CN112904061A - 一种高压直流发生器及成套装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的一种高压直流发生器及成套装置，该发生器包括柱体每级加装第一均压环的滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱，所述滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱设置在可移动底座上。本申请中提供的高压直流发生器，可在实验场地的范围移动。该发生器采用倍压整流的方式，结合高压硅堆的作用调节电压等级最高可达到800kV，柱体每级加装第一均压环用于改善顶部电场分布，有更高的安全性和稳定性。

Description

一种高压直流发生器及成套装置
技术领域
本申请涉及高压实验装置技术领域，尤其涉及一种高压直流发生器及成套装置。
背景技术
高压直流发生器是一种重要的高压测试设备，在电力行业中主要用于避雷器、电力电缆、变压器、电力电容器、电动机定子绕组等设备的直流耐压试验。随着直流高压输电工程的迅速发展，电网构架日益完善，能够实现的直流输电电压等级逐渐提高，因此需要对更多的设备以及在更高的电压等级下进行高压直流实验。冲击电流发生器、冲击电压发生器等设备也需要高压直流发生器作为充电电源。
当前，现有的高压直流实验中，一般采用小型化高压直流发生器，但小型化高压直流发生器对于电压等级存在局限性，只能达到220kV电压等级的输入电压，需要采用间断的工作方式，每次的负荷工作时间不超过30分钟，输出电压的极性为负极性。为了保证安全性和稳定性，则需要更高电压等级以及负荷工作时间较长的高压直流发生器。
发明内容
本申请提供了一种高压直流发生器及成套装置，以解决传统高压直流实验中，采用小型化高压直流发生器电压等级较低、负荷工作时间较短造成实验过程安全性和稳定性不高的问题。
本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种高压直流发生器，包括滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱，所述滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱的柱体每级加装第一均压环；
所述滤波电容柱、倍压电容柱和高压硅堆柱的下支柱呈三角形结构设置在可移动底座上，所述滤波电容柱、倍压电容柱和高压硅堆柱的上支柱均与顶部第二均压环连接；
所述安全接地柱和电阻分压器并排设置在所述可移动底座上，共用1根上端支柱与所述第二均压环连接；
所述倍压电容柱和滤波电容柱均与所述高压硅堆柱通过保护电阻连接；
所述安全接地柱与电阻分压器顶部共用第三均压环,并通过绝缘杆与滤波电容柱和高压硅堆柱紧固，所述滤波电容柱与电阻分压器之间通过金属杆连接。
可选的，所述滤波电容柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的滤波电容下支柱、4台MWF-300/0.2电容器和滤波电容上支柱，所述滤波电容上支柱顶部连接所述第二均压环；
所述倍压电容柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的倍压电容下注油空支柱、3台MWF-300/0.2电容器和2根倍压电容上注油空支柱，其中1根所述倍压电容上注油空支柱顶部连接所述第二均压环；
所述安全接地柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的下支柱和4根11Q电阻器；
所述电阻分压器包括依次堆叠设置在可移动底座上的下支柱和4根192MΩ电阻柱；
所述安全接地柱和电阻分压器共用1根上端支柱与所述第二均压环连接；
所述高压硅堆柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的硅堆下端支柱、4台8.1-CL400V/1A硅堆柱和硅堆上端支柱，所述硅堆上端支柱顶部连接所述第二均压环。
可选的，所述第三均压环为开口环。
可选的，所述可移动底座侧端设有安全接地点,底座上装有驱动机组。
可选的，所述可移动底座包括底座本体和气垫；
所述底座本体为通过型钢及钢板焊接加工而成的底板座，所述气垫设置在底座本体内，包括气表组件和可调气阀，所述可调气阀和气表组件固定在底座本体上。
一种高压直流发生器成套装置，包括所述高压直流发生器，所述成套装置还包括用户电源、PLC控制柜、电源柜、调压器、变压器；
所述用户电源、调压器、变压器均与所述PLC控制柜和电源柜连接，所述高压直流发生器一端通过保护电阻连接所述变压器，另一端连接试品；
所述成套装置还包括操作台，所述操作台与所述PLC控制柜和电源柜连接，并通过测量电缆与所述高压直流发生器连接。
可选的，所述调压器为柱式调压器。
可选的，所述变压器为充电变压器。
本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：
