CN112105133A - 快速消除套管试验后残余静电荷的回路结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种快速消除套管试验后残余静电荷的回路结构，包括：直流高压发生器，所述的直流高压发生器出线端(均压罩处)与套管主电容首端(佛手处)连接，套管末屏电容出线端(抽头处)与纳安表进线端连接，纳安表出线端接地。本发明还涉及一种快速消除套管试验后残余静电荷的方法。本发明采用施加反向直流电压的方法，快速消除直流系统用套管直流试验后残余静电荷，可以极大地缩短静放时间，同时减少试验人员工作量，提高工作效率和试验安全系数。

Description

快速消除套管试验后残余静电荷的回路结构及方法
技术领域
本发明属于高电压试验技术领域，具体涉及一种快速消除直流系统用套管试验后残余静电荷的回路结构及方法。
背景技术
直流系统用套管将换流变压器阀侧线圈引到油箱外部的出线装置，其首端与外部换流阀直接连接，是换流变压器的重要附件，主要承担换流变压器内部出线的对地绝缘、支撑及载流功能，能在运行中承受高次谐波电流及交、直流叠加电场，同时需要具有良好的热稳定性，如果其存在缺陷或发生故障，将直接危及换流变压器的安全运行和供电可靠性。
直流系统用套管的出厂试验中包括多项高电压下的直流试验项目。在这类试验项目结束后，绝缘结构件中会有相当多的残余电荷，该情况对后续进行的直流极性反转试验及高压介损测量等试验项目均有不同程度的影响。因此，现行国家标准《GB/T22674-2008直流系统用套管》中明确规定，在直流耐压试验结束后，套管通常应该接地，完全放电以避免电荷的积聚对试验结果的影响。
但是，根据大量试验结果验证，此类型套管的接地放电时间往往会长达24小时，较长的放电时间不仅增加了单台产品的试验时间，降低试验效率，推高制造成本；而且要占用试验站有限的工位和设备，影响其他产品的试验进度，进而降低整个生产线的效率，不利于批量化和专业化生产，因此如何在不影响后续试验的前提下，提出新的试验方法和手段，以缩短直流试验后的套管放电时间显的尤为重要。
发明内容
为解决上述技术问题，针对目前直流系统用套管试验中静放时间过长的问题，本发明提出了一种直流反向充电法，在直流试验后向套管施加一定幅值的反向电压，抵消一部分静电荷；并且，量化了施加反向电压和持续时间，可有效缩短直流系统用套管的接地放电的时间。本发明所采用的技术方案如下：
一种快速消除套管试验后残余静电荷的回路结构，包括：直流高压发生器，所述的直流高压发生器与套管主电容连接，套管末屏电容与纳安表的进线端连接，纳安表的出线端接地。
应用上述的回路结构，在对直流系统用套管完成直流耐压和直流极性反转试验后，在不改变接线的情况下，操作直流高压发生器反转，改变外施的直流电压极性，施加反向充电电压到套管上，持续一定时间后再将套管接地放电。
快速消除套管试验后残余静电荷的方法，应用前述的回路结构，包括以下步骤：
S1、确定用于快速消除残余静电荷的反向电压的幅值；
S2、确定用于快速消除残余静电荷的反向电压的施加电压持续时间；
S3、将直流高压发生器、套管、纳安表依次电连接，纳安表接地；
S4、操作直流高压发生器反转，施加反向充电电压到套管上。
本发明的有益效果：
本发明采用施加反向直流电压的方法，快速消除直流系统用套管直流试验后残余静电荷，可以极大地缩短静放时间，同时减少试验人员工作量，提高工作效率和试验安全系数。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。
图1是本发明实施例的消除套管试验后残余静电荷的回路结构示意图；
