CN113406456A - 一种直流支撑电容器冲击放电试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力电子电容器试验技术领域，具体是一种直流支撑电容器冲击放电试验装置。包括平行设置的第一、二接线板和安装在第一、二接线板上的放电间隙、放电触发装置，所述放电间隙包括第一、二放电块，两个导电斜面和第一、二放电块的两个内侧面组成无底的Y形槽，所述放电触发装置包括固定板、活动板和导电圆柱，试验初始状态时，导电圆柱受活动板承托停留在长条通孔内，试验中，第一、二接线板通过接线柱插入安装通孔内被固定在直流支撑电容器顶端。本装置具有峰值放电电流大、阻抗小、触发放电方式安全、制作工艺简单、成本低、工作可靠的技术效果。

Description

一种直流支撑电容器冲击放电试验装置

技术领域

本发明涉及电力电子电容器试验技术领域，具体是一种直流支撑电容器冲击放电试验装置。

背景技术

随着电力电子IGBT换流器技术的发展，对其中关键元器件直流支撑电容器的安全性能要求越来越高。直流支撑电容器的两个电极分别连接若干间隔设置的接线柱，两个电极的接线柱形成平行的两列设置在电容器的顶端。直流支撑电容器具有容量大、设计场强高、耐电流大、低阻抗、低电感、高稳定性等特点，被广泛应用于柔性直流输电、光伏逆变器、高压变频器、电力机车等领域。由于安全性能的高标准要求，特别是在系统切换或模块故障条件下产生的非重复峰值放电电流非常大，在相关的标准中均规定了直流支撑电容器（以下简称：电容器）冲击放电试验来验证其可靠性。试验要求在直流电压下电容器两极直接短接放电，从而产生一个规定了最高峰值电流的振荡放电电流，型式试验规定每台电容器进行5次这样的放电，但没有给出具体的试验实施方式。相应技术规范中规定的最高峰值电流非常大，通常需要达到几百千安，甚至要求达到兆安级别。这要求放电装置自身的回路阻抗非常小，同时要考虑在如此巨大冲击电流下产生的振动力、高温等影响因素，这对放电装置触发方式、材料、结构提出极其苛刻的要求。目前，常用的铜板短接或机械放电开关方式不能满足试验要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种峰值放电电流大、阻抗小、触发放电方式安全、制作工艺简单、成本低的直流支撑电容器冲击放电试验装置。

实现上述目的技术方案包括如下内容。

一种直流支撑电容器冲击放电试验装置，包括平行设置的第一、二接线板和安装在第一、二接线板上的放电间隙、放电触发装置，

所述第一、二接线板上沿其长度方向均间隔设有若干安装通孔，安装通孔尺寸与直流支撑电容器上的接线柱外径相匹配，安装通孔的间距与直流支撑电容器上的接线柱的间距一致，

所述放电间隙包括第一、二放电块，第一、二放电块底部分别安装在第一、二接线板上的中部，第一、二放电块的顶端相邻的部位各设有导电斜面，两个导电斜面和第一、二放电块的两个内侧面组成无底的Y形槽，

所述放电触发装置包括固定板、活动板和导电圆柱，所述固定板水平设置并固定在放电块的上方，固定板中央设有长条通孔，长条通孔的长度方向与Y形槽的长度方向平行，且长条通孔位于Y形槽的正上方，活动板可滑动并水平设置在固定板和放电块之间，导电圆柱的直径和长度适配于长条通孔的宽度和长度，试验初始状态时，导电圆柱受活动板承托停留在长条通孔内，

试验中，第一、二接线板通过接线柱插入安装通孔内被固定在直流支撑电容器顶端，电流从直流支撑电容器的一个电极出发，依次通过接线柱、第一接线板、第一放电块、导电斜面、导电圆柱、导电斜面、第二放电块、第二接线板、接线柱，回到直流支撑电容器的另一个电极。

进一步，第一导电块或第二导电块的底部设有安装电流传感器的卡口。

进一步，所述第一接线板和/或第二接线板上的安装通孔为条状通孔，条状通孔的长度方向与直流支撑电容器上的接线柱排列方向垂直。条状通孔设置有利于调整两个接线板之间的间距，以适应不同放电电压。

进一步，所述固定板通过螺栓固定在导电块的顶端，固定板的底部设有与活动板尺寸适配的凹槽，活动板受第一、二导电块的承托停留在凹槽内。

进一步，所述导电圆柱、第一、二放电块的材质为钨铜。

上述直流支撑电容器冲击放电试验装置使用时，先将两个接线板分别安装在电容器两个电极上的接线柱上，使两个接线板并列平行，然后根据放电电压可以调整两个接线板的间距，再安装放电触发装置，当电容器充电至试验所需的试验电压时，通过远程控制将活动板从固定板下方抽出，导电圆柱从长条通孔内跌落进Y形槽内，导电圆柱连通两个导电斜面，实现放电。

本发明的有益效果是：

放电间隙安装在平行并列设置的接线板中部位置，两个导电斜面对称设置，导电圆柱与两个导电斜面接触，极大地的降低了放电装置自身阻抗，大幅提高了放电电流峰值，保证了放电装置能够耐受冲击振动力，可靠性高；放电触发装置设置在放电块的顶端，便于放电能量向上发散，保护电容器外壳和电流传感器免受电弧烧蚀；将活动板从固定板下抽出，即可实现电路导通，操作简单且安全可靠；本放电装置结构简单，制作成本低。