本申请提供的一种高压直流发生器及成套装置，该发生器包括柱体每级加装第一均压环的滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱，所述滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱设置在可移动底座上。本申请中提供的高压直流发生器，可在实验场地的范围移动。该发生器采用倍压整流的方式，结合高压硅堆的作用调节电压等级最高可达到800kV，柱体每级加装第一均压环用于改善顶部电场分布，有更高的安全性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的高压直流发生器整体结构示意图；
图2为本申请实施例提供的高压直流发生器具体结构示意图；
图3为本申请实施例提供的高压直流发生器成套装置电气原理图；
图4为本申请实施例提供的高压直流发生器成套装置系统原理图。
附图标记说明：
1-滤波电容柱，2-倍压电容柱，3-保护电阻，4-变压器，5-安全接地柱，6-绝缘杆，7-电阻分压器，8-高压硅堆柱，9-金属杆，101-滤波电容下支柱，102-第一MWF-300/0.2电容器，103-滤波电容上支柱，201-倍压电容下注油空支柱，202-第二MWF-300/0.2电容器，203-倍压电容上注油空支柱，501-安全接地下支柱，502-11Q电阻器，701-电阻分压下支柱，702-192MΩ电阻柱，14-上端支柱，801-硅堆上端支柱，802-CL400V/1A硅堆柱，803-硅堆下端支柱，10-第一均压环，11-第二均压环，12-第三均压环，13-可移动底座。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
请参考附图1-2，附图1-2为本申请实施例提供的一种高压直流发生器结构示意图，如图所示，本申请实施例提供的一种高压直流发生器，包括滤波电容柱1、倍压电容柱2、安全接地柱5、电阻分压器7和高压硅堆柱8，所述滤波电容柱1、倍压电容柱2、安全接地柱5、电阻分压器7和高压硅堆柱8的柱体每级加装第一均压环10；
所述滤波电容柱1、倍压电容柱2和高压硅堆柱8的下支柱呈三角形结构设置在可移动底座13上，所述滤波电容柱1、倍压电容柱2和高压硅堆柱8的上支柱均与顶部第二均压环11连接；
所述安全接地柱5和电阻分压器7并排设置在所述可移动底座13上，共用1根上端支柱14与所述第二均压环11连接；
所述倍压电容柱2和滤波电容柱1均与所述高压硅堆柱8通过保护电阻3连接；
所述安全接地柱5与电阻分压器7顶部共用第三均压环12,并通过绝缘杆6与滤波电容柱1和高压硅堆柱8紧固，所述滤波电容柱1与电阻分压器7之间通过金属杆9连接。
本实施例提供的高压直流发生器安装在同一个可移动底座上，可在实验场地的范围移动。各连接部分装有环状屏蔽罩，用于改善顶部电场分布。该发生器采用倍压整流的方式调节电压等级最高可达到800kV，柱体每级加装第一均压环用于改善顶部电场分布，有更高的安全性和稳定性。
如图2所示，本实施例中，所述滤波电容柱1包括依次堆叠设置在可移动底座13上的滤波电容下支柱101、4台第一MWF-300/0.2电容器102和滤波电容上支柱103，所述滤波电容上支柱103顶部连接所述第二均压环11；
所述倍压电容柱2包括依次堆叠设置在可移动底座13上的倍压电容下注油空支柱201、3台第二MWF-300/0.2电容器202和2根倍压电容上注油空支柱203，其中1根所述倍压电容上注油空支柱203顶部连接所述第二均压环11；
所述安全接地柱5包括依次堆叠设置在可移动底座13上的安全接地下支柱501和4根11Q电阻器502；
所述电阻分压器7包括依次堆叠设置在可移动底座上的电阻分压下支柱701和4根192MΩ电阻柱702；
所述安全接地柱5和电阻分压器7共用1根上端支柱14与所述第二均压环11连接；
所述高压硅堆柱8包括依次堆叠设置在可移动底座13上的硅堆下端支柱801、4台8.1-CL400V/1A硅堆柱802和硅堆上端支柱803，所述硅堆上端支柱803顶部连接所述第二均压环11。
所述第三均压环12为开口环，即安全接地柱5与电阻分压器7上端的第三均压环12用于连接高压引线。
在本实施例中，将所述可移动底座13侧端设有安全接地点,底座上装有驱动机组，硅堆的极性转换和接地系统均由驱动机组完成。其中，所述可移动底座包括底座本体和气垫，所述底座本体为通过型钢及钢板焊接加工而成的底板座，所述气垫设置在底座本体内，包括气表组件和可调气阀，所述可调气阀和气表组件固定在底座本体上。
上述技术方案中，各均压环的尺寸大小由实际需要确定，本申请实施例不做具体限制。
请参考附图4，本实施例中提供的高压直流发生器，发生器采用倍压整流实现电压的提高，利用二极管的整流和导引作用，将电压分别贮存到各自的电容上，然后把它们按极性相加的原理串接起来，输出高于输入电压的高压，通过高压硅堆实现进一步的电压升高，电压等级最高可达到800kV；高压硅堆为一种高频高压整流二极管，具有高耐压的特点。
变压器的冷却方式采用油浸自冷的方式，油浸式变压器靠绝缘油进行绝缘，靠绝缘油在变压器内部的循环将线圈产生的热带到变压器的散热(片)上进行散热，能够实现更长的负荷时长，每次负荷工作时间可达到1小时，并且该装置可以直接改变直流电压的极性，通过计算机控制切换高压硅堆的极性，从而切换输出电压的极性，可以减少更换试品的次数，提高实验效率。
