CN112345893A - 带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，涉及电缆试验装置。目前，大容量直流耐压试验结束后放电不安全。本发明包括放电车、可调式放电电阻模块组及控制放电车和可调式放电电阻模块组动作的控制端，可调式放电电阻模块组一端；所述的放电车包括放电棒，控制端远程控制放电棒的起落，放电棒落下后与高压接线端相碰以实现两者的电连接；放电棒升起后与高压接线端分离；放电棒经连接线与可调式放电电阻模块组相连，可调式放电电阻模块组包括多个放电电阻模块。本技术方案通过远程操作实现放电，有效避免意外事故的发生；通过可调节的放电电阻模块组进行放电，在保证安全的前提下，大大缩短了放电时间，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电缆试验装置，尤其涉及带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台。
背景技术
随着全球能源互联网、新能源发电并网、大型城市中心负荷供电、孤岛供电、多端直流联网和高压大容量直流输电的发展需求，大容量直流电缆及附件广泛应用于直流输电工程中。为考核直流电缆系统的电气性能，需对其开展直流耐压试验。由于电缆系统为容性试品，在直流耐压过程中电缆回路会储存大量的空间电荷及能量。放电时若采取直接放电方式，会在放电过程中产生巨大的火花与声响，会对电缆系统本身与耐压设备产生意外损伤，并对试验操作人员存在较大的安全隐患。考虑到以上危险因素，有必要开发一套用于大容量高压直流电缆系统自动放电安全接地装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，以达到提高安全性的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，大容量直流耐压试验平台包括直流耐压装置、与直流耐压装置相连的高压接线端，高压引线一端通过高压接线端与直流耐压装置相连，高压引线另一端通过直流终端与试验电缆相连；其特征在于：自动放电安全接地装置包括放电车、可调式放电电阻模块组及控制放电车和可调式放电电阻模块组动作的控制端，可调式放电电阻模块组一端为接地端；所述的放电车包括放电棒，控制端远程控制放电棒的起落，放电棒落下后与高压接线端相碰以实现两者的电连接；放电棒升起后与高压接线端分离；放电棒经连接线与可调式放电电阻模块组相连，可调式放电电阻模块组的另一端接地，可调式放电电阻模块组包括多个放电电阻模块，放电电阻模块能组合形成多种不同的电阻值，在放电过程中, 控制端控制可调式放电电阻模块组的电阻值随时间阶段性下降。本技术方案通过远程操作的方式，实现放电，有效避免意外事故的发生，另外，通过可调节的放电电阻模块组进行放电，逐渐降低电阻，在保证安全的前提下，大大缩短了放电时间，提高了工作效率，最终实现电缆的直接接地，将剩余电荷彻底释放。
作为优选技术手段：所述的可调式放电电阻模块组设有5个相同的放电电阻模块，分别为第一放电电阻模块、第二放电电阻模块、第三放电电阻模块、第四放电电阻模块、第五放电电阻模块，当五个放电电阻模块串联时电阻值为最大，其范围为5～20兆欧，依次短接第一、第二、第三、第四、第五放电电阻模块形成6个不同的电阻值。调节快速，且冲击性小。
作为优选技术手段：所述可调式放电电阻模块组的接地线设有放电电流检测仪，放电电流检测仪检测接地线的放电电流并将信息反馈给控制器，当放电电流降到设定阈值时，控制器控制可调式放电电阻模块组的短接触头动作，以下调可调式放电电阻模块组的电阻值，直至电阻值为零。
作为优选技术手段：所述的直流耐压装置设有均压罩。
作为优选技术手段：高压接线端通过限流电阻与均压罩相连。提高试验的稳定性。
作为优选技术手段：所述的高压接线端上设有用于支撑的绝缘支撑架及用于检测电流的电流表。绝缘支撑架支撑高压接线端，防止因为放电棒的落下，冲击高压接线端，使高压接线端变形，而影响高压接线端和放电棒的接触。
作为优选技术手段：所述的放电车包括车身、设于车身下方的滑轮、设于放电棒与车身之间两根能转动的连杆；控制器控制连杆转动的角度。控制方便、可靠；连杆的角度调节可以通过设控制器，遥控控制器使继电器得电，让电机带动连杆转动，或通过气缸的动作，或油缸的动作等来实现。
有益效果：
1.通过远程操作放电车实现了远程、无人操作放电，有效避免意外事故的发生；防止因为传统大容量高压直流电缆系统放电方式采用人工挂接地棒的方式进行放电，当电缆放电不彻底，剩余的电荷对人身带来意外伤害，甚至带来生命危险等问题。
2.通过改进可调式放电电阻模块组，大大缩短了放电时间，提高了工作效率，最终实现电缆的直接接地，将剩余电荷彻底释放；避免传统的放电电阻阻值恒定不变，大容量高压直流电缆放电时间相对较长，现场实践表明在放电24h后还存在剩余电荷的风险等问题。