显而易见的是，上述固定板和活动板均为绝缘材质，活动板从固定板下方抽出可以使用另外设置机械装置也可以人工拉线来实现，因为根据型式试验规定放电次数很少，采用人工抽出活动板最便捷。

附图说明

图1为本发明实施例的使用状态图；

图2为本发明实施例的放电触发装置结构示意图。

图中，1.第一接线板；2.第二接线板；3.第一放电块；4.第二放电块；4-1.卡口；5.Y形槽；6.放电触发装置；6-1.固定板； 6-2.活动板；6-3.导电圆柱；7.安装通孔；8. 直流支撑电容器；8-1.接线柱。

具体实施方式

以下结合实施例，对本发明进行详细说明。

参见图1，一种直流支撑电容器冲击放电试验装置，包括平行设置的第一接线板1、第二接线板2和安装在第一、二接线板上的放电间隙、放电触发装置6，

第一、二接线板上沿其长度方向均间隔设有四个安装通孔7，安装通孔7尺寸与直流支撑电容器8上的接线柱8-1外径相匹配，安装通孔7的间距与直流支撑电容器8上的接线柱8-1的间距一致，第一接线板1上的安装通孔7为条状通孔，条状通孔的长度方向与安装通孔7的排列方向垂直，

放电间隙包括第一放电块3、第二放电块4，第一、二放电块底部分别安装在第一、二接线板上的中部，第一、二放电块的顶端相邻的部位各设有导电斜面，两个导电斜面和第一、二放电块的两个内侧面组成无底的Y形槽5，第二放电块4的底部设有安装电流传感器的卡口4-1，

放电触发装置6包括固定板6-1、活动板6-2和导电圆柱6-3，固定板6-1通过螺栓固定在导电块的顶端，固定板6-1中央设有长条通孔，长条通孔的长度方向与Y形槽5的长度方向平行，且长条通孔位于Y形槽5的正上方，固定板6-1的底部设有与活动板6-2尺寸适配的凹槽，活动板6-2受第一、二放电块的承托可滑动安装在凹槽内，导电圆柱6-3的直径和长度适配于长条通孔的宽度和长度，试验初始状态时，导电圆柱6-3受活动板6-2承托停留在长条通孔内，本实施例中，导电圆柱6-3、第一、二放电块的材质为钨铜。

上述直流支撑电容器冲击放电试验装置使用时，先将两个接线板分别安装在电容器两个电极上的接线柱8-1上，使两个接线板并列平行，然后根据放电电压，沿条状通孔的长度方向上调整第一接线板1的位置，以调整两个放电块的间歇，将固定板6-1固定在导电块的顶端，活动板6-2插入固定板6-1底部的凹槽内以阻挡固定板6-1的长条通孔，将导电圆柱6-3放入长条通孔内，完成试验初始状态设置，当电容器充电至试验所需的试验电压时，通过远程控制将活动板6-2从固定板6-1的凹槽内抽出，导电圆柱6-3从长条通孔内跌落进Y形槽5内，导电圆柱6-3连通两个导电斜面，实现放电，完成一次放电试验，然后再将活动板6-2插入凹槽，将导电圆柱6-3从Y形槽5内取出并放入长条通孔内，继续进行下一次放电试验。

Claims (5)

1.一种直流支撑电容器冲击放电试验装置，其特征在于，包括平行设置的第一、二接线板和安装在第一、二接线板上的放电间隙、放电触发装置，

所述第一、二接线板上沿其长度方向均间隔设有若干安装通孔，安装通孔尺寸与直流支撑电容器上的接线柱外径相匹配，安装通孔的间距与直流支撑电容器上的接线柱的间距一致，

所述放电间隙包括第一、二放电块，第一、二放电块底部分别安装在第一、二接线板上的中部，第一、二放电块的顶端相邻的部位各设有导电斜面，两个导电斜面和第一、二放电块的两个内侧面组成无底的Y形槽，

所述放电触发装置包括固定板、活动板和导电圆柱，所述固定板水平设置并固定在放电块的上方，固定板中央设有长条通孔，长条通孔的长度方向与Y形槽的长度方向平行，且长条通孔位于Y形槽的正上方，活动板可滑动水平设置在固定板和放电块之间，导电圆柱的直径和长度适配于长条通孔的宽度和长度，试验初始状态时，导电圆柱受活动板承托停留在长条通孔内，

试验中，第一、二接线板通过接线柱插入安装通孔内被固定在直流支撑电容器顶端，电流从直流支撑电容器的一个电极出发，依次通过接线柱、第一接线板、第一放电块、导电斜面、导电圆柱、导电斜面、第二放电块、第二接线板、接线柱，回到直流支撑电容器的另一个电极。

2.根据权利要求1所述的直流支撑电容器冲击放电试验装置，其特征在于，第一导电块或第二导电块的底部设有安装电流传感器的卡口。

3.根据权利要求1所述的直流支撑电容器冲击放电试验装置，其特征在于，所述第一接线板和/或第二接线板上的安装通孔为条状通孔，条状通孔的长度方向与直流支撑电容器上的接线柱排列方向垂直。

4.根据权利要求1所述的直流支撑电容器冲击放电试验装置，其特征在于，所述固定板通过螺栓固定在导电块的顶端，固定板的底部设有与活动板尺寸适配的凹槽，活动板受第一、二导电块的承托停留在凹槽内。

5.根据权利要求1所述的直流支撑电容器冲击放电试验装置，其特征在于，所述导电圆柱、第一、二放电块的材质为钨铜。

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