CN109004815B - 一种分段式电容放电装置及其放电方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种分段式电容放电装置，所述装置包括第一放电器与第二放电器，第一放电器中包括一个固定腔与一个移动腔；所述固定腔腔内包含第一放电电阻、第一放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接；移动腔腔内包含第二放电电阻，第二放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接；移动腔可移动到两个位置，移动到第一位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头可靠连接，移动腔移动到第二位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头不连接。本发明还提出了相应的放电方法。本发明通过移动腔不同位置控制可实现放电电阻的调节，适应电容电压较大范围变动时的放电需求，兼顾放电速度与放电安全性、实现简单、便于携带，性价比高。

Description

一种分段式电容放电装置及其放电方法
技术领域
本发明属于电力电子领域，具体涉及一种分段式电容放电装置及其放电方法。
背景技术
电容器在电力电子领域中大量应用，尤其是大容量多电平电压源换流器中包含大量的电容器，在通电的电路中断电，电容器都储存有一定量电压的，而如果没有放电回路，电容器上的电压将非常缓慢的放掉。一方面，检修人员和维护人员会因为已经断电而误判定设备中不存在电压，造成触电风险；另一方面，在对设备进行检修时，需要等待很长时间才能将电放光，影响检修和维护的速度。目前已有电容放电装置采用固定电阻放电，由于电容电压剩余的电压的可能的范围很宽，如果电阻过小，放电电流过大，会造成放电装置烧毁，如果电阻过大，放电电流过小，放电时间过长。同时，在放电过程中，电容电压经历由高到低的过程，放电时间会越来越长。
有鉴于此，有必要提供一种电容放电装置，既能满足放电速度的需求又能够保证安全可靠，具有非常重要的现实意义。
发明内容
针对技术背景中提出的现状和不足，本发明的目的在于提供一种分段式电容放电装置，可通过切换放电电阻的方式实现分段式放电，安全可靠，并提出了相应的放电方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种分段式电容放电装置，包括第一放电器与第二放电器，第一放电器中包括一个固定腔与一个移动腔，所述两个腔的外表面为绝缘材料制成，顶端包含由导电材料制成的腔头；所述固定腔腔内包含第一放电电阻、第一放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接；移动腔腔内包含第二放电电阻，第二放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接，固定腔与移动腔的腔尾通过导线连接；移动腔可移动到两个位置，移动到第一位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头可靠连接，移动腔移动到第二位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头不连接；所述第一、二放电器的头部由导电材料制成，第一放电器的头部与固定腔腔头可靠连接，所述第二放电器的头部和尾部通过导体连接，第二放电器的尾部与第一放电器的尾部通过导线连接。
其中，所述第二放电器可以是末端带导线的夹子，导线的另一端与第一放电器腔尾连接。
其中，所述第二放电器可以是末端带导线的钩子，导线的另一端与第一放电器腔尾连接。
其中，所述装置还包括第三电阻与电压表构成的并联连接，所述并联连接串联安装在第一放电器的尾部或者串联安装在第二放电器的尾部。
其中，所述装置还包括熔丝，所述熔丝串联安装在第一放电器的尾部或者串联安装在第二放电器的尾部。
其中，所述装置还包括发光指示器，所述发光指示器串联安装在第一放电器的尾部或者串联安装在第二放电器的尾部。
其中，所述第一、二放电器的尾部还连接绝缘手柄。
其中，所述第二放电器的尾部与第一放电器中固定腔的腔尾的连接导线的外部包有绝缘外皮。
其中，所述第一放电电阻的阻值大于第二放电电阻的阻值。
其中，所述第一放电器的移动腔的移动位置由外部的触发机构控制。
其中，所述放电装置还包括控制器，可检测电容器的电压值，并控制第一放电器的触发机构。
本发明还包括分段式电容放电装置的放电方法，其包括以下操作步骤：
步骤1：第一、二放电器的头部分别接触电容正极、负极,第一放电器的移动腔位于第二位置；
步骤2：监测电容器的电压值；
步骤3：如电压小于预设值，则控制第一放电器的移动腔移动到第一位置，第二放电电阻与第一放电电阻并联后接入电容放电；
步骤4：监测电容器的电压值，直至到零，表示电容放电结束。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明通过移动腔移动位置的控制实现了电阻的切换，实际上是通过机构上的巧妙设计实现了开关功能，节省装置空间，可靠性高。
2、在不同的电容电压值下，都可以实现安全放电，初始接触放电采用阻值高的一档，通过电压表观测电压值，然后再切换到另一个放电状态，即通过投入第二电阻，使第二电阻与第一电阻行成并联关系，减小放电电阻阻值，提高放电速度。通过两段放电，实现了放电速度与放电安全性的兼顾。
3、除了放电器的头部外，其他位置都为绝缘材料，安全可靠，装置内还包含熔丝，防止由于放电电流过大造成装置损坏，同时避免对操作人员造成人身伤害。
4、装置设计成带操作手柄的两个放电器，放电时将两个放电器分别接触电容的两极即可，放电器可以做成杆型或者棒形，操作简单，携带方便；
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本装置结构图的一种实施例。
图2为本装置的电路等效原理图。
图中标号名称：1、第一放电电阻；2、第二放电电阻；3、放电器头部；4、腔头；5、固定腔；6、移动腔；7、导体；8、导线；9、导线的绝缘外皮；10、绝缘手柄；11、第三电阻；12、电压表；13、熔丝；14、发光指示器；15、等效开关。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明的分段式电容放电装置具体实施方案如下：
图1为本装置结构图的一种实施例：
本实施例装置所述装置包括第一放电器与第二放电器，第一放电器中包括一个固定腔与一个移动腔，所述两个腔的外表面为绝缘材料制成，顶端包含由导电材料制成的腔头；所述固定腔腔内包含第一放电电阻、第一放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接；移动腔腔内包含第二放电电阻，第二放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接，固定腔与移动腔的腔尾通过导线连接；移动腔可移动到两个位置，移动到第一位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头可靠连接，移动腔移动到第二位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头不连接；所述第一、二放电器的头部由导电材料制成，第一放电器的头部与固定腔腔头可靠连接，所述第二放电器的头部和尾部通过导体连接，第二放电器的尾部与第一放电器的尾部通过导线连接。
其中，所述第二放电器可以是末端带导线的夹子，导线的另一端与第一放电器腔尾连接。
其中，所述第二放电器可以是末端带导线的钩子，导线的另一端与第一放电器腔尾连接。
其中，所述装置还包括第三电阻与电压表构成的并联连接，所述并联连接串联安装在第一放电器的尾部。
所述并联连接也可以串联安装在第二放电器的尾部。
其中，所述装置还包括熔丝，所述熔丝串联安装在第一放电器的尾部。
所述熔丝也可以串联安装在第二放电器的尾部。
其中，所述装置还包括发光指示器，所述发光指示器串联安装在第一放电器的尾部。
所述发光指示器也可以串联安装在第二放电器的尾部。
其中，所述第一、二放电器的尾部还连接绝缘手柄。
其中，所述第二放电器的尾部与第一放电器中固定腔的腔尾的连接导线的外部包有绝缘外皮。
其中，所述第一放电电阻的阻值大于第二放电电阻的阻值。
其中，所述第一放电器的移动腔的移动位置由外部的触发机构控制。
其中，所述放电装置还包括控制器，可检测电容器的电压值，并控制第一放电器的触发机构。
本发明还包括分段式电容放电装置的放电方法，其包括以下操作步骤：
步骤1：第一、二放电器的头部分别接触电容正极、负极,第一放电器的移动腔位于第二位置；
步骤2：监测电容器的电压值；
步骤3：如电压小于某一特定数值，则启动第一放电器的触发机构控制；控制第一放电器的移动腔移动到第一位置，第二放电电阻与第一放电电阻并联后接入电容放电；
步骤4：监测电容器的电压值，直至到零，表示电容放电结束。
图2为本发明的等效电路图，移动腔的移动位置等效为开关的两个状态。本实施例中电容初始电压为4kV,第一放电电阻取值为4kΩ，第二放电电阻阻值取值为500Ω，初始阶段，移动腔在第二位置，开关在分开状态，放电电流为1A，在电压下降到500V时，控制移动腔到第一位置，开关闭合，等效电阻变为440Ω，放电电流为1.12A，仍维持以较快速度放电。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (12)

