CN206193140U - 空心电抗器匝间短路试验电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空心电抗器匝间短路试验电路，包括负极电路，负极电路包括充放电电容、触发开关电路以及高压脉冲变压器；触发开关电路连接在高压脉冲变压器和充放电电容的中间；触发开发电路用于控制负极电路的导通和关断；充放电电容用于对负极电路中的高压脉冲变压器放电，使其副边产生高压负向脉冲；高压脉冲变压器用于接收充放电电容负极放电并在其副边产生高压负向脉冲；实施本实用新型提出的一种空心电抗器匝间短路试验电路，在触发开关的两端设置泄放电路，使触发开关的控制极和阴极间为正向压降，反向电流迅速泄放，大大降低了触发开关在导通过程中的反向损耗，对触发开关起到了很好的保护作用。

Description

空心电抗器匝间短路试验电路

技术领域

本实用新型涉及空心电抗器匝间绝缘试验技术领域，特别涉及一种空心电抗器匝间短路试验电路。

背景技术

干式空心电抗器是变电站的重要组成部分，对于电网的稳定运行有着重要的作用：干式空心电抗器具备电抗值特性、结构简单、重量轻、安装维护方便等优点，在电网中补偿、滤波和限流等方面广泛应用。而空心电抗器长期运行，由于受到环境因素的影响，不可避免地会产生不能程度的绝缘问题，有研究表明，干式空心电抗器有90％事故是由其匝间绝缘问题导致的，所以及时发现干式空心电抗器的匝间绝缘问题十分重要。

检测空心电抗器的匝间绝缘情况，目前主要采用高频脉冲振荡电压试验技术，采用高频脉冲振荡电压试验时，试验变压器经过整流硅堆整流后，输出高压直流，再经过保护电阻对充放电电容C进行充电，当给予触发开关触发信号时，充放电电容C经过保护电阻、触发开关以及高压脉冲变压器释放，高压脉冲变压器的副边可感应产生4kv左右的负向脉冲，从而引起放电球隙的点火极和接地半球之间击穿，产生电弧，进而使被测空心电抗器所在的谐振电路进行谐振，充放电电容按照标准进行放电，若空心电抗器存在匝间短路现象，则由于电抗器线圈匝数的减少，导致整个电抗器的电感量减少，整个振荡电路的振荡频率将发生变化；短路匝内的环流将引起电抗器的损耗增加使整个振荡电路的电压和电流衰减速度加快。因此，对比试品电抗器在系统额定电压下和振荡波试验电压下两端的电压波形变化情况，就可以判断电抗器线圈是否存在匝间绝缘缺陷。

触发开关用于控制充放电电容的负极回路的导通和关断，触发开关导通，充放电电容负极经过高压脉冲变压器释放，在高压脉冲变压器副边产生高压负向脉冲，进而引起点火极和接地半球之间击穿，在导通过程中，会经常出现损坏，在高压脉冲变压器导通瞬间，会在原边产生反向续流电流，触发开关在导通时由于受到反向续流的影响而产生反向损耗，造成了触发开关击穿而损坏。

发明内容

为了解决现有的空心电抗器匝间短路试验电路中的触发电路触发开关在导通过程中由于受到高压脉冲变压器导通瞬间在原边产生反向续流电流的影响而损坏的问题，提出一种空心电抗器匝间短路试验电路，通过在触发开关的两端增加泄放电路，使触发开关的控制极和阴极间为正向压降，反向电流迅速泄放，大大降低了触发开关在导通过程中的反向损耗，对触发开关起到了很好的保护作用。

一种空心电抗器匝间短路试验电路，包括负极电路，所述负极电路包括充放电电容C、触发开关电路以及高压脉冲变压器；所述触发开关电路连接在所述高压脉冲变压器和充放电电容C的中间，组成负极电路；所述触发开发电路用于控制所述负极电路的导通和关断，所述充放电电容C用于对所述负极电路中的高压脉冲变压器放电，使其产生高压负向脉冲；所述高压脉冲变压器用于接收所述充放电电容C放电并在其副边产生高压负向脉冲。

