CN205317867U - 一种电力电容器耐受爆破能量试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，包括桥式整流器D1、桥式整流器D2、VCC正端口、充电回路、电容器组及放电回路和测量系统；所述桥式整流器D1、桥式整流器D2、二极管D3、二极管D4、电容C1和电容C2构成整流电路；所述电容C2的两端分别连接充电回路的两端；所述充电回路包括调压器T1、变压器T2、保护电阻R3、整流硅堆D0和高压表V；充电回路连接电容器组及放电回路，容器组及放电回路连接测量系统；本实用新型通避免了因电解电容中的电解液慢性泄漏而导致损坏电子元件的问题，整流效果稳定；采用工频交流耐压装置加整流硅堆，占用空间小，电流的频率和相邻峰值比符合要求，满足高频大电流信号测量要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种试验装置，具体是一种电力电容器耐受爆破能量试验装置。
背景技术
高压电力电容器在运行中发生极间贯穿性击穿短路故障，通常击穿多发生于电压峰值附近，此时电容器的储能能量为最大，而工频电流正处于过零附近，此时与之直接并联的所有完好电容器对故障电容器短路放电，在这瞬间注入大量能量，在故障电容器内部形成强烈电弧，在内部电弧的作用下故障电容器内部的绝缘介质和浸渍剂迅速分解，在极短的时间内产生大量的气体和高温，促使电容器箱壳内的压力突然上升，对电容器的箱壳和瓷套产生强力冲击，当这股冲击力大于箱壳或瓷套的机械强度时，电容器的箱壳或瓷套就会发生爆裂，使故障进一步扩大，产生严重的后果。故电力行业标准《高压并联电容器使用技术条件》规定电容器耐受爆破能量试验为型式试验项目，要求注入能量不小于15kW.s（全膜）或10kW.s（膜纸）。由于该项试验电压等级高（一般5kV以上）、电流幅值大、频率高（4kHz以上），对放电回路RLC参数的要求非常高，因此设计一套充放电回路和测量系统符合要求的装置是一个技术难点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种避免了因电解电容中的电解液慢性泄漏而导致损坏电子元件的问题，整流效果稳定；采用工频交流耐压装置加整流硅堆，占用空间小，电流的频率和相邻峰值比符合要求，满足高频大电流信号测量要求的电力电容器耐受爆破能量试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，包括桥式整流器D1、桥式整流器D2、VCC正端口、充电回路、电容器组及放电回路和测量系统；所述VCC正端口通过保险电阻FS同时连接电感L1的一端和桥式整流器D2的端口2；所述电感L1是磁芯电感，电感L1的另一端连接桥式整流器D1的端口2；所述桥式整流器D2的端口1同时连接二极管D3的负极和桥式整流器D1的端口1；所述桥式整流器D2的端口4与桥式整流器D1的端口4相连接；所述桥式整流器D1的端口3同时连接二极管D4的正极和桥式整流器D2的端口3，且桥式整流器D2的端口3还连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接二极管D3的正极；所述二极管D4的负极连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接二极管D3和电容C1的接线点；所述电容C2并联电阻R0，电容C2还并联电阻R2与电阻R1，电阻R2与电阻R1相互串联；所述桥式整流器D1、桥式整流器D2、二极管D3、二极管D4、电容C1和电容C2构成整流电路；所述电容C2的两端分别连接充电回路的两端；所述充电回路包括调压器T1、变压器T2、保护电阻R3、整流硅堆D0和高压表V；充电回路连接电容器组及放电回路，电容器组及放电回路包括储能电容器组C4、放电开关K、试品连接线J2和试品短接线J1；容器组及放电回路连接测量系统，测量系统包括阻容分压器Fr、罗氏线圈M和瞬态数据记录仪L；其中，所述调压器T1与变压器T2相连，变压器T2一端依次与保护电阻R3和整流硅堆D0串联，另一端接地G，且变压器T2依次与高压表V、储能电容器组C4和阻容分压器Fr并联，且储能电容器组C4为上下两层对称、水平呈扇状分布；所述变压器T2还与放电开关K、试品连接线J2串联，且试品连接线J2与试品短接线J1并联，放电开关K为球隙式；所述罗氏线圈M套装在试品连接线J2与GND端之间的线路上；所述阻容分压器Fr与罗氏线圈M之间连接有瞬态数据记录仪L。
