJ′线圈的一端，所述电流继电器1DJ′线圈的另一端接所述电流互感器1LHa二次侧的另一端；所述互感器1LHb的一次侧接于所述调压器TYQ的一次侧接线端的B相接线中，所述电流互感器1LHb二次侧的一端与所述电流继电器1DJ线圈的一端连接，所述电流继电器1DJ线圈的另一端与所述电流表1A的一端连接，所述电流表1A的另一端与所述电流继电器4DJ线圈的一端连接，所述电流继电器4DJ线圈的另一端与所述电流互感器1LHb二次侧的另一端连接；所述电流互感器1LHc一次侧接于所述调压器TYQ一次侧接线端的C相接线中，所述电流互感器1LHc二次侧的一端接所述电流继电器1DJ〞线圈的一端，所述电流继电器1DJ〞线圈的另一端接所述电流互感器1LHc二次侧的另一端；

所述电抗器电流测量保护单元包括电抗器DKQ，电流互感器2LHb，电流继电器2DJ，电流表2A；所述互感器2LHb的一次侧接于所述电抗器DKQ接线端的B相接线中，所述互感器2LHb二次侧的一端与所述电流继电器2DJ线圈的一端连接，所述电流继电器的2DJ线圈的一端与所述电流表2A的一端与连接，所述电流表2A的另一端与所述互感器2LHb二次侧的另一端连接；

所述电容器电流测量保护单元包括电流互感器3LHa、3LHb、3LHc，电流表3A、4A、5A，电流继电器3DJ，被检测的金属化电力电容器DRQ；所述电流互感器3LHa的一次侧接于被检测的金属化电力电容器DRQ接线端的A相接线中，所述电容器电流测量保护单元分别对电容器的A、B、C三相电流进行过电流测量保护，所述电流互感器3LHa的二次侧一端与所述电流表4A的一端连接，所述电流表4A的另一端与所述电流互感器3LHa二次侧的一端连接；所述电流互感器3LHb的一次侧接于被检测的所述金属化电力电容器DRQ接线端的B相接线中，所述电流互感器3LHb的二次侧的一端与所述电流继电器3DJ线圈的一端连接，所述电流继电器3DJ线圈的另一端与所述电流表3A的一端连接，所述电流表3A的另一端与所述电流互感器3LHb二次侧的另一端连接；所述电流互感器3HLc的一次侧接于所述被检测的金属化电力电容器DRQ接线端的C相接线中，所述电流互感器3HLc的二次一端接所述电流表5A的一端，所述电流表5A的另一端与所述互感器3LHc二次侧的另一端连接；

所述延时保护设置单元包括时间继电器1SJ、2SJ，中间继电器ZJ,时间继电器1SJ转换触点1SJ₁，时间继电器2SJ转换触点2SJ₁，中间继电器ZJ转换触点ZJ₁，电流继电器1DJ转换触点1DJ₁，电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′，电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞，电流继电器2DJ转换触点2DJ₁，电流继电器3DJ转换触点3DJ₁，电压继电器YJ转换触点YJ₁；所述时间继电器1SJ转换触点1SJ₁的公共触点和所述时间继电器2SJ转换触点2SJ₁的公共触点共同接所述主令开关ZK的公共端，所述时间继电器1SJ转换触点1SJ₁的常开触点和所述时间继电器2SJ转换触点2SJ₁的常开触点共同接所述中间继电器ZJ线圈的一端，所述中间继电器ZJ线圈的另一端接所述控制电源的零线；所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₁、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞、所述电流继电器2DJ转换触点2DJ₁、所述电流继电器3DJ转换触点3DJ₁的公共触点共同接所述主令开关ZK的公共端，所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₁、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₁′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₁〞、电流继电器2DJ转换触点2DJ₁、电流继电器3DJ转换触点3DJ₁的常开触点共同接所述时间继电器1SJ线圈的一端，所述时间继电器1SJ线圈的另一端接所述控制电源的零线；所述电压继电器YJ转换触点YJ₁的公共触点接所述主令开关ZK的公共端，所述电压继电器YJ转换触点YJ₁的常开触点接所述时间继电器2SJ线圈的一端，所述时间继电器2SJ线圈的另一端接所述控制电源的零线。