所述触发开关电路包括触发开关、第一、二泄放二极管以及泄放电阻R3，所述第一泄放二极管D1的正极端分别与所述触发开关的阴极和高压脉冲变压器的原边连接、负极端与所述泄放电阻R3的一端连接；所述所述泄放电阻R3的另一端与所述第二泄放二极管D2的正极端连接；所述第二泄放二极管D2的负极端分别与所述触发开关的阳极连接；所述触发开关的控制极连接在所述第一泄放二极管D1和所述泄放电阻R3的中间。

所述负极电路还包括第一保护电阻R1，所述第一保护电阻R1连接在所述充电电容的负极端与所述触发开关的中间，用于在所述充放电电容C负极端放电时保护所述触发开关。

根据本实用新型所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，所述试验电路还包括点火极G以及接地半球S1，所述点火极G设于所述接地半球S1中，并与所述接地半球S1空气绝缘，用于接收来自高压脉冲变压器的副边高压；所述接地半球S1用于在所述点火极G产生火化时放电。

根据本实用新型所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，所述点火极G在接收到所述高压脉冲变压器的高压负向脉冲时在所述点火极G与所述接地半球S1绝缘间隙中产生畸变电场，击穿间隙，促使接地半球S1放电。

根据本实用新型所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，所述匝间试验电路还包括用于提供直流高压的直流电压提供电路、对充放电电容C进行充电保护的第二保护电阻R2、用于聚集正向电荷的正向半球、被测空心电抗器等效电路以及电容分压器电路。

根据本实用新型所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，所述直流电压提供电路的正极端与所述第二保护电阻R2的一端连接，所述第二保护电阻R2的另一端分别与所述正向半球和所述充放电电容C的正极端连接，所述被测空心电抗器等效电路与所述电容分压电路并联于所述匝间试验电路中。

根据本实用新型所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，所述接地半球S1与所述正向半球放电产生电弧时与所述充放电电容C以及被测空心电抗器构成一谐振电路。

实施本实用新型提供的一种空心电抗器匝间短路试验电路，克服了现有的空心电抗器匝间短路试验电路中的触发电路触发开关在导通过程中由于受到高压脉冲变压器导通瞬间在原边产生反向续流的影响而损坏的问题，在充放电电容C的负极端设置负极电路，对点火极G产生高压负向脉冲点击，在点火极G与接地半球S1中间产生畸变电场，进而使接地半球S1放电，与正向半球一起产生电弧；被测空心电抗器出于谐振电路中。在触发开关的两端设置泄放电路，使触发开关的控制极和阴极间为正向压降，反向电流迅速泄放，大大降低了触发开关在导通过程中的反向损耗，对触发开关起到了很好的保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实提供的一种空心电抗器匝间短路试验电路实施例的元件连接示意图。

具体实施方式

干式空心电抗器是变电站的重要组成部分，对于电网的稳定运行有着重要的作用：干式空心电抗器具备电抗值特性、结构简单、重量轻、安装维护方便等优点，在电网中补偿、滤波和限流等方面广泛应用。而空心电抗器长期运行，由于受到环境因素的影响，不可避免地会产生不能程度的绝缘问题，有研究表明，干式空心电抗器有90％事故是由其匝间绝缘问题导致的，所以及时发现干式空心电抗器的匝间绝缘问题十分重要。

检测空心电抗器的匝间绝缘情况，目前主要采用高频脉冲振荡电压试验技术，采用高频脉冲振荡电压试验时，试验变压器经过整流硅堆整流后，输出高压直流，再经过保护电阻对充放电电容C进行充电，当给予触发开关触发信号时，充放电电容C经过保护电阻、触发开关以及高压脉冲变压器110释放，高压脉冲变压器110的副边可感应产生4kv左右的负向脉冲，从而引起放电球隙的点火极G和接地半球S1之间击穿，产生电弧，进而使被测空心电抗器所在的谐振电路进行谐振，充放电电容C按照标准进行放电，若空心电抗器存在匝间短路现象，则由于电抗器线圈匝数的减少，导致整个电抗器的电感量减少，整个振荡电路的振荡频率将发生变化；短路匝内的环流将引起电抗器的损耗增加使整个振荡电路的电压和电流衰减速度加快。因此，对比试品电抗器在系统额定电压下和振荡波试验电压下两端的电压波形变化情况，就可以判断电抗器线圈是否存在匝间绝缘缺陷。

