CN116430189A - 一种电阻片冲击实验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电性能的测试领域，尤其涉及一种电阻片冲击实验系统及方法。一种电阻片冲击实验方法，将被测电阻片与电感、电容连接成RLC电路，通过RLC电路中电容的放电冲击被测电阻片，获取被测电阻片在放电冲击过程中两端的电流电压信息。将被测电阻片与电感、电容连接成RLC电路，进而对电路中的电容充电放电，在实验前，首先进行充电，电容在充能后电荷在短时间内被释放，模拟在合闸时电阻受到的电流冲击，由于被测电阻片单独设置在电路中，因此能方便的测量电阻片上的电压电流信息，进而解决现有技术中无法对电阻片侧面绝缘性能进行测试的问题。

Description

一种电阻片冲击实验系统及方法

技术领域

本发明涉及电性能的测试领域，尤其涉及一种电阻片冲击实验系统及方法。

背景技术

电力系统中的投、切空载线路，会产生操作过电压，为此，一般会在断路器上装设合闸电阻，利用合闸电阻将电网中的部分电能吸收转换成热能，以达到削弱电磁振荡、限制过电压的目的。

现有技术中，在超、特高压输变电设备中常采用碳陶瓷电阻作为断路器合闸电阻。碳陶瓷电阻是利用陶瓷材料与导电碳混合烧结成瓷，成型后电阻的导电成分碳分散在烧结无机材料中间，片状导体的圆周侧面上涂有绝缘层，在脉冲负荷时，电阻体均匀发热，同时电阻无感、体积大耐高温、热容量大，因此适合应用在承受脉冲功率的场合。

碳陶瓷电阻的电阻率较低，通常在1～1000Ω·cm范围以内，电阻表面为非绝缘的半导体状态。碳陶瓷电阻在烧结的过程中，其侧面可能会出现微小的缺陷而影响整个电阻片的电气性能。另外，电阻片也会因为侧面吸潮或者吸附灰尘等情况而出现沿面闪络的现象，因此需要对碳陶瓷电阻进行考核测试。

现有技术中是将电阻片组装成串，随断路器整机进行绝缘性能实验，但整机绝缘实验只能考核到电阻串对地(外壳)绝缘，无法考核到在雷电冲击或操作冲击时，电阻片侧面绝缘层的绝缘。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电阻片冲击实验方法，用于解决现有技术中无法对电阻片侧面绝缘性能进行测试的问题；本发明的目的还在于提供一种电阻片冲击实验系统，用以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明中的电阻片冲击实验方法采用如下技术方案：

一种电阻片冲击实验方法，将被测电阻片与电感、电容连接成RLC电路，通过RLC电路中电容的放电冲击被测电阻片，获取被测电阻片在放电冲击过程中其两端的电流电压信息。

上述技术方案的有益效果在于：本发明开拓性地提出一种电阻片冲击实验方法，将被测电阻片与电感、电容连接成RLC电路，进而对电路中的电容充电放电，在实验前，首先进行充电，电容在充能后电荷在短时间内被释放，模拟在合闸时电阻受到的电流冲击，由于被测电阻片单独设置在电路中，因此能方便的测量电阻片上的电压电流信息，进而解决现有技术中无法对电阻片侧面绝缘性能进行测试的问题。

进一步地，在进行放电冲击时，将被测电阻片设置在绝缘气体环境中。

上述技术方案的有益效果在于：模拟电阻的工作环境，使得测试效果更加趋向于实际工作使用情况。

进一步地，对RLC电路进行充能时，对充能电流进行变压和换流。

上述技术方案的有益效果在于：由于在测试中需要加载高电压，通过变压使得常用的电压能够提升至实验所需的电压，同时通过换流进行交直流转化，更方便的为RLC电路充能。

一种电阻片冲击实验系统，包括充能电路和测试电路，充能电路包括电容以及用于对电容充能的输入端，电容的两端连接测试电路，测试电路上串接有电感和测试开关，测试电路具有用于连接被测电阻片的两端的输出端，且在连接被测电阻片后形成RLC电路，以实现电容对被测电阻片进行放电冲击，测试电路还配置有用于检测被测电阻片两端的电流和电压的信号检测装置，以获取被测电阻片在放电冲击过程中其两端的电流电压信息。

上述技术方案的有益效果在于：本发明开拓性地提出一种电阻片冲击实验系统，通过设置电容和输入端串联形成的电路，可以对电容进行充能，使电容储存一定的电荷，再在电容的两端并联设置有由测试开关和电感组成的测试电路，还设置有输出端可以用来连接被测电阻片，进而形成了RLC电路。在测试电路中，由电容充当电路的电源，电容可以瞬间释放一次冲击电流，以模拟断路器在合闸瞬间所产生的的冲击电流。需要进行测试时，首先对电容进行充能，之后闭合测试开关，接通测试电路，使得电容进行放电，以进行对电阻片冲击电压的实验，进而解决了现有技术中无法对电阻片侧面绝缘性能进行测试的问题。

