CN106885974A - 一种高压并联电容器短路放电试验装置 - Google Patents

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胡学斌
陶梅
朱太云
丁国成
宋东波
张晨晨
陈凡
赵常威
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation

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Abstract

本发明公开了一种高压并联电容器短路放电试验装置，包括：调压器、充电变压器、充电电阻、整流硅堆、保护电阻、滤波电容、电阻分压器、电容器试品、接地装置、电磁阀、气缸、气泵；所述调压器的输入端与交流电源连接，调压器的输出端与充电变压器的输入端连接；所述充电变压器的输出端与充电电阻连接，充电电阻与整流硅堆、保护电阻依次串联。本发明解决了现有高压并联电容器短路放电试验技术中安全无保障、效率低、试验质量无保障的技术问题，能完全满足国标对高压并联电容器短路放电试验的技术要求，实现安全、高效、高质量的高压并联电容器短路放电试验。

Description

一种高压并联电容器短路放电试验装置
技术领域
本发明属于高压并联电容器型式试验领域，涉及一种高压并联电容器短路放电试验装置，用于实现满足国标要求的高压并联电容器短路放电试验。
背景技术
高压并联电容器必须能承受在运行电压下由于外部故障所引起的短路放电。短路放电试验的目的是为了检验电容器内部连接中是否有缺陷。同时，高压并联电容器的内熔丝也应能承受在U1和U2的电压范围内发生在电容器外部的短路故障引起的电流。其中(UN为高压并联电容器的额定电压)，分别为故障瞬间电容器单元端子间电压的最低与最高瞬时值。该性能也用短路放电试验项目来检验。
《标称电压1000V以上交流电力系统用并联电容器第1部分：总则》(GB/T 11024.1-2010)对高压并联电容器的型式试验项目——短路放电试验(P9)做了明确要求。在短路放电实验中，对高压并联电容器单元充以直流电，然后通过尽可能靠近电容器放置的间隙放电。电容器应在10min内承受5次这样的放电。实验电压为2.5UN。在试验后的5min内，应对单元进行一次端子间电压试验。在放电试验前和电压试验后均应测量电容。两次测得值之差应小于相当于一个元件击穿或一根内部熔丝动作之量。
现有技术是人工通过放电棒或简单的放电装置进行放电，安全无保障，不能和充电过程联动，需要的人工多、效率低，对工作人员的经验依赖性高，试验质量无保障，往往不能严格地在10min内完成5次放电，达不到标准要求的严苛程度。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种高压并联电容器短路放电试验装置，用于实现满足国标要求的高压并联电容器短路放电试验，包括：调压器、充电变压器、充电电阻、整流硅堆、保护电阻、滤波电容、电阻分压器、电容器试品、接地装置、电磁阀、气缸、气泵；所述调压器的输入端与交流电源连接，调压器的输出端与充电变压器的输入端连接；所述充电变压器的输出端与充电电阻连接，充电电阻与整流硅堆、保护电阻依次串联；所述保护电阻的输出端与滤波电容、电阻分压器以及接地装置的输入端连接，所述接地装置与电容器试品串联，所述滤波电容、电阻分压器、接地装置并联；所述滤波电容、电阻分压器以及电容器试品的输出端接地。
其中，所述调压器，用于调节充电变压器的输入电压，以控制充电过程，使电容器试品承受的直流电压稳步上升到2.5UN。
其中，所述充电变压器，用于将调压器输出的电压升高到试验所需要的十几到几十千伏；所述充电变压器的额定容量30kVA，额定输入电压380V，额定输入电流78.9A，额定输出电压100kV，额定输出电流300mA。
其中，所述充电电阻，用于限制充电过程中的交流电流过大。
其中，所述整流硅堆，用于将充电变压器输出的交流高压整流为直流高压。
其中，所述保护电阻，用于限制充电过程中的直流电流过大；所述保护电阻的标准电阻1kΩ，额定电压100kV，额定电流1A。
其中，所述滤波电容，用于将硅堆整流后的直流电流进行滤波。
其中，所述电阻分压器，用于实时监测电容器试品承受的直流高压值。
其中，所述电阻分压器包括串联的高压臂电阻和低压臂电阻，所述电阻分压器的额定电压100kV，所述高压臂电阻75MΩ，所述低压臂电阻75kΩ，额定电流1mA，误差不大于±0.5％。
其中，所述电容器试品为需要进行型式试验的高压并联电容器单元。
本发明解决了现有高压并联电容器短路放电试验技术中安全无保障、效率低、试验质量无保障的技术问题，能完全满足国标对高压并联电容器短路放电试验的技术要求，实现安全、高效、高质量的高压并联电容器短路放电试验。与现有技术相比，本发明的高压并联电容器短路放电装置确保了短路放电试验中的人身安全，放电过程和充电过程紧密结合，一到标准要求的试验电压即瞬间接地，完成放电过程，随即断开接地，开始下一次充电放电循环，完成5次循环后，自动结束，不存在充电电压未到或超过2.5UN就放电的可能，单人即可操作，操作简单便捷，对工作人员的要求低，试验效率高，试验质量有保障，能满足标准要求的10min内完成5次放电，不存在达不到标准要求的严苛程度的可能。
附图说明
图1为本发明高压并联电容器短路放电试验装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
如图1所示，本发明的一种高压并联电容器短路放电试验装置，包括：调压器、充电变压器、充电电阻、整流硅堆、保护电阻、滤波电容、电阻分压器、电容器试品、接地装置、电磁阀、气缸、气泵。
所述调压器的输入端与交流电源连接，调压器的输出端与充电变压器的输入端连接；所述充电变压器的输出端与充电电阻连接，充电电阻与整流硅堆、保护电阻依次串联；所述保护电阻的输出端与滤波电容、电阻分压器以及接地装置的输入端连接，所述接地装置与电容器试品串联，所述滤波电容、电阻分压器、接地装置并联。所述滤波电容、电阻分压器以及电容器试品的输出端接地。调压器，用于调节充电变压器的输入电压，以控制充电过程，使电容器试品承受的直流电压稳步上升到2.5UN。
充电变压器，用于将调压器输出的电压升高到试验所需要的十几到几十千伏。所述充电变压器的额定容量30kVA，额定输入电压380V，额定输入电流78.9A，额定输出电压100kV，额定输出电流300mA。
充电电阻，用于限制充电过程中的交流电流过大。
整流硅堆，用于将充电变压器输出的交流高压整流为直流高压。
保护电阻，用于限制充电过程中的直流电流过大。所述保护电阻的标准电阻1kΩ，额定电压100kV，额定电流1A。
滤波电容，用于将硅堆整流后的直流电流进行滤波。
电阻分压器，用于实时监测电容器试品承受的直流高压值。所述电阻分压器包括串联的高压臂电阻和低压臂电阻，所述电阻分压器的额定电压100kV，所述高压臂电阻75MΩ，所述低压臂电阻75kΩ，额定电流1mA，误差不大于±0.5％。
电容器试品，即被试试品。是需要进行型式试验的高压并联电容器单元。
气泵，用于自动保持气压在一定值，输送给气缸，确保接地装置动作保持一定的速度。
气缸，用于接受气泵气压，通过电磁阀动作实现伸缩。
电磁阀，用于控制气缸伸缩，气缸伸缩带动接地装置动作，实现电容器试品在充电回路和放电回路之间的转换，充电完毕后，瞬时放电，放电完毕后随即开始充电。
接地装置，用于被气缸带动，实现电容器试品在充电回路和放电回路之间的转换，充电完毕后，瞬时放电，放电完毕后随即开始充电。
所述型式试验是为了验证产品能否满足技术规范的全部要求所进行的试验，往往包含多个试验项目，不同设备的型式试验项目往往不同。它是新产品鉴定中必不可少的一个环节。只有通过型式试验，该产品才能正式投入生产。为了达到认证目的而进行的型式试验，是对一个或多个具有代表性的样品利用试验手段进行合格性评定。根据国标，短路放电试验就是高压并联电容器的一项型式试验项目。
使用调压器对输入电压进行调压，经充电变压器往整流电路充电，使电容器试品上的直流电压达到标准要求，然后通过控制气泵的电磁阀，通过气泵控制接地装置使试品瞬时接地进行放电，如此往复，在10分钟内做5次，实现标准要求所述整流电路完成整流功能，包括整流硅堆、保护电阻和滤波电容。
通过本发明中的调压器调节充电变压器的输入电压，以控制充电变压器的输出电压，经硅堆和滤波电容整流滤波后，得到直流充电电压向高压并联电容器单元试品充电，当高压并联电容器单元试品的直流电压值达到2.5UN时，电磁阀动作，使高压并联电容器单元试品瞬间接地放电，放电后，接地断开。紧接着开始下一次充电放电过程。如此反复5次，结束。当气泵和气缸内气压过低时，气泵自动启动充气，以保持气压。
这种高压并联电容器短路放电装置的额定电压是直流70kV，额定高压并联电容器单元试品电容量范围是50～1000kvar，覆盖国内所有高压并联电容器单元的电容量范围。
虽然通过实施例描述了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (10)