触发开关用于控制充放电电容C的负极回路的导通和关断，触发开关导通，充放电电容C负极经过高压脉冲变压器110释放，在高压脉冲变压器110副边产生高压负向脉冲，进而引起点火极G和接地半球S1之间的电场畸变，使接地半球S1放电，在导通过程中，会经常出现损坏，在高压脉冲变压器110导通瞬间，会在原边产生反向续流电流，触发开关在导通时由于受到反向续流的影响而产生反向损耗，造成了触发开关击穿而损坏。

本实用新型的目的：为了解决现有的空心电抗器匝间短路试验电路中的触发电路触发开关在导通过程中由于受到高压脉冲变压器110导通瞬间在原边产生反向续流电流的影响而损坏的问题。

解决办法：提出一种空心电抗器匝间短路试验电路，通过在触发开关的两端增加泄放电路121，使触发开关的控制极和阴极间为正向压降，反向电流迅速泄放，大大降低了触发开关在导通过程中的反向损耗，对触发开关起到了很好的保护作用。

空心电抗器匝间短路试验电路包括直流电压提供电路150、第二保护电阻R2、放电球隙(正极半球S2，接地半球S1)、充放电电容C、与充放电电容C连接的负极电路100、被测空心电抗器以及分压电抗器电路130；直流电压提供电路150主要由调压变压器、试验变压器以及整流硅堆构成，试验变压器提供的交流电压经整流硅堆整流后变成直流电对充放电电容C进行充电，第二保护电阻R2为了保护充放电电容C，正常情况下，在充放电电容C满压后，对负极电路100中的触发开关电路120发一个触发信号，使触发开关导通，触发开关导通后，充放电电容C向高压脉冲变压器110放电，在高压脉冲变压器110的副边产生一高压负向脉冲，高压变压器的副边与点火极G连接，高压负向脉冲使点火极G与接地半球S1间的空气间隙产生畸变电场，进而使接地半球S1放电，正极半球S2与接地半球S1产生电弧，此时充放电电容C与被测空心电抗器形成一定频率的阻尼振荡电路，若空心电抗器存在匝间短路现象，则由于电抗器线圈匝数的减少，导致整个电抗器的电感量减少，整个振荡电路的振荡频率将发生变化；短路匝内的环流将引起电抗器的损耗增加使整个振荡电路的电压和电流衰减速度加快。因此，对比试品电抗器在系统额定电压下和振荡波试验电压下两端的电压波形变化情况，就可以判断电抗器线圈是否存在匝间绝缘缺陷。本实用新型中触发开关的控制极上连接有泄放电路121，泄放电路121与触发开关的控制极连接，且泄放电路121的两端分别与触发开关的两端连接；泄放电路121使触发开关的控制极和阴极间为正向压降，反向电流迅速泄放，大大降低了触发开关在导通过程中的反向损耗，对触发开关起到了很好的保护作用。下面将结合附图详细对申请进行说明。

图1是本实用新型实提供的一种空心电抗器匝间短路试验电路实施例的元件连接示意图，请参考图1，一种空心电抗器匝间短路试验电路，包括负极电路100，所述负极电路100包括充放电电容C、触发开关电路120以及高压脉冲变压器110；触发开关电路120连接在高压脉冲变压器110和充放电电容C的中间，组成负极电路100；触发开发电路用于控制负极电路100的导通和关断，充放电电容C用于对负极电路100中的高压脉冲变压器110放电，使其产生高压负向脉冲；高压脉冲变压器110用于接收充放电电容C放电并在其副边产生高压负向脉冲。