进一步地，所述充能电路上连接有变压器和将交流转换为直流的换流装置。

上述技术方案的有益效果在于：通过变压器和换流装置，实现将常用的交流电源的电压进行升压，得到测试所需的电压等级，方便进行测试，且利用换流装置将交流电转化为直流电，方便电容的储能。

进一步地，所述充能电路上还连接有调压器。

上述技术方案的有益效果在于：通过设置调压器，对电压进行调节，使得充能电路中的电压等级可以发生变化，可以依据电阻的不同进行不同电压等级的冲击电压实验。

进一步地，所述充能电路上还连接有保护电阻。

上述技术方案的有益效果在于：保护电容在充电过程中不受损害。

进一步地，所述充能电路上还串接有充能开关。

上述技术方案的有益效果在于：通过充能开关的设置可以选择性的断开电容和变压器之间的连接，避免在测试过程中损害到充能电路中的调压器。

进一步地，所述测试开关为球隙。

上述技术方案的有益效果在于：球隙响应速度更快。

进一步地，所述测试电路还包括用于连接被测电阻片的测试工装，测试工装具有用于容纳被测电阻片并将其保持在绝缘气体环境中的密封容纳腔，测试工装在密封容纳腔内具有用于与被测电阻片的两端电连接的连接端，所述连接端构成所述输出端。

上述技术方案的有益效果在于：模拟电阻实际工作的环境，使得测试结果更准确。

附图说明

图1为本发明中电阻片冲击实验系统中所采用的电路图；

图2为单次电阻片冲击实验系统中示波器显示的波形图。

图中：1、调压器；2、变压器；3、换流装置；4、保护电阻；5、电容；6、球隙；7、电感；8、合闸电阻片。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步地详细描述。

本发明中的一种电阻片冲击实验系统的实施例1：

本实施例通过设置充能电路对电容进行充能，并设置有输出端用于将待测试的合闸电阻片和电感并联在电容的两端，组成RLC电路。当需要进行测试时，由电容进行放电，在测试电路中产生短暂的冲击电流，进而测试合闸电阻片的绝缘性能。

具体地，如图1所示，本实施例中包括充能电路和测试电路，充能电路包括电容5以及输入端，输入端用于对电容5进行充能，充能电路还包括保护电阻4和充能开关(图中未显示)，充能开关用于控制电路的通断，通过连通外部的电源可以将电压加载到电容5的两端使得电容5被充能。具体地，输入端还固定连接有调压器1、变压器2和换流装置3，首先外部的交流电源通过调压器1进行初次的电压调节，之后再经过变压器2的第二次调节，进而得到实验所需的电压等级，之后由电路中换流装置3将交流电转化为直流电，之后电压同时加载到电容5和保护电阻4的两端。具体地，本实施例中电容5选取为脉冲电容，在快速放电的情况下不损坏，有利于多次使用。

在测试电路中，设置用于和被测电阻片电连接的输出端和测试开关连接在电容5的两端，本实施例中采用合闸电阻片8来作为被测电阻片。为了实现对电容5放电时间和放电电压峰值的控制，因此在测试电路中还设置有电感7。具体地，为了更快的响应操作，控制操作的灵敏度，因此本实施例中的测试开关为球隙6。同时在合闸电阻片8两端并联有脉冲电阻分压器和电流线圈、示波器组成的信号采集装置，分别对合闸电阻片8上的电压、电流进行采集和记录，测试结果更为准确。同时在测试电路中还设置有测试工装，合闸电阻片8设置在测试工装中，测试工装具有用于容纳被测的合闸电阻片8并将其保持在绝缘气体环境中的密封容纳腔，测试工装在密封容纳腔内具有用于与被测的合闸电阻片8的两端电连接的连接端，所述连接端构成所述输出端。通过工装的接线端上的接线端子连接至电路中，具体地，该工装可采用申请公布号为CN112763861A的中国发明专利中公开的电阻工频实验工装，在此不再重述。同样的，测试工装内也可以放置避雷器中的电阻片进行测试。

当需要进行测试时，首先将待测的合闸电阻片8安装到实验工装中，之后将充能电路连接到交流电源上，通过闭合充能开关对电容5进行充能，具体地，闭合充能开关并断开测试开关，此时电压加载到电容5的两端，电容5进行充能，之后断开充能开关，电容5内储存的电荷被保留在电容5上，当需要进行一次冲击电压实验时，再闭合测试开关，此时电容5、电感7和待测的合闸电阻片8构成回路，电容5快速释放能量，即可完成一次冲击电压实验，之后从示波器上读取如图2所示的测试过程中的合闸电阻片上的电流和电压。值得注意的时，测试时采用的方法即电阻片冲击实验方法。