3.放电方式加入了放电电流检测仪将放电过程实时掌握，确保了放电的有效、可靠。避免现有传统的放电方式对放电过程无法掌握，只是通过人为经验进行评估，放电时间长且安全性差等问题。
附图说明
图1是本发明的工作原理图。
图2是本发明的放电回路图。
图中：1、直流耐压装置；2、高压接线端；3、高压引线；4、试验电缆；5、放电车；501、放电棒；502、车身；503、滑轮；504、连杆；6、可调式放电电阻模块组；7、放电电流检测仪；8、均压罩；9、限流电阻；10、绝缘支撑架；11、电流表；12、直流终端。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，在本发明中，带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，大容量直流耐压试验平台包括直流耐压装置1、与直流耐压装置1相连的高压接线端2，高压引线3一端通过高压接线端2与直流耐压装置1相连，高压引线3另一端通过直流终端12与试验电缆4相连；其特征在于：自动放电安全接地装置包括放电车5、可调式放电电阻模块组6及控制放电车5和可调式放电电阻模块组6动作的控制端，可调式放电电阻模块组6一端为接地端；所述的放电车5包括放电棒501，控制端远程控制放电棒501的起落，放电棒501落下后与高压接线端2相碰以实现两者的电连接；放电棒501升起后与高压接线端2分离；放电棒501经连接线与可调式放电电阻模块组6相连，可调式放电电阻模块组6的另一端接地，可调式放电电阻模块组6包括多个放电电阻模块，放电电阻模块能组合形成多种不同的电阻值，在放电过程中, 控制端控制可调式放电电阻模块组6的电阻值随时间阶段性下降。本技术方案通过远程操作的方式控制放电车5动作，实现放电，有效避免意外事故的发生，另外，通过可调节的放电电阻模块组进行放电，逐渐降低电阻，在保证安全的前提下，大大缩短了放电时间，提高了工作效率，最终实现电缆的直接接地，将剩余电荷彻底释放。
为了实现快速且少冲击地放电，在本实施例中，可调式放电电阻模块组6设有5个相同的放电电阻模块，分别为第一放电电阻模块、第二放电电阻模块、第三放电电阻模块、第四放电电阻模块、第五放电电阻模块，当五个放电电阻模块串联时电阻值为最大，其范围为5～20兆欧，依次短接第一、第二、第三、第四、第五放电电阻模块形成6个不同的电阻值。其调节快速，且冲击性小。
为实现放电的可控性，使快速且平稳：所述可调式放电电阻模块组6的接地线设有放电电流检测仪7，放电电流检测仪7检测接地线的放电电流并将信息反馈给控制器，当放电电流降到设定阈值时，控制器控制可调式放电电阻模块组6的短接触头动作，以下调可调式放电电阻模块组6的电阻值，直至电阻值为零。
为实现实验的准确性，所述的直流耐压装置1设有均压罩8。高压接线端2通过限流电阻9与均压罩8相连。提高试验的稳定性。
为提高放电的可靠性，所述的高压接线端2上设有用于支撑的绝缘支撑架10及用于检测电流的电流表11。绝缘支撑架10支撑高压接线端2，防止因为放电棒501的落下，冲击高压接线端2，使高压接线端2变形，而影响高压接线端2和放电棒501的接触。
为方便放电车5的搬动，使其能高压接线端2可靠的配合，所述的放电车5包括车身502、设于车身502下方的滑轮503、设于放电棒501与车身502之间两根能转动的连杆504；控制器控制连杆504转动的角度。当放电车5到达设定位置后，采用设刹车等方式使其位置固定；当需要放电时，通过摇控的方式，使放电棒501落下，控制方便、可靠；连杆504的角度调节可以通过设控制器，遥控控制器使继电器得电，让电机带动连杆504转动，或通过气缸的动作，或油缸的动作等来实现。
本发明有效提高了工作的安全性、及工作的快速、有效性，解决了大容量高压直流电缆系统传统放电方式带来的安全隐患、放电时间过长、放电过程有效性无法评估的技术难题，通过引进程远程操作放电车5、远程可调式放电电阻模块、接地放电电流检测仪7，高压直流电缆输电工程中的大容量直流电缆系统在直流耐压试验后，实现了放电过程的远程操作、放电电流实时监测，放电时间有效缩短，避免了放电异常带来的人身、设备伤害，符合当今社会以人民为中心、安全生产发展的理念。具体为：
一是采用远程操作放电车5将放电棒501与大容量高压直流电缆系统及直流耐压设备的高压端进行无人化、远程连接，有效避免了放电异常带来的人身伤害；
二是通过可调式放电电阻模块组6将大容量直流电缆储存的能量持续稳定释放，在开始短接放电电阻时，放电时间符合R-C等效模型，通过远程操作短接线1、2、3、4、5，逐级短接放电电阻级数，改变放电电阻阻值，从而改变缩短放电时间。放电回路如图2所示：
放电时间可通过公式1计算。