进一步的：所述阻容分压器Fr测量范围为0-50kV。
进一步的：所述罗氏线圈M测量范围20-200kA，频响特性范围130-200kHz。
进一步的：所述瞬态数据记录仪L最高采样率达到10MS/s。
与现有技术相比，本实用新型通过整流桥取代了电解电容，避免了因电解电容中的电解液慢性泄漏而导致损坏电子元件的问题，且设计合理，整流效果稳定；同时，充电回路采用工频交流耐压装置加整流硅堆，可移动，平时不占装置空间；电容器组及放电回路，电容在0-800uF可调，回路等效电阻mΩ级，等效电感uH级，保证试验时放电电流的频率和相邻峰值比符合要求；其测量系统采样频率高达10MS/s，满足高频大电流信号测量要求。
附图说明
图1为电力电容器耐受爆破能量试验装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型实施例中，一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，包括桥式整流器D1、桥式整流器D2、VCC正端口、充电回路、电容器组及放电回路和测量系统；所述VCC正端口通过保险电阻FS同时连接电感L1的一端和桥式整流器D2的端口2；所述电感L1是磁芯电感，感量大小由交流电流大小来决定，起到了功率因数补偿作用，电感L1的另一端连接桥式整流器D1的端口2；所述桥式整流器D2的端口1同时连接二极管D3的负极和桥式整流器D1的端口1；所述桥式整流器D2的端口4与桥式整流器D1的端口4相连接；所述桥式整流器D1的端口3同时连接二极管D4的正极和桥式整流器D2的端口3，且桥式整流器D2的端口3还连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接二极管D3的正极；所述二极管D4的负极连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接二极管D3和电容C1的接线点；所述电容C2并联电阻R0，电容C2还并联电阻R2与电阻R1，电阻R2与电阻R1相互串联；所述桥式整流器D1、桥式整流器D2、二极管D3、二极管D4、电容C1和电容C2构成整流电路；所述电容C2的两端分别连接充电回路的两端；所述充电回路包括调压器T1、变压器T2、保护电阻R3、整流硅堆D0和高压表V；充电回路连接电容器组及放电回路，电容器组及放电回路包括储能电容器组C4、放电开关K、试品连接线J2和试品短接线J1；容器组及放电回路连接测量系统，测量系统包括阻容分压器Fr、罗氏线圈M和瞬态数据记录仪L；其中，所述调压器T1与变压器T2相连，变压器T2一端依次与保护电阻R3和整流硅堆D0串联，另一端接地G，且变压器T2依次与高压表V、储能电容器组C4和阻容分压器Fr并联，且储能电容器组C4为上下两层对称、水平呈扇状分布，确保所有单个电容器至公共连接点的参数一致；所述变压器T2还与放电开关K、试品连接线J2串联，且试品连接线J2与试品短接线J1并联，放电开关K为球隙式；所述罗氏线圈M套装在试品连接线J2与GND端之间的线路上；所述阻容分压器Fr与罗氏线圈M之间连接有瞬态数据记录仪L，其中，阻容分压器Fr测量储能电容器电压信号，测量范围为0-50kV；罗氏线圈M测量脉冲放电电流信号，令被测电流尽可能从线圈正中心穿过，其测量范围20-200kA，频响特性范围130-200kHz；瞬态数据记录仪L记录电压电流波形，最高采样率达到10MS/s；工作中，电容器组及放电回路采用工频交流耐压装置（输入220V交流电源，输出电压0-50kV，容量10kVA），加整流硅堆D0，输出为负极性直流电压,可移动