CN106546870A - 一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置 - Google Patents

一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置 Download PDF

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杨明昆
刘红文
王科
程志万
周兴梅
何顺
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Abstract

本发明是关于一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，包括：220V交流电源、直流源、速动单刀双掷开关、可调电容器、可调电感、电流波形检测器、接地系统和自动控制系统，220V交流电源、直流源依次串联；直流源的第一输出端与速动单刀双掷开关的第一动端电连接；速动单刀双掷开关的不动端与可调电容器的一端电连接、第二动端与可调电感的一端电连接；可调电容器的另一端分别与直流源的第二输出端、接地系统电连接；可调电感、电流波形检测器、待测高压限流熔断器依次串联；待测高压限流熔断器的另一端接地；自动控制系统与速动单刀双掷开关控制连接、且与直流源的第一输出端电连接。本装置能够模拟尖顶波形电流对高压限流熔断器的影响。

Description

一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置
技术领域
本发明涉及高压设备瞬态冲击技术领域，尤其涉及一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置。
背景技术
电压互感器是配电网中的常用设备。高压线路熔断器作为电压互感器的主要保护元件，常串联在电压互感器的内部电路中使用。当电路中通过短路电流或过负荷电流时，利用高压线路熔断器内熔体产生的热量使其自身熔断，切断电路，以达到保护电压互感器的目的。
但是，由于电力系统中的任何一个回路都可以简化成电阻、容抗与感抗串联或并联组成的回路，当容抗的值和感抗的值相同时就会发生谐振，再加上系统中的非线性元件，谐振会被扩大，当感抗与容抗相等时，就会产生铁磁谐振；当配电网中发生铁磁谐振时，会造成配电网过电压和电压互感器过电流。当电压互感器的高压限流熔断器的开断能力和耐受能力等瞬间冲击性能较差时，高压限流熔断器就会频繁熔断，导致需要经常更换电压互感器的高压限流熔断器，严重影响配电网的正常运行。
经发明人仿真和试验实测发现，在发生铁磁谐振时电压互感器中的电流波形为尖顶波形。因此，迫切需要一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置判断高压限流熔断器在尖顶波形电流下的开断能力和耐受能力等瞬态冲击性能。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明提供一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置,包括：220V交流电源、直流源、速动单刀双掷开关、可调电容器、可调电感、电流波形检测器、接地系统和自动控制系统，其中，
所述220V交流电源的两个输出端分别与所述直流源的两个输入端电连接；所述直流源的第一输出端与所述速动单刀双掷开关的第一动端电连接；所述速动单刀双掷开关的不动端与所述可调电容器的一端电连接、第二动端与所述可调电感的一端电连接；所述可调电容器的另一端分别与所述直流源的第二输出端、接地系统电连接；所述可调电感的另一端与所述电流波形检测器的输入端电连接；所述电流波形检测器的输出端用于与待测高压限流熔断器的一端电连接；所述待测高压限流熔断器的另一端用于与所述接地系统电连接；
所述自动控制系统通过信号传输线与所述直流源的第一输出端电连接；所述自动控制系统与所述速动单刀双掷开关控制连接。
优选地，所述直流源的输出电压范围为0-400V。
优选地，所述速动单刀双掷开关包括单次操作时间小于或等于20ms的单刀双掷开关。
优选地，所述可调电容器的电容量为200-400μF。
优选地，所述可调电感的电感范围为10-100mH。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本发明实施例提供的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，包括220V交流电源、直流源、速动单刀双掷开关、可调电容器、可调电感、电流波形检测器、接地系统和自动控制系统，220V交流电源提供的交流电信号经直流源转换为直流电信号，当速动单刀双掷开关的刀闸打到第一动端时，直流源为可调电容器充电；当可调电容器两端的电压达到设定电压时，自动控制系统控制速动单刀双掷开关的刀闸打到第二动端，所述可调电容器通过可调电感开始对高压限流熔断器放电，通过电流波形检测器观察电流波形，调整可调电容器的电容量或可调电感的电感，使电流波形为尖顶波形；参数调整结束后，在自动控制系统的控制下，尖顶波形电流时，瞬态冲击多次判断高压限流熔断器的开断能力和耐受能力等瞬态冲击性能。本发明实施例提供的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，结构简单，利用简单元器件配合模拟尖顶波形电流对高压限流熔断器的影响，可对各种型号的高压限流熔断器进行试验，能够高效准确的判断高压限流熔断器的性能优劣，对推进高压限流熔断器的品控工作和电网的供电可靠性具有重要意义。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置的等效电路结构示意图；
图1-2中，符号表示：1-220V交流电源，2-直流源，3-速动单刀双掷开关，4-可调电容器，5-可调电感，6-电流波形检测器，7-待测高压限流熔断器，8-接地系统，9-自动控制系统，10-信号传输线。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本发明实施例提供一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，参见图1和图2，包括：220V交流电源1、直流源2、速动单刀双掷开关3、可调电容器4、可调电感5、接地系统8，其中，