1.一种分段式电容放电装置，其特征在于，所述装置包括第一放电器与第二放电器，第一放电器中包括一个固定腔与一个移动腔，所述两个腔的外表面为绝缘材料制成，顶端包含由导电材料制成的腔头；所述固定腔腔内包含第一放电电阻，第一放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接；移动腔腔内包含第二放电电阻，第二放电电阻一端通过导体与腔头连接，另一端通过导体与腔尾连接，固定腔与移动腔的腔尾通过导线连接；移动腔可移动到两个位置，移动到第一位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头可靠连接，移动腔移动到第二位置时，移动腔腔头与固定腔的腔头不连接；所述第一、二放电器的头部由导电材料制成，第一放电器的头部与固定腔腔头可靠连接，所述第二放电器的头部和尾部通过导体连接，第二放电器的尾部与第一放电器的尾部通过导线连接。
2.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述第二放电器是末端带导线的夹子，第二放电器通过所述导线与第一放电器的尾部连接。
3.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述第二放电器是末端带导线的钩子，第二放电器通过所述导线与第一放电器的尾部连接。
4.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述装置还包括第三电阻与电压表构成的并联连接，所述并联连接串联安装在第一放电器的尾部或者串联安装在第二放电器的尾部。
5.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述装置还包括熔丝，所述熔丝串联安装在第一放电器的尾部或者串联安装在第二放电器的尾部。
6.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述装置还包括发光指示器，所述发光指示器串联安装在第一放电器的尾部或者串联安装在第二放电器的尾部。
7.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述第一、二放电器的尾部还连接绝缘手柄。
8.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述第二放电器的尾部与第一放电器中固定腔的腔尾的连接导线的外部包有绝缘外皮。
9.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述第一放电电阻的阻值大于第二放电电阻的阻值。
10.如权利要求1所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述第一放电器的移动腔的移动位置由外部的触发机构控制。
11.如权利要求10所述的分段式电容放电装置，其特征在于，所述放电装置还包括控制器，用于检测电容器的电压值，并控制第一放电器的触发机构。
12.一种利用权利要求1至11任一项所述的分段式电容放电装置放电方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
步骤1：第一、二放电器的头部分别接触电容正极、负极,第一放电器的移动腔位于第二位置；
步骤2：监测电容器的电压值；
步骤3：如电压小于预设值，则控制第一放电器的移动腔移动到第一位置，第二放电电阻与第一放电电阻并联后接入电容放电；
步骤4：监测电容器的电压值，直至到零，表示电容放电结束。
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