CN201181319Y - 直流高压实验装置 - Google Patents

Abstract

一种直流高压实验装置，包括用于将交流电变为直流电压并放大输出的倍压筒、次级线圈与倍压筒的输入端相连接的变压器、与变压器的初级线圈相连接用于供电的控制箱、与倍压筒的输出端相连接的测压电阻、连接在倍压筒的输出端与零电势地之间的被试品，倍压筒包括多个高压电容、与多个高压电容组成倍压整流电路的多个硅堆，多个高压电容对称的分布在与倍压筒中轴线相垂直并且经过该中轴线中心点的平面两侧；倍压筒调转180度后输出相反极性电压。是一种结构简单、制作成本低、安装方便、占地面积小的直流高压实验装置。

Description

直流高压实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种实验装置，特别是一种直流高压实验装置，采用对称的正负极性结构，适用于电力部门、企业动力部门对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、发生器、开关等设备进行直流高压试验，产生高压加载到被试品上，检测被试品的绝缘性。

背景技术

现有技术中的直流高压实验装置中，要实现直流高压发生器正负极性输出转换有以下两种方法：

①、一般超高压大型设备，采用复杂的气动控制结构控制硅堆内部极性进行倒向，从而实现直流高压输出的极性转换；

该方法的缺陷为设备庞大，结构复杂，安装费时，不利于便携及现场安装试验；

②、普通非超高压设备，一般采用两只倍压筒(一正，一负)，分别输出高压，从而实现输出高压极性转换；

该方法由于采用两套倍压筒，其缺陷为成本高，占地大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、制作成本低、安装方便、占地面积小的直流高压实验装置。

为达到上述实验目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种直流高压实验装置，包括用于将交流电变为直流电压并放大输出的倍压筒、次级线圈与倍压筒的输入端相连接的变压器、与变压器的初级线圈相连接用于供电的控制箱、与倍压筒的输出端相连接的测压电阻、连接在倍压筒的输出端与零电势地之间的被试品，倍压筒包括多个高压电容、与多个高压电容组成倍压整流电路的多个硅堆，多个高压电容对称的分布在与倍压筒中轴线相垂直并且经过该中轴线中心点的平面两侧；倍压筒调转180度后输出相反极性电压。

由于上述技术方案的采用，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

通过一个内置有对称设置的高压电容和硅堆的倍压筒的简单反转，实现正负电压的输出，是一种结构简单、成本低、便于携带和现场人力安装与操作的直流高压实验装置。

附图说明

图1为本实用新型所采用的倍压整流电路的电原理图；

图2为本实用新型的结构示意图，此时倍压筒输出负高压；

图3为本实用新型的结构示意图，此时倍压筒输出正高压；

其中：1、倍压筒；11、高压电容；12、硅堆；2、测压电阻；3、变压器；4、控制箱；5、被试品；6、螺栓；7、限流电阻。

具体实施方式

首先介绍倍压整流电路的原理，如图1所示的电原理图所示：

图中T为高压变压器，E2为高压变压器高压侧电压峰值。当E2上端为正时，D1导通D2截止。E2通过D1向电容C1充电，使C1充电至峰值E2。当E2上端为负时，D2导通D1截止。E2通过C1、D2向C2充电，使电容C2充电至2倍峰值2E2。C1、C2、D1、D2组成一级倍压整流电路，使C2上得到二倍电压值。同理可在C3及C4上也得到二倍压。

当倍压级数为n，高压变压器高压侧电压峰值为E2时，空载输出直流电压U＝2nE2。

当直流高压输出端有负载电流时，其电压降为：

$\mathrm{\ΔU}=(\frac{2}{3}{n}^3+\frac{1}{2}{n}^2-\frac{1}{6}n)\frac{I}{\mathrm{fC}}$