另一方面，如图3所示，本实施例还提供了一种可移动式高压直流发生器成套装置，包括上述高压直流发生器，所述成套装置还包括用户电源、PLC控制柜、电源柜、调压器、变压器4；
所述用户电源、调压器、变压器4均与所述PLC控制柜和电源柜连接，所述高压直流发生器一端通过保护电阻连接所述变压器，另一端连接试品；
所述成套装置还包括操作台，所述操作台与所述PLC控制柜和电源柜连接，并通过测量电缆与所述高压直流发生器连接。其具体的连接方式如图3中所示。
具体的，所述调压器为柱式调压器，柱式调压器可实现电压的升降。所述变压器4为充电变压器，充电变压器坐落于本体底座前端,通过保护电阻3与直流本体倍压电容柱连接。
上述可移动式高压直流发生器成套装置中，高压直流发生器本体可在实验场地的范围移动，采用气垫移动方式使设备整体移动。同时，调压器、变压器、操作台等也可以移动位置，该成套装置中用户电源、PLC控制柜、调压器、变压器、高压直流发生器、操作台共同组成了一个整体应用于高压直流实验中。
如图4所示，为可移动式高压直流发生器成套装置系统原理图，采用可移动式一体化结构，单边充电2级倍压整流回路，发生器本体安装在同一个底座上，各连接部分装有环状屏蔽罩，用于改善顶部电场分布，有更高的安全性、稳定性。图3与图4中的直流发生器本体即为上述高压直流发生器，分压器即为电阻分压器。
本实例中提供的装置在使用时：
首先进行设备状态确认，正常的待试验状态为，调压器处于下限位位置，正极性或者负极性有一个在位置，接地合上，前级开关和后级开关断开，各项电压电流值为零；
设备分为自动模式和手动模式。在自动模式下，设置目标电压，点击自动升压按钮，过程中不需要人员干涉操作，但是需要人员实时监控试验状态，如需中断试验过程，可按下升压暂停按钮,或是拍下急停按钮；在手动模式下，设置目标电压，选择升压速度，按住手动升压按钮，调压器将按照选择的速度升压，此时操作人员应注视直流电压显示，将电压升至试验电压。
需要说明的是，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种高压直流发生器，其特征在于，包括滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱，所述滤波电容柱、倍压电容柱、安全接地柱、电阻分压器和高压硅堆柱的柱体每级加装第一均压环；
所述滤波电容柱、倍压电容柱和高压硅堆柱的下支柱呈三角形结构设置在可移动底座上，所述滤波电容柱、倍压电容柱和高压硅堆柱的上支柱均与顶部第二均压环连接；
所述安全接地柱和电阻分压器并排设置在所述可移动底座上，共用1根上端支柱与所述第二均压环连接；
所述倍压电容柱和滤波电容柱均与所述高压硅堆柱通过保护电阻连接；
所述安全接地柱与电阻分压器顶部共用第三均压环,并通过绝缘杆与滤波电容柱和高压硅堆柱紧固，所述滤波电容柱与电阻分压器之间通过金属杆连接。
2.根据权利要求1所述的高压直流发生器，其特征在于，所述滤波电容柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的滤波电容下支柱、4台MWF-300/0.2电容器和滤波电容上支柱，所述滤波电容上支柱顶部连接所述第二均压环；
所述倍压电容柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的倍压电容下注油空支柱、3台MWF-300/0.2电容器和2根倍压电容上注油空支柱，其中1根所述倍压电容上注油空支柱顶部连接所述第二均压环；
所述安全接地柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的下支柱和4根11Q电阻器；
所述电阻分压器包括依次堆叠设置在可移动底座上的下支柱和4根192MΩ电阻柱；
所述安全接地柱和电阻分压器共用1根上端支柱与所述第二均压环连接；
所述高压硅堆柱包括依次堆叠设置在可移动底座上的硅堆下端支柱、4台8.1-CL400V/1A硅堆柱和硅堆上端支柱，所述硅堆上端支柱顶部连接所述第二均压环。
3.根据权利要求1所述的高压直流发生器，其特征在于，所述第三均压环为开口环。
4.根据权利要求1所述的高压直流发生器，其特征在于，所述可移动底座侧端设有安全接地点,底座上装有驱动机组。
5.根据权利要求1所述的高压直流发生器，其特征在于，所述可移动底座包括底座本体和气垫；
所述底座本体为通过型钢及钢板焊接加工而成的底板座，所述气垫设置在底座本体内，包括气表组件和可调气阀，所述可调气阀和气表组件固定在底座本体上。
6.一种高压直流发生器成套装置，其特征在于，包括权利要求1-5任意一项所述的高压直流发生器，所述成套装置还包括用户电源、PLC控制柜、电源柜、调压器、变压器；
所述用户电源、调压器、变压器均与所述PLC控制柜和电源柜连接，所述高压直流发生器一端通过保护电阻连接所述变压器，另一端连接试品；
所述成套装置还包括操作台，所述操作台与所述PLC控制柜和电源柜连接，并通过测量电缆与所述高压直流发生器连接。
7.根据权利要求6所述的高压直流发生器成套装置，其特征在于，所述调压器为柱式调压器。
8.根据权利要求6所述的高压直流发生器成套装置，其特征在于，所述变压器为充电变压器。
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