充放电电容C满压后，负极集聚的负电荷通过高压脉冲变压器110向点火极G释放，进而畸变点火极G与接地半球S1空气间隙的电场，进一步使接地半球S1放电，在这里，高压脉冲变压器110，高压脉冲变压器110是电子变压器一种特殊类型，它所变换的不是正弦电压，也不是交流方波，而是接近矩形的单极性脉冲；脉冲变压器现已极其广泛地应用于各种电子设备之中，因此经过高压脉冲变压器110变换后，在点火极G上形成一个高压负向脉冲，足以使点火极G与接地半球S1间的间隙中产生畸变电场，最终使接地半球S1放电。

触发开关电路120包括触发开关、第一、二泄放二极管以及泄放电阻R3，第一泄放二极管D1的正极端分别与触发开关的阴极和高压脉冲变压器110的原边连接、负极端与泄放电阻R3的一端连接；泄放电阻R3的另一端与第二泄放二极管D2的正极端连接；第二泄放二极管D2的负极端分别与触发开关的阳极连接；触发开关的控制极连接在第一泄放二极管D1和泄放电阻R3的中间。

触发开关电路120控制着负极电路100的导通和关断，在触发开关导通的过程中由于受高压脉冲变压器110原边反向续流电流的影响而损坏，经常出现触发开关被击穿的现象，本申请中增加了泄放电路121，泄放电路121与触发开关的控制极、阳极和阴极连接，泄放电路121使触发开关的控制极和阴极间为正向压降，流经第一二泄放二极管以及泄放电阻R3的反向电流迅速泄放，大大降低了触发开关在导通过程中的反向损耗，对触发开关起到了很好的保护作用。

负极电路100还包括第一保护电阻R1，第一保护电阻R1连接在充电电容的负极端与触发开关的中间，用于在充放电电容C负极端放电时保护触发开关。

第一保护电阻R1主要用于保护在充放电电容C阴极放电时负极电路100中的触发开关，在阴极放电产生分压，对触发开起到了一定的保护作用。

根据本实用新型的一种空心电抗器匝间短路试验电路，试验电路还包括点火极G以及接地半球S1，点火极G设于接地半球S1中，并与接地半球S1空气绝缘，用于接收来自高压脉冲变压器110的副边高压；接地半球S1用于在点火极G产生火化时放电。点火极G在接收到高压脉冲变压器110的高压负向脉冲时在点火极G与接地半球S1绝缘间隙中产生畸变电场，击穿间隙，促使接地半球S1放电。

根据本实用新型的一种空心电抗器匝间短路试验电路，匝间试验电路还包括用于提供直流高压的直流电压提供电路150、对充放电电容C进行充电保护的第二保护电阻R2、用于聚集正向电荷的正向半球、被测空心电抗器等效电路130以及电容分压器电路；直流电压提供电路150的正极端与第二保护电阻R2的一端连接，第二保护电阻R2的另一端分别与正向半球和充放电电容C的正极端连接，被测空心电抗器等效电路130与电容分压电路并联于匝间试验电路中。

直流电压提供电路150主要由调压变压器、试验变压器以及整流硅堆构成，试验变压器提供的交流电压经整流硅堆整流后变成直流电对充放电电容C进行充电，第二保护电阻R2为了保护充放电电容C，正常情况下，在充放电电容C满压后，对负极电路100中的触发开关电路120发一个触发信号，触发开关导通后使得接地半球S1与正极半球S2产生电弧，构成一定振荡频率的振荡电路。

根据本实用新型的一种空心电抗器匝间短路试验电路，接地半球S1与正向半球放电产生电弧时与充放电电容C以及被测空心电抗器构成一谐振电路。

触发开关VT1导通后，充放电电容C向高压脉冲变压器110放电，在高压脉冲变压器110的副边产生一高压负向脉冲，高压变压器的副边与点火极G连接，高压负向脉冲使点火极G与接地半球S1间的空气间隙产生畸变电场，进而使接地半球S1放电，正极半球S2与接地半球S1产生电弧，此时充放电电容C与被测空心电抗器形成一定频率的阻尼振荡电路，若空心电抗器存在匝间短路现象，则由于电抗器线圈匝数的减少，导致整个电抗器的电感量减少，整个振荡电路的振荡频率将发生变化；短路匝内的环流将引起电抗器的损耗增加使整个振荡电路的电压和电流衰减速度加快。因此，对比试品电抗器在系统额定电压下和振荡波试验电压下两端的电压波形变化情况，就可以判断电抗器线圈是否存在匝间绝缘缺陷。