脉动电压为：

$\mathrm{\δU}=\frac{n(n+1)}{2}\frac{I}{\mathrm{fC}}$

式中：n为倍压级数，I为负载电流，Fc为电源频率，C为倍压电容值。

当需要一定的输出电压时就需增加倍压级数n，但由于电压降ΔU正比于n3，随着倍压级数的增加，电压降ΔU会增加到不可容许的程度，甚至出现不能带负载的情况。在一定的倍压级数情况下，欲减少电压降ΔU，只有增加电容量或提高工作频率两种方法。

当上图1中硅堆D1、D2、D3、D4上极性倒转180℃时。

在电容C1、C2、C3、C4上充电产生的电压极性也相反，输出为正极性，其输出电压U、电压降ΔU、脉动电压δU的值，与负极性的值相同，而极性相反。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式予以说明：

如图2和图3所示的直流高压实验装置，包括用于将交流电变为直流电压并放大输出的倍压筒1、次级线圈与倍压筒1的输入端相连接的变压器3、与变压器3的初级线圈相连接用于供电的控制箱4、与倍压筒1的输出端相连接的测压电阻2、连接在倍压筒1的输出端与零电势地之间的被试品5，倍压筒1包括多个高压电容11、与多个高压电容1组成倍压整流电路的多个硅堆12，多个高压电容11对称的分布在与倍压筒1中轴线相垂直并且经过该中轴线中心点的平面两侧；倍压筒1调转180度后输出相反极性电压。如上所述，倍压筒1、测压电阻2、变压器3、控制箱4和被试品5组成一个直流高压测试回路。

控制箱4输出的中频电压至变压器3的次级线圈。在本实施例中，控制箱4具有调压、变频、保护、测压的功能。

在本实施例中，倍压筒1采用封闭结构，但空气不密封。

倍压筒1按照沿轴向设置有多个高压电容11和硅堆12，多个高压电容11对称的分布在与倍压筒1中轴线相垂直的并且经过该中轴线中心点的平面的两侧。这样设置的硅堆12和高压电容11，在将倍压筒1调转180度后，由于各高压电容11上充放电产生的电压极性相反，根据上述的倍压整流电路原理，即可实现不同极性实验电压的输出。即当调转倍压筒1使硅堆12按照一个方向安装时，倍压筒1输出负极性，如图2所示；而硅堆12按照另一个方向安装时，倍压筒1输出正极性，如图3所示。

上述的多个高压电容11连接成沿倍压筒1轴向延伸的两排。

实验操作中，当被试品5较易击穿时，倍压筒1和倍压电阻2之间接入限流电阻7，被试品5的一端连接在测压电阻2与限流电阻7之间，另一端接零电势地。

在本实施例中，变压器3与倍压筒1通过螺栓6相连接。

Claims (5)

1、一种直流高压实验装置，包括用于将交流电变为直流电压并放大输出的倍压筒(1)、次级线圈与所述的倍压筒(1)的输入端相连接的变压器(3)、与所述的变压器(3)的初级线圈相连接用于供电的控制箱(4)、与所述的倍压筒(1)的输出端相连接的测压电阻(2)、连接在所述的倍压筒(1)的输出端与零电势地之间的被试品(5)，其特征在于：所述的倍压筒(1)包括多个高压电容(11)、与多个所述的高压电容(1)组成倍压整流电路的多个硅堆(12)，多个所述的高压电容(11)对称的分布在与所述的倍压筒(1)中轴线相垂直并且经过该中轴线中心点的平面两侧；所述的倍压筒(1)调转180度后输出相反极性电压。

2、根据权利要求1所述的直流高压实验装置，其特征在于：所述的变压器(3)是一个中频变压器。

3、根据权利要求1所述的直流高压实验装置，其特征在于：所述的倍压筒(1)和所述的测压电阻(2)之间接入限流电阻(7)。

4、根据权利要求1所述的直流高压实验装置，其特征在于：所述的变压器(3)与所述的倍压筒(1)通过螺栓(6)相连接。

5、根据权利要求1所述的直流高压实验装置，其特征在于：所述的变压器(3)的次级线圈的一端接地。

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