，平时不占装置空间；试验时，电容器耐受爆破能量试验包括基准放电试验和试品放电试验，前者用于校验并调整回路参数，后者检测试品注入能量后，外壳及瓷套变形情况；首先根据试品的额定爆破能量确定充电能量、储能电容器组所需容量并调整电容器串并联方式和台数，计算充电电压；基准放电试验，用试品短接线J1短接试品Cx，通过充电回路对储能电容器组C4进行充电，当充电电压U达到设定值，停止充电；同时，合上放电开关K，进行脉冲放电，用阻容分压器Fr测量储能电容器组C4充电电压（当开关K合上即为即放电电压），罗氏线圈M测量放电电流，采用瞬态数据记录仪L记录基准放电电压U和电流波形I；计算放电电流的频率和相邻峰值比，要求频率不低于4kHZ，相邻峰值比不小于0.8；试品放电试验，去除试品短接线J1，接入试品Cx，同样进行电容器组充放电过程，记录试品放电电压电流波形，注入能量计算和试验结果判据为能量焦耳积分法或者RLC回路电流法，计算试品注入能量；判断试品注入能量是否达到额定爆破能量要求，以及试品外壳及瓷套是否出现爆裂或漏油，如果能量未达到要求，则更换试品，调整回路参数重新试验,如果能量符合要求,试品未出现爆裂或漏油，则认为该试品通过试验。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，包括桥式整流器D1、桥式整流器D2、VCC正端口、充电回路、电容器组及放电回路和测量系统；其特征在于，所述VCC正端口通过保险电阻FS同时连接电感L1的一端和桥式整流器D2的端口2；所述电感L1是磁芯电感，电感L1的另一端连接桥式整流器D1的端口2；所述桥式整流器D2的端口1同时连接二极管D3的负极和桥式整流器D1的端口1；所述桥式整流器D2的端口4与桥式整流器D1的端口4相连接；所述桥式整流器D1的端口3同时连接二极管D4的正极和桥式整流器D2的端口3，且桥式整流器D2的端口3还连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接二极管D3的正极；所述二极管D4的负极连接电容C2的一端，电容C2的另一端连接二极管D3和电容C1的接线点；所述电容C2并联电阻R0，电容C2还并联电阻R2与电阻R1，电阻R2与电阻R1相互串联；所述桥式整流器D1、桥式整流器D2、二极管D3、二极管D4、电容C1和电容C2构成整流电路；所述电容C2的两端分别连接充电回路的两端；所述充电回路包括调压器T1、变压器T2、保护电阻R3、整流硅堆D0和高压表V；充电回路连接电容器组及放电回路，电容器组及放电回路包括储能电容器组C4、放电开关K、试品连接线J2和试品短接线J1；容器组及放电回路连接测量系统，测量系统包括阻容分压器Fr、罗氏线圈M和瞬态数据记录仪L；其中，所述调压器T1与变压器T2相连，变压器T2一端依次与保护电阻R3和整流硅堆D0串联，另一端接地G，且变压器T2依次与高压表V、储能电容器组C4和阻容分压器Fr并联，且储能电容器组C4为上下两层对称、水平呈扇状分布；所述变压器T2还与放电开关K、试品连接线J2串联，且试品连接线J2与试品短接线J1并联，放电开关K为球隙式；所述罗氏线圈M套装在试品连接线J2与GND端之间的线路上；所述阻容分压器Fr与罗氏线圈M之间连接有瞬态数据记录仪L。
2.根据权利要求1所述的电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于，所述阻容分压器Fr测量范围为0-50kV。
3.根据权利要求1所述的电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于，所述罗氏线圈M测量范围20-200kA，频响特性范围130-200kHz。
4.根据权利要求1所述的电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于，所述瞬态数据记录仪L最高采样率达到10MS/s。
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