在本发明中的电阻片冲击实验系统的实施例2中：针对实验所需工装的设置，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中的工装，本实施例中的工装仅具有密封腔和接线端，通过接线端将工装及工装内部夹设的合闸电阻连接到电路中。当然，在其他实施例中也可以不设置工装，直接在输出端设置贴片对合闸电阻片进行连接。

在本发明中的电阻片冲击实验系统的实施例3中：针对信号采集装置，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中将信号采集装置设置为示波器，本实施例中将测量装置设置为电源式信号检测板卡，用来记录电阻片的电压值和电流值。

在本发明中的电阻片冲击实验系统的实施例4中：针对保护电阻的设置，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中设置有保护电阻，本实施例中不设置保护电阻，当电源接入时，使用调压器进行缓慢升压，避免击穿电容。

在本发明中的电阻片冲击实验系统的实施例5中：针对调压器的设置，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中设置调压器进行电压的调节，本实施例中仅采用变压器进行电压的调节，通过一级的升压得到实验所需的电压。

在本发明中的电阻片冲击实验系统的实施例6中：针对充能电路上的变压器和换流装置的设置，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中在输入端设置有变压器和换流装置，本实施例中输入端用于连接直流电源，因此不再使用变压器和换流装置。

在本发明中的电阻片冲击实验系统的实施例7中：针对测试电路中测试开关的设置，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中将测试开关设置为球隙，本实施例中将测试开关设置为MOS管或继电器。

本发明中的电阻片冲击实验方法的实施例1中：

本发明中利用RLC电路，将被测电阻片与电感、电容连接成RLC电路，使电容充电放电，在本实施例中将合闸电阻片作为被测电阻片。在实验前，首先连接到交流电源上，之后通过变压和换流对RLC电路中的电容进行充电，之后使电容在充能后的电荷在短时间内被释放，模拟在合闸时合闸电阻片受到的电流冲击，进而完成一次冲击实验。进一步地，为了模拟合闸电阻片在真实的电路中的表现，因此将合闸电阻片置于绝缘气体环境中。

具体地，本实施例中所使用的的RLC电路与本发明中电阻片冲击实验系统的任一实施例中的RLC电路相同，在此不再重述。

本发明中的电阻片冲击实验方法的实施例2中：针对电阻片所处环境的设置，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中将电阻片设置在绝缘气体环境中，本实施例中将电阻片置于空气中或真空环境中。

本发明中的电阻片冲击实验方法的实施例3中：针对充能的方式，本实施例提出一种新的布置形式。具体地，不同于实施例1中经过变压、换流之后对RLC电路进行充能，本实施例中采用能对电路充能的其他形式，如直接使用直流电源，对电路中的电容进行充能。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电阻片冲击实验方法，其特征在于：将被测电阻片与电感、电容连接成RLC电路，通过RLC电路中电容的放电冲击被测电阻片，获取被测电阻片在放电冲击过程中其两端的电流电压信息。

2.根据权利要求1所述的电阻片冲击实验方法，其特征在于：在进行放电冲击时，将被测电阻片设置在绝缘气体环境中。

3.根据权利要求1或2所述的电阻片冲击实验方法，其特征在于：对RLC电路进行充能时，对充能电流进行变压和换流。

4.一种电阻片冲击实验系统，其特征在于：包括充能电路和测试电路，充能电路包括电容以及用于对电容充能的输入端，电容的两端连接测试电路，测试电路上串接有电感和测试开关，测试电路具有用于连接被测电阻片的两端的输出端，且在连接被测电阻片后形成RLC电路，以实现电容对被测电阻片进行放电冲击，测试电路还配置有用于检测被测电阻片两端的电流和电压的信号检测装置，以获取被测电阻片在放电冲击过程中其两端的电流电压信息。

5.根据权利要求4所述的电阻片冲击实验系统，其特征在于：所述充能电路上连接有变压器和将交流转换为直流的换流装置。

6.根据权利要求5所述的电阻片冲击实验系统，其特征在于：所述充能电路上还连接有调压器。

7.根据权利要求4-6任一项所述的电阻片冲击实验系统，其特征在于：所述充能电路上还连接有保护电阻。

8.根据权利要求6所述的电阻片冲击实验系统，其特征在于：所述充能电路上还串接有充能开关。

9.根据权利要求4-6任一项所述的电阻片冲击实验系统，其特征在于：所述测试开关为球隙。

10.根据权利要求4-6任一项所述的电阻片冲击实验系统，其特征在于：所述测试电路还包括用于连接被测电阻片的测试工装，测试工装具有用于容纳被测电阻片并将其保持在绝缘气体环境中的密封容纳腔，测试工装在密封容纳腔内具有用于与被测电阻片的两端电连接的连接端，所述连接端构成所述输出端。

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