7.根据权利要求1或2所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述运行控制单元包括空气断路器DK转换触点DK₁，交流接触器1QC，交流接触器1QC转换触点1QC₁、1QC₂、1QC₄，电流继电器4DJ转换触点4DJ₁，启动按钮QA，停止按钮TA，主令开关ZK，计时器JSQ转换触点JSQ₁，中间继电器ZJ转换触点ZJ₁；所述烘箱控制单元包括交流接触器2QC，交流接触器2QC转换触点2QC₁，交流接触器1QC转换触点1QC₄；

所述空气断路器DK常开触点与所述动力电源接线端连接，所述空气断路器DK公共触点与所述交流接触器1QC转换触点1QC₁连接，所述主令开关ZK的常开端与控制电源的火线连接，所述停止按钮TA的公共触点与所述主令开关ZK的公共端连接，所述停止按钮TA的常闭触点与所述启动按钮QA的公共触点和所述交流接触器1QC₂的公共触点共同连接，所述启动按钮QA的常开触点和所述交流接触器1QC转换触点1QC₂的常开触点共同与所述交流接触器1QC线圈的一端连接，所述交流接触器1QC线圈的另一端与所述交流接触器4DJ转换触点4DJ₁的公共触点连接，所述交流接触器4DJ转换触点4DJ₁的常闭触点与所述计时器JSQ转换触点JSQ₁的公共触点连接，所述计时器JSQ转换触点JSQ₁的常闭触点与所述交流接触器ZJ转换触点ZJ₁的公共触点连接，所述交流接触器ZJ₁转换触点的常闭触点与所述控制电源的零线连接；所述交流接触器2QC转换触点2QC₁的常开触点与所述恒温箱的电源接线端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₄的公共触点与所述主令开关ZK的公共端连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₄的常开触点与所述交流接触器2QC线圈的一端连接，所述交流接触器2QC线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。

8.根据权利要求4-7任一所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述工作指示单元包括信号灯1XD、2XD、3XD，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂；

所述信号灯1XD的一端与控制电源的正极连接，所述信号灯1XD的另一端与控制电源的负极连接，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅的公共触点接所述控制电源的正极，所述交流接触器1QC转换触点1QC₅的常开触点接所述信号灯2XD的一端，所述信号灯2XD的另一端接所述控制电源的负极，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂的公共触点接所述控制电源的正极，所述交流接触器2QC转换触点2QC₂的常开触点接所述信号灯3XD的一端，所述信号灯3XD的另一端接所述控制电源的负极。

9.根据权利要求3-7任一所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述过电流、短路电流及过电压信号的显示单元包括信号继电器1XJ、2XJ、3XJ、4XJ，电流继电器1DJ转换触点1DJ₂，电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′，电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞，电流继电器2DJ转换触点2DJ₂，电流继电器3DJ转换触点3DJ₂，电压继电器YJ转换触点YJ₂；

所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₂、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞的公共触点与所述主令开关ZK的公共触点连接，所述电流继电器1DJ转换触点1DJ₂、所述电流继电器1DJ′转换触点1DJ₂′、所述电流继电器1DJ〞转换触点1DJ₂〞的常开触点与所述信号继电器1XJ线圈的一端连接，所述信号继电器1XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器2DJ转换触点2DJ₂的常开触点与所述信号继电器2XJ线圈的一端连接，所述信号继电器2XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器3DJ转换触点3DJ₂的常开触点与所述信号继电器3XJ线圈的一端连接，所述信号继电器3XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接；所述电流继电器YJ转换触点YJ₂的常开触点与所述信号继电器4XJ线圈的一端连接，所述信号继电器4XJ线圈的另一端与所述控制电源的零线连接。

10.根据权利要求1-9任一所述的金属化电力电容器快速老化试验装置，其特征在于：所述恒温箱为烘箱。

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