RU25095U1

RU25095U1 - Высоковольтный стенд для испытания ограничителей перенапряжений

Info

Publication number: RU25095U1
Application number: RU2002107803/20U
Authority: RU
Inventors: И.В. Саенко; В.М. Опре; Н.В. Коротаев
Original assignee: Опре Виктор Михайлович
Priority date: 2002-04-01
Filing date: 2002-04-01
Publication date: 2002-09-10

Abstract

Высоковольтный стенд для испытания ограничителей перенапряжений, содержащий зарядное устройство, параллельно зажимам которого подключен управляемый коммутатор, один электрод которого заземлен, а ко второму подключен первый зажим блока формирующих двухполюсников, второй зажим которого подключен к нагрузке, второй зажим которой заземлен, отличающийся тем, что параллельно нагрузке подключена дополнительная цепь заряда, а блок формирующих двухполюсников выполнен в виде n-последовательно соединенных формирующих двухполюсников, имеющих одинаковую структуру, формирующих импульсы одинаковой длительности и имеющих волновые сопротивления, величина которых определяется как ρ=ρ•2, где к = 0,1,2...(n-1) - номер формирующего двухполюсника, ρ- определяется минимальным уровнем требуемого напряжения нагрузки Uи максимальной величиной амплитуды испытательного импульса тока I, причем параллельно зажимам всех формирующих двухполюсников подключены n короткозамыкателей.

Description

Высоковольтный стенд для испытания ограничителей

перенапряжений.

Заявляемая полезная модель Высоковольтный стенд для испытания ограничителей перенапряжений относится к технике высоких напряжений и предназначено для испытания ограничителей перенапряжений (ОПН), используемых для защиты линий электропередач, кабельных сетей судовых электроустановок и бортовых сетей летательных аппаратов.

Испытания должны производиться импульсами тока заданной амплитуды и длительности, обеспечивающими выделение в нагрузке энергии требуемой величины.

Для проведения таких испытаний используются испытательные устройства 1, состоящие из высоковольтного зарядного устройства, накопителя-формирователя, выполненного в виде формирз ющего реактивного двухполюсника, чаще всего в виде многозвенной однородной искусственной линии, коммутатора с двусторонней проводимостью и нагрузки.

которого подключен к первому зажиму нагрузки, второй зажим которой заземлен.

В этом устройстве цепь заряда отделена от цепи разряда, но существенным недостатком является то, что управление коммутатором должно производиться на высоковольтном потенциале.

Известен импульсный генератор 2, в котором параллельно зажимам зарядного устройства подключен коммутатор, один электрод которого заземлен, а ко второму подключен зажим формирующего реактивного двухполюсника, второй зажим которого соединен с нагрузкой, а нагрузка заземлена. Управление коммутатором в этом устройстве происходит на потенциале земли, но ток заряда формирующего реактивного двухполюсника протекает через нагрузку.

Поскольку ограничители перенапряжений имеют двухстороннюю лавинную вольтамперную характеристику, можно обеспечить заряд формирующего реактивного двухполюсника через нагрузку, но это приведет к дополнительному нагреву ОПН в процессе заряда, что не допустимо при стандартных испытаниях ОПН.

Кроме этого необходимо заесть, что условие согласования формирующего реактивного двухполюсника с нагрузкой, практически представляющей собой противо ЭДС, ( т.е. вольтамперная характеристика данной нагрузки с достаточной степенью точности может быть представлена в виде UH const), имеющее вид Wn WH , где Wjj энергия, запасенная в формирующем двухполюснике, WH - энергия

выделенная в нагрузке за время Т , равное длительности импульса, имеет

вид ил 2 UH, где Uji. напряжение заряда формирующего двухполюсника, UH - напряжение нагрузки(остающееся напряжение ОПН)

,

При такой нагрузке регулирование тока IH при строгом сохранении условия согласования возможно только путем изменения волнового сопротивления формирующего двухполюсника р и IH

Учитывая высокое быстродействие ОПН и симметричность их вольтамперных характеристик, можно расширить диапазон зарядных напряжений до величины ид 3 UH , поскольку в этих случаях ОПН выступает как ключ и не пропускает обратную волну тока после перезаряда линии, т.к. илобр UH .

В высоковольтном сильноточном импульсном устройстве обеспечить плавное изменение волнового сопротивления формирующего двухполюсника во всем требуемом диапазоне изменения амплитуды тока нагрузки практически невозможно, но при дискретном изменении волнового сопротивления и регулирования зарядного напряжения Un в пределах 3 Щ Од UH можно обеспечить весь требуемый диапазон регулирования тока нагрузки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является получение в нагрузке (ОПН) однополярных импульсов тока при широком диапазоне изменения как величин напряжений нагрузки, так и уровней токов ОПН, что может быть обеспечено только в случае изменения волнового сопротивления формирующего двухполюсника и определенном уровне зарядного напряжения.