式1中：t 为放电时间，s；U0为初始电压，kV；U1为放电时间t 后电压，kV；R 为放电回路可调电阻，MΩ；C 为电缆对地电容，μF。
通过式1可以看出，放电时间t与放电电阻的阻值R成正相关，当放电电阻减小时，放电时间也相应的缩短，从而提高了工作效率。
三、大容量高压直流电缆系统在放电过程中，通过放电电流检测仪7实时在线检测接地电流变化情况，确保放电有效、可靠。
大容量高压直流电缆系统在直流耐压过程中，以1根10kM导体3000mm2大容量535kV高压直流电缆系统为例，电缆回路电容约为2.2μF左右，根据GB/T 31489.1-2015 标准要求，安装后的直流电缆系统应经受负极性直流电压U TP1(776kV），试验时间1h。此时在直流电缆回路中存在的能量W，由计算公式2所得：
从式2可以看出，直流电缆回路中存在着巨大的能量，如果采用传统人工放电方式存在很大的安全风险隐患，如稍有操作不当，就有可能引起爆炸。
通过采用大容量高压直流电缆系统自动放电安全接地装置，首先通过远程操作放电车5将试验人员与高压直流电缆系统隔离，其次通过高容量放电电阻模块组对电缆能量持续稳定放电，并通过放电电流检测仪7实时监测放电电流变化情况，最后通过改变放电电阻阻值来改变放电时间，提高工作效率，最终实现电缆系统回路的安全可靠接地。
以附图1所示的带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (7)
1.带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，大容量直流耐压试验平台包括直流耐压装置（1）、与直流耐压装置（1）相连的高压接线端（2），高压引线（3）一端通过高压接线端（2）与直流耐压装置（1）相连，高压引线（3）另一端通过直流终端（12）与试验电缆（4）相连；其特征在于：自动放电安全接地装置包括放电车（5）、可调式放电电阻模块组（6）及控制放电车（5）和可调式放电电阻模块组（6）动作的控制端，可调式放电电阻模块组（6）一端为接地端；所述的放电车（5）包括放电棒（501），控制端远程控制放电棒（501）的起落，放电棒（501）落下后与高压接线端（2）相碰以实现两者的电连接；放电棒（501）升起后与高压接线端（2）分离；放电棒（501）经连接线与可调式放电电阻模块组（6）相连，可调式放电电阻模块组（6）的另一端接地，可调式放电电阻模块组（6）包括多个放电电阻模块，放电电阻模块能组合形成多种不同的电阻值，在放电过程中, 控制端控制可调式放电电阻模块组（6）的电阻值随时间阶段性下降。
2.根据权利要求1所述的带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，其特征在于：所述的可调式放电电阻模块组（6）设有5个相同的放电电阻模块，分别为第一放电电阻模块、第二放电电阻模块、第三放电电阻模块、第四放电电阻模块、第五放电电阻模块，当五个放电电阻模块串联时电阻值为最大，其范围为5～20兆欧，依次短接第一、第二、第三、第四、第五放电电阻模块形成6个不同的电阻值。
3.根据权利要求1或2所述的带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，其特征在于：所述可调式放电电阻模块组（6）的接地线设有放电电流检测仪（7），放电电流检测仪（7）检测接地线的放电电流并将信息反馈给控制器，当放电电流降到设定阈值时，控制器控制可调式放电电阻模块组（6）的短接触头动作，以下调可调式放电电阻模块组（6）的电阻值，直至电阻值为零。
4.根据权利要求3所述的带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，其特征在于：所述的直流耐压装置（1）设有均压罩（8）。
5.根据权利要求4所述的带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，其特征在于：高压接线端（2）通过限流电阻（9）与均压罩（8）相连。
6.根据权利要求5所述的带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，其特征在于：所述的高压接线端（2）上设有用于支撑的绝缘支撑架（10）及用于检测电流的电流表（11）。
7.根据权利要求3所述的带自动放电安全接地装置的大容量直流耐压试验平台，其特征在于：所述的放电车（5）包括车身（502）、设于车身（502）下方的滑轮（503）、设于放电棒（501）与车身（502）之间两根能转动的连杆（504）；控制器控制连杆（504）转动的角度。
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