CN204179648U - 一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路 - Google Patents
一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路 Download PDFInfo
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Abstract
一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，属于高压击穿试验领域。本实用新型是为了解决做直流击穿试验时，样品击穿瞬间过流现象造成整个实验室断电，进而损害其他设备的问题。本实用新型所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，在传统的实验电路中接入电感线圈，正常加压测试试样的击穿电压值，当试样击穿后，滤波电容上的电荷在释放过程中受电感线圈作用，呈阻尼振荡，削弱电流值，抑制电流突变，抑制过流现象的发生，保证了试验电路中各设备的安全。本实用新型适用于实验室式样的击穿电压值检测。
Description
技术领域
本实用新型属于高压击穿试验领域。
背景技术
高压击穿试验是用于确定某种绝缘材料最高耐受电压的试验方法。对于不同耐压等级的绝缘材料，需要不同电压等级的变压器去测试，当试样击穿瞬间，由于没有了绝缘的试样来隔绝变压器的高压端和大地，此时，相当于变压器高压端对地短路，导致电流突增，击穿设备必须能及时检测该电流，当电流超过某一阈值时，自动关闭变压器初级输入，方可保护变压器不被烧坏。该方法确可有效保护变压器，并可保证试验顺利进行，但那是对于工频击穿试验而言的。当在做直流击穿试验时，当样品击穿瞬间，往往整个试验室的电源供给也随之被切断，说明直流击穿试验试样击穿瞬间，该试验室配电箱的总开关触发了过流保护，从而自动关断。造成交直流击穿试验差异的原因是两种击穿设备的结构决定的。直流击穿试验的高压是贮存在电容中的电荷产生的，当击穿瞬间，电容的电荷要完全释放，此时，即使过流导致变压器输入端关闭，并不阻断电容中的电荷去释放，该放电电流极大，将瞬间导致配电箱的过流保护被触发，从而造成整个试验室断电。而对于高压实验室，保证稳定的供电至关重要，每一个高压实验室不只有一台设备在工作，可能还有正在进行着电老化的设备，进行电导测试的设备，一旦实验室电源被断开，其他的试验不仅无法进行，还会由于瞬间切断电源产生操作过电压，损害实验设备。
实用新型内容
本实用新型是为了解决做直流击穿试验时，样品击穿瞬间过流现象造成整个实验室断电，进而损害其他设备的问题，现提供一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路。
一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，它包括：交流电源、变压器、整流电路、限流电阻、滤波电容和保护电阻；
交流电源的负极与变压器初级线圈的负极同时接地，交流电源的正极与变压器初级线圈的正极相连，
变压器次级线圈的正极与整流电路的正极相连，变压器次级线圈的负极接地，
整流电路的负极与限流电阻的一端相连，限流电阻的另一端同时连接滤波电容的一端和保护电阻的一端，
保护电阻的另一端作为试样的正极连接端；
它还包括电感线圈；该电感线圈的一端与滤波电容的另一端同时接地，电感线圈的另一端作为试样的负极连接端。
上述电感线圈包括：圆柱形铁棒、铜扁线和聚脂薄膜；
铜扁线螺旋缠绕在包裹有聚脂薄膜的圆柱形铁棒表面，每匝铜扁线线圈之间留有空隙；
铜扁线的一端作为电感线圈的一端，铜扁线的另一端作为电感线圈的另一端。
上述铜扁线的宽度为2cm，厚度为2mm。
每匝铜扁线线圈的匝间距为5mm。
圆柱形铁棒的直径为50mm，长度为1m。
整流电路为整流硅堆。
本实用新型所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，在传统的实验电路中接入电感线圈，正常加压测试试样的击穿电压值，当试样击穿后，滤波电容上的电荷在释放过程中受电感线圈作用，呈阻尼振荡，削弱电流值，抑制电流突变，抑制过流现象的发生，保证了试验电路中各设备的安全。本实用新型适用于实验室式样的击穿电压值检测。
附图说明
图1为传统的直流击穿设备电路；
图2为本实用新型所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路；
图3为具体实施方式二所述的电感线圈的结构示意图；
图4为传统直流击穿设备试样击穿瞬间回路电流值，其中Time offset表示时间偏移；
图5为本申请改进后的直流击穿设备试样击穿瞬间回路电流值，其中Time offset表示时间偏移。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，它包括：交流电源1、变压器2、整流电路3、限流电阻4、滤波电容5和保护电阻6；
交流电源1的负极与变压器2初级线圈的负极同时接地，交流电源1的正极与变压器2初级线圈的正极相连，
变压器2次级线圈的正极与整流电路3的正极相连，变压器2次级线圈的负极接地，
整流电路3的负极与限流电阻4的一端相连，限流电阻4的另一端同时连接滤波电容5的一端和保护电阻6的一端，
保护电阻6的另一端作为试样7的正极连接端；
它还包括电感线圈8；该电感线圈8的一端与滤波电容5的另一端同时接地，电感线圈8的另一端作为试样7的负极连接端。
传统实验电路中，如图1所示，交流电源产生的工频交流电压经变压器升压后，经过整流硅堆整流成直流电，直流电压存储在滤波电容中，对试样提供直流高压，当直流高压超过试样所能承受电压，试样击穿，但试样击穿的瞬间，滤波电容中的电荷将全部释放，造成回路电流过大，引发空气开关跳闸或损害实验设备。
本实施方式中，在传统的实验电路中，接入一电感线圈，如图2所示，即增加接地线路的感抗，当试样击穿后，滤波电容上的电荷在释放过程中受电感线圈作用，呈阻尼振荡，削弱电流值，加入感抗的接地线能够有效抑制电流突变，抑制过流现象的发生，保证了试验电路中各设备的安全。