所述220V交流电源1的两个输出端分别与所述直流源2的两个输入端电连接，所述220V交流电源1输出的220V交流电信号经所述直流源2转换为直流电信号，在具体实施过程中，所述直流源2输出的直流电压范围为0-400V，为所述试验装置提供直流电。
所述直流源2的第一输出端与所述速动单刀双掷开关3的第一动端电连接；所述速动单刀双掷开关3的不动端与所述可调电容器4的一端电连接、第二动端与所述可调电感5的一端电连接；所述可调电容器4的另一端分别与所述直流源2的第二输出端、接地系统8电连接。当所述速动单刀双掷开关3的刀闸打到所述第一动端时，所述直流源2通过速动单刀双掷开关3给所述可调电容器4充电；当充电完毕时，将所述速动单刀双掷开关3的刀闸打到所述第二动端，所述可调电容器4通过所述可调电感5放电。
在本发明实施例中，为了适应不同内阻的待测高压限流熔断器的试验，所述可调电容器4的电容量和可调电感5的电感均可配合待测高压限流熔断器调整。调整可调电容器4和可调电感5的参数时，通过设置在试验装置中的串联电流波形检测器6，以方便判断输出的电流波形是否为尖顶波形，当输出电流波形为尖顶波形时，即可进行瞬态冲击试验。所述电流波形检测器6的输入端与所述可调电感5的另一端电连接，所述电流波形检测器6的输出端用于与待测高压限流熔断器7的一端电连接；所述待测高压限流熔断器7的另一端用于与接地系统8电连接。在具体实施过程中，所述电流波形检测器6包括示波器。
在具体实施过程中，所述可调电容器4的电容量为200-400μF，所述可调电感5的电感范围为10-100mH。例如，内阻为20Ω的待测高压限流熔断器进行瞬态冲击试验时，可将直流源2的输出电压调至200V，所述可调电容器4的电容量取300μF，所述可调电感5的电感取40mH，通过电流波形检测器6可以检测到电流波形为尖顶波形，且波形峰值接近7A。需要注意的是，200-400μF是所述可调电容器4的电容量的最优取值范围，用户可根据实际情况任意取值，在此不做具体限定；10-100mH是所述可调电感5的电感的最优取值范围，用户可根据实际情况任意取值，在此也不做具体限定。
进一步的，所述装置还包括自动控制系统9，用于自动控制速动单刀双掷开关3的刀闸。所述自动控制系统9通过信号传输线10与所述直流源2的第一输出端电连接；所述自动控制系统9与所述速动单刀双掷开关3控制连接。当自动控制系统9通过信号传输线测得所述可调电容器4两端的电压到达设定电压时，自动控制所述速动单刀双掷开关3的刀闸打到所述第二动端，使所述可调电容器4放电；当自动控制系统9通过信号传输线测得所述可调电容器4两端的电压将为零时，自动控制所述速动单刀双掷开关3的刀闸打到所述第一动端，使可调电容器4充电。如此反复，自动控制所述速动单刀双掷开关3，测试所述待测高压限流熔断器的开断能力和耐受能力等瞬态冲击性能。在具体实施过程中，所述速动单刀双掷开关3包括单次操作时间小于或等于20ms的单刀双掷开关，以实现瞬间开断。
本发明实施例提供的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，包括220V交流电源、直流源、速动单刀双掷开关、可调电容器、可调电感、电流波形检测器、接地系统和自动控制系统，220V交流电源提供的交流电信号经直流源转换为直流电信号，当速动单刀双掷开关的刀闸打到第一动端时，直流源为可调电容器充电；当可调电容器两端的电压达到设定电压时，自动控制系统控制速动单刀双掷开关的刀闸打到第二动端，所述可调电容器通过可调电感开始对高压限流熔断器放电，通过电流波形检测器观察电流波形，调整可调电容器的电容量或可调电感的电感，使电流波形为尖顶波形；参数调整结束后，在自动控制系统的控制下，尖顶波形电流时，瞬态冲击多次判断高压限流熔断器的开断能力和耐受能力等瞬态冲击性能。本发明实施例提供的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，结构简单，利用简单元器件配合模拟尖顶波形电流对高压限流熔断器的影响，可对各种型号的高压限流熔断器进行试验，能够高效准确的判断高压限流熔断器的性能优劣，对推进高压限流熔断器的品控工作和电网的供电可靠性具有重要意义。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，其特征在于，包括：220V交流电源(1)、直流源(2)、速动单刀双掷开关(3)、可调电容器(4)、可调电感(5)、电流波形检测器(6)、接地系统(8)和自动控制系统(9)，其中，
所述220V交流电源(1)的两个输出端分别与所述直流源(2)的两个输入端电连接；所述直流源(2)的第一输出端与所述速动单刀双掷开关(3)的第一动端电连接；所述速动单刀双掷开关(3)的不动端与所述可调电容器(4)的一端电连接、第二动端与所述可调电感(5)的一端电连接；所述可调电容器(4)的另一端分别与所述直流源(2)的第二输出端、接地系统(8)电连接；所述可调电感(5)的另一端与所述电流波形检测器(6)的输入端电连接；所述电流波形检测器(6)的输出端用于与待测高压限流熔断器(7)的一端电连接；所述待测高压限流熔断器(7)的另一端用于与所述接地系统(8)电连接；
所述自动控制系统(9)通过信号传输线(10)与所述直流源(2)的第一输出端电连接；所述自动控制系统(9)与所述速动单刀双掷开关(3)控制连接。
2.根据权利要求1所述的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，其特征在于，所述直流源(2)的输出电压范围为0-400V。
3.根据权利要求1所述的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，其特征在于，所述速动单刀双掷开关(3)包括单次操作时间小于或等于20ms的单刀双掷开关。
4.根据权利要求1所述的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，其特征在于，所述可调电容器(4)的电容量为200-400μF。
5.根据权利要求1所述的高压限流熔断器瞬态冲击试验装置，其特征在于，所述可调电感(5)的电感范围为10-100mH。
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