图中，1-直流高压发生器，2-套管主电容，3-套管末屏电容，4-纳安表。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是本发明实施例的消除套管试验后残余静电荷的回路结构示意图。一种快速消除套管试验后残余静电荷的回路结构，包括：直流高压发生器1，所述的直流高压发生器1与套管主电容2连接，套管末屏电容3与纳安表4连接，纳安表4接地。具体地，所述的直流高压发生器1的出线端(均压罩处)与套管主电容2的首端(佛手处)连接，套管末屏电容3的出线端(抽头处)与纳安表4的进线端连接，纳安表4的出线端接地。
一种快速消除套管试验后残余静电荷的方法，包括以下步骤：
S1、确定用于快速消除残余静电荷的反向电压的幅值。
反向电压幅值的确定准则如下：
众所周知，当直流电压施加于电容型负载上时，将对两极之间的几何电容进行充电，当该电压消失后，电容负载将通过接地进行放电，因此可以通过施加反向电压的方式来缩短该放电时间。
反向充电电流的大小与自然常数对应施加电压时间和电流上升时间常数的比值数幂呈反比，已知反向充电电流IF＝U/R(e-t/τ)，其中，U为施加的反向电压；t为施加反向电压的时间；τ为电流上升时间常数；R为等效电阻。
因此，在理论上可以认为，当时间常数足够长或施加的反向电压足够高，反向充电电流就越大，即消除正向电压的影响效果越明显。设套管的额定施加电压为Ur，考虑到套管绝缘设计要求，为直流套管安全，因此，所述的反向电压的幅值一般控制在直流外施试验电压幅值的20％左右。
S2、确定用于快速消除残余静电荷的反向电压的施加电压持续时间。
施加电压持续时间的确定准则为：
2.1、已知直流套管绝缘电阻值的测量数据，选取10分钟的绝缘电阻值R600，此电阻值可认为是在直流电压持续作用下绝缘内部仅剩泄漏电流影响下的结果，该值的大小与施加电压、试验时间无关；
2.2、在此基础上可计算直流套管在反向电压下的泄漏电流值IX＝20％Ur/R600；
2.3、直流耐压和直流极性反转试验后，反向电压施加前，在套管末屏与接地之间串联一只纳安表；
2.4、反向电压施加后，检测纳安表读数，当数值接近步骤2中IX数值时，可以在理论上认为直流套管内部因直流试验后产生的正向位移电流与吸收电流影响已经消除。
综合反向电压幅值、试品电容、回路电阻和电感等因素，经过十数支特高压直流套管的实践经验，证明反向电压的施加时间与其幅值占极性反转试验外施电压幅值的比例成反比，当反向充电电压施加保持约15min左右后，泄漏电流值可以达到理想状态。
S3、将直流高压发生器、套管、纳安表依次电连接，纳安表接地；
S4、操作直流高压发生器反转，施加反向充电电压到套管上，反向电压的幅值为直流外施试验电压幅值的20％，反向电压的施加电压持续时间为15min。
最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.快速消除套管试验后残余静电荷的回路结构，其特征在于，包括：直流高压发生器(1)，所述的直流高压发生器(1)与套管主电容(2)连接，套管末屏电容(3)与纳安表(4)的进线端连接，纳安表(4)的出线端接地。
2.根据权利要求所述的快速消除套管试验后残余静电荷的回路结构，其特征在于，所述的直流高压发生器(1)的出线端与套管主电容(2)的首端连接，套管末屏电容(3)的出线端与纳安表(4)的进线端连接。
3.快速消除套管试验后残余静电荷的方法，其特征在于，应用如权利要求1或2所述的回路结构，包括以下步骤：
S1、确定用于快速消除残余静电荷的反向电压的幅值；
S2、确定用于快速消除残余静电荷的反向电压的施加电压持续时间；
S3、将直流高压发生器、套管、纳安表依次电连接，纳安表接地；
S4、操作直流高压发生器反转，施加反向充电电压到套管上。
4.根据权利要求3所述的快速消除套管试验后残余静电荷的方法，其特征在于，反向电压的幅值为直流外施试验电压幅值的20％，反向电压的施加电压持续时间为15min。
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