1.一种高压并联电容器短路放电试验装置，包括：调压器、充电变压器、充电电阻、整流硅堆、保护电阻、滤波电容、电阻分压器、电容器试品、接地装置、电磁阀、气缸、气泵；
所述调压器的输入端与交流电源连接，调压器的输出端与充电变压器的输入端连接；所述充电变压器的输出端与充电电阻连接，充电电阻与整流硅堆、保护电阻依次串联；所述保护电阻的输出端与滤波电容、电阻分压器以及接地装置的输入端连接，所述接地装置与电容器试品串联，所述滤波电容、电阻分压器、接地装置并联；
所述滤波电容、电阻分压器以及电容器试品的输出端接地。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其中，优选的，所述调压器，用于调节充电变压器的输入电压，以控制充电过程，使电容器试品承受的直流电压稳步上升到2.5UN。
3.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述充电变压器，用于将调压器输出的电压升高到试验所需要的十几到几十千伏；所述充电变压器的额定容量30kVA，额定输入电压380V，额定输入电流78.9A，额定输出电压100kV，额定输出电流300mA。
4.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述充电电阻，用于限制充电过程中的交流电流过大。
5.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述整流硅堆，用于将充电变压器输出的交流高压整流为直流高压。
6.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述保护电阻，用于限制充电过程中的直流电流过大；所述保护电阻的标准电阻1kΩ，额定电压100kV，额定电流1A。
7.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述滤波电容，用于将硅堆整流后的直流电流进行滤波。
8.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述电阻分压器，用于实时监测电容器试品承受的直流高压值。
9.根据权利要求8所述的试验装置，其中，所述电阻分压器包括串联的高压臂电阻和低压臂电阻，所述电阻分压器的额定电压100kV，所述高压臂电阻75MΩ，所述低压臂电阻75kΩ，额定电流1mA，误差不大于±0.5％。
10.根据权利要求1所述的试验装置，其中，所述电容器试品为需要进行型式试验的高压并联电容器单元。
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