实施本实用新型提供的一种空心电抗器匝间短路试验电路，克服了现有的空心电抗器匝间短路试验电路中的触发电路触发开关在导通过程中由于受到高压脉冲变压器110导通瞬间在原边产生反向续流的影响而损坏的问题，在充放电电容C的负极端设置负极电路100，对点火极G产生高压负向脉冲点击，在点火极G与接地半球S1中间产生畸变电场，进而使接地半球S1放电，与正向半球一起产生电弧；被测空心电抗器出于谐振电路中。本申请中的泄放电路121与触发开关的控制极连接，且泄放电路121的两端分别与触发开关的两端连接，使触发开关的控制极和阴极间为正向压降，反向电流迅速泄放，大大降低了触发开关在导通过程中的反向损耗，对触发开关起到了很好的保护作用。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，包括负极电路(100)，所述负极电路(100)包括充放电电容(C)、触发开关电路(120)以及高压脉冲变压器(110)；所述触发开关电路(120)连接在所述高压脉冲变压器(110)和充放电电容(C)的中间；所述触发开发电路(120)用于控制所述负极电路(100)的导通和关断；所述充放电电容(C)用于对所述负极电路(100)中的高压脉冲变压器(110)放电，使其副边产生高压负向脉冲；所述高压脉冲变压器(110)用于接收所述充放电电容(C)负极放电并在其副边产生高压负向脉冲。

2.根据权利要求1所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，所述触发开关电路(120)包括触发开关(VT1)、第一、二泄放二极管(D1，D2)以及泄放电阻(R3)；所述第一泄放二极管(D1)的正极端分别与所述触发开关(VT1)的阴极和高压脉冲变压器(110)的原边连接、负极端与所述泄放电阻(R3)的一端连接；所述所述泄放电阻(R3)的另一端与所述第二泄放二极管(D2)的正极端连接；所述第二泄放二极管(D2)的负极端分别与所述触发开关(VT1)的阳极连接；所述触发开关(VT1)的控制极连接在所述第一泄放二极管(D1)和所述泄放电阻(R3)的中间。

3.根据权利要求1所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，所述负极电路(100)还包括第一保护电阻(R1)，所述第一保护电阻(R1)连接在所述充放电电容(C)的负极端与所述触发开关(VT1)的中间，用于在所述充放电电容(C)负极端放电时保护所述触发开关(VT1)。

4.根据权利要求1所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，所述匝间试验电路还包括点火极(G)以及接地半球(S1)，所述点火极(G)设于所述接地半球(S1)中，并与所述接地半球(S1)空气绝缘，用于接收来自高压脉冲变压器(110)的副边高压；所述接地半球(S1)用于在所述点火极(G)产生火化时放电。

5.根据权利要求4所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，所述点火极(G)在接收到所述高压脉冲变压器(110)的高压负向脉冲时在所述点火极(G)与所述接地半球(S1)绝缘间隙中产生畸变电场，击穿间隙，促使接地半球(S1)放电。

6.根据权利要求1所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，所述匝间试验电路还包括用于提供直流高压的直流电压提供电路(150)、对充放电电容(C)进行充电保护的第二保护电阻(R2)、用于聚集正向电荷的正极半球(S2)、被测空心电抗器等效电路(130)以及电容分压器电路(140)。

7.根据权利要求6所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，所述直流电压提供电路(150)的正极端与所述第二保护电阻(R2)的一端连接，所述第二保护电阻(R2)的另一端分别与所述正极半球(S2)和所述充放电电容(C)的正极端连接，所述被测空心电抗器等效电路(130)与所述电容分压电路并联于所述匝间试验电路中。

8.根据权利要求4所述的一种空心电抗器匝间短路试验电路，其特征在于，所述接地半球(S1)与正极半球(S2)放电产生电弧时与充放电电容(C)以及被测空心电抗器构成一谐振电路。