具体实施方式二：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路作进一步说明，本实施方式中，所述电感线圈8包括：圆柱形铁棒8-1、铜扁线8-2和聚脂薄膜8-3；
铜扁线8-2螺旋缠绕在包裹有聚脂薄膜8-3的圆柱形铁棒8-1表面，每匝铜扁线8-2线圈之间留有空隙；
铜扁线8-2的一端作为电感线圈8的一端，铜扁线8-2的另一端作为电感线圈8的另一端。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路作进一步说明，本实施方式中，铜扁线8-2的宽度为2cm，厚度为2mm。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路作进一步说明，本实施方式中，每匝铜扁线8-2线圈的匝间距为5mm。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式二所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路作进一步说明，本实施方式中，圆柱形铁棒8-1的直径为50mm，长度为1m。
具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种抑制直流高压击穿试验 过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路作进一步说明，本实施方式中，整流电路3为整流硅堆。
常见的接地线通常为宽度为2cm，厚度为2mm的编织扁铜线。本实用新型中，取一直径为50mm，长度为1m的圆柱形铁棒，将铁棒外表面用绝缘的聚脂薄膜包裹之后，再螺旋缠绕接地扁铜线。假设滤波电容值为0.2μF，扁铜线宽度20mm，匝间距5mm，则N约为40，铁棒相对磁导率取500，利用公式(1)计算，则电感线圈值选为2mH，完成扁铜线的绕包。
L＝μ0μrN2A/I (1)
式中，L为电感线圈的电感值，N为均匀的将整个铁棒绕包后的扁铜线匝数，A为铁棒横截面积，A为铁棒长度，μ0为真空磁导率，μr为相对磁导率。
将上述电感线圈按照图2接入试验电路中。正常加压测试试样的击穿电压值，当试样击穿后，滤波电容上的电荷在释放过程中受电感作用，呈阻尼振荡，削弱电流值，抑制电流突变，抑制过流现象的发生，保证了试验电路中各设备的安全。
当直流电压为10kV时，试样击穿瞬间，回路中的电流值大小如图4所示，由图可见，峰值达到100A以上。其中，电容器电容值为0.02μF，线路的杂散电阻和击穿后试样的有效电阻约为100Ω左右。
当串联一2mH电感接地后，回路中电流值大小如图5所示，由图可见最大电流值不超过20A，过流现象被明显抑制。该电流值大小可保证变电箱中空气开关不会关断，可以保持实验室供电。
采用改进后的接地结构，可依据串接的电感值大小，有效抑制电流突变，其抑制能力与选用的电感值大小相关，电感值越大，对电流的平抑作用越强。
表1为一次击穿试验数据结果，全程试验电路无过流现象产生，可见试验击穿电压最高值可达50kV以上，试验电路依然安全。
表1击穿试验数据结果
。
Claims (6)
1.一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，其特征在于，它包括：交流电源(1)、变压器(2)、整流电路(3)、限流电阻(4)、滤波电容(5)和保护电阻(6)；
交流电源(1)的负极与变压器(2)初级线圈的负极同时接地，交流电源(1)的正极与变压器(2)初级线圈的正极相连，
变压器(2)次级线圈的正极与整流电路(3)的正极相连，变压器(2)次级线圈的负极接地，
整流电路(3)的负极与限流电阻(4)的一端相连，限流电阻(4)的另一端同时连接滤波电容(5)的一端和保护电阻(6)的一端，
保护电阻(6)的另一端作为试样(7)的正极连接端；
它还包括电感线圈(8)；该电感线圈(8)的一端与滤波电容(5)的另一端同时接地，电感线圈(8)的另一端作为试样(7)的负极连接端。
2.根据权利要求1所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，其特征在于，所述电感线圈(8)包括：圆柱形铁棒(8-1)、铜扁线(8-2)和聚脂薄膜(8-3)；
铜扁线(8-2)螺旋缠绕在包裹有聚脂薄膜(8-3)的圆柱形铁棒(8-1)表面，每匝铜扁线(8-2)线圈之间留有空隙；
铜扁线(8-2)的一端作为电感线圈(8)的一端，铜扁线(8-2)的另一端作为电感线圈(8)的另一端。
3.根据权利要求2所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，其特征在于，铜扁线(8-2)的宽度为2cm，厚度为2mm。
4.根据权利要求2所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，其特征在于，每匝铜扁线(8-2)线圈的匝间距为5mm。
5.根据权利要求2所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，其特征在于，圆柱形铁棒(8-1)的直径为50mm，长度为1m。
6.根据权利要求1所述的一种抑制直流高压击穿试验过程中样品击穿瞬间过流现象发生的接地电路，其特征在于，整流电路(3)为整流硅堆。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN106817036A (zh) * | 2015-11-27 | 2017-06-09 | 中国电力科学研究院 | 一种绝缘子人工污秽试验用高压直流电源 |
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2014
- 2014-11-27 CN CN201420732598.9U patent/CN204179648U/zh not_active Expired - Fee Related
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