Поставленная задача решается в высоковольтном стенде для испытания ОПН, содержащем зарядное устройство, параллельно зажимам которого подключен управляемый коммутатор, один электрод которого заземлен, а ко второму подключен первый зажим блока формирующих двухполюсников, второй зажим которого подключен к нагрузке, второй зажим которой заземлен, а параллельно нагрузке подключена

-Id 1 9

Ш-Ш

дополнительная цепь заряда, при чем блок формирующих двухполюсников выполнен в виде п- последовательно соединенных формирующих двухполюсников, имеющих одинаковую структуру, формирующих импульсы одинаковой длительности и разные волновые сопротивления, величина которых определяется как рк ро 2 , где К 0,L2...(n-l) номер формирующего двухполюсника, ро - определяется минимальным уровнем требуемого напряжения нагрузки Umm и максимальной величиной амплитуды испытательного импульса тока Imax ,причем параллельно зажимам всех формирующих двухполюсников подключены п короткозамыкателей, обеспечивающих закорачивание зажимов формирующих двухполюсников, не участвующих в процессе формирования импульсов тока нагрузки.

На фиг. представлена схема заявляемого стенда.

Высоковольтный стенд для испытания ограничителей пренапряжений содержит зарядное устройство (ЗУ) 1, параллельно зажимам которого подключен управляемый коммутатор (К) 2, один электрод которого заземлен, а ко второму подключен первый зажим блока формирующих двухполюсников (БФД) 3, второй зажим которого подключен к нагрузке 4, второй зажим которой заземлен, а параллельно нагрузке подключена дополнительная цепь заряда (ДЦЗ) 5, при чем блок формирующих двухполюсников выполнен в виде п- последовательно соединенных формирующих двухполюсников(ФД), имеющих одинаковую структуру, формирующих импульсы одинаковой длительности и разные волновые сопротивления, величина которых определяется как рк - Ро 2, где К 0,1,2...(п-1) - номер формирующего двухполюсника, ро определяется минимальным уровнем требуемого напряжения нагрузки U,r и максимальной величиной амплитуды испытательного импульса тока I

причем параллельно зажим.м всех формирующих двухполюсников подключены п короткозамыкателей (КЗ).

Устройство работает следующим образом. От зарядного устройства 1 блок формирующих двухполюсников (ФД) 3 через дополнительную цепь заряда 5 заряжается до требуемого уровня зарядного напряжения. По окончании процесса заряда блок ФД 3 через коммутатор 2 разряжается на нагрузку 4.

Для изменения суммарного волнового сопротивления блока ФД 3 с помощью короткозамыкателей KQ - Кп-i закорачиваются входные зажимы отдельных ФД, которые таким образом исключаются как из процесса заряда, так и процесса разряда, а общее волновое сопротивление ФД 3 определяется суммой незакороченных отдельных ФД.

Дополнительная цепь заряда 5 может быть выполнена либо в виде

.-.f/wminт т

балластного резистора, величина которого Кб , где UHmin минимальное значение напряжения испытываемых ОПН, а 1зартах

максимальное значение тока заряда, либо в виде слаботочного диода, рассчитанного на средний ток заряда и на обратное напряжение, больщее напряжения нагрузки, либо в виде электромеханического контактора, шунтирующего нагрузку в процессе заряда и размыкаемого перед разрядом.

Использование такого стенда позволяет проводить стандартные испытания как высоковольтных ОПН в режиме малых токов нагрузки, так и испытания низковольтных ОПН в режиме больщих токов нагрузки.

/зартах

Источники информации;

1.Афанасьев А.И. Богатенков И.М. Высоковольтные испытания электрических аппаратов. Часть 1. Испытания нелинейных ограничителей перенапряжений. Учебное пособие / Под редакций А.И.Афанасьева/ С-П: издательство СПбГТУ, 1998, стр.88-95

2.Евтянов С.И., Редькин Г.Е. Импульсные модуляторы с искусственной линией, М., Сов. Радио, 1973, стр. 272 - прототип.

Claims

Высоковольтный стенд для испытания ограничителей перенапряжений, содержащий зарядное устройство, параллельно зажимам которого подключен управляемый коммутатор, один электрод которого заземлен, а ко второму подключен первый зажим блока формирующих двухполюсников, второй зажим которого подключен к нагрузке, второй зажим которой заземлен, отличающийся тем, что параллельно нагрузке подключена дополнительная цепь заряда, а блок формирующих двухполюсников выполнен в виде n-последовательно соединенных формирующих двухполюсников, имеющих одинаковую структуру, формирующих импульсы одинаковой длительности и имеющих волновые сопротивления, величина которых определяется как ρ_к=ρ₀•2^к, где к = 0,1,2...(n-1) - номер формирующего двухполюсника, ρ₀ - определяется минимальным уровнем требуемого напряжения нагрузки U_min и максимальной величиной амплитуды испытательного импульса тока I_max, причем параллельно зажимам всех формирующих двухполюсников подключены n короткозамыкателей.