專利名稱：一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種避雷器試驗(yàn)裝置，特別是關(guān)于一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試 驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)(動(dòng)作負(fù)載試驗(yàn)和暫時(shí)過(guò)電壓耐受試驗(yàn))是驗(yàn)證避雷器熱穩(wěn)定 性和耐受暫時(shí)過(guò)電壓能力的關(guān)鍵試驗(yàn)，關(guān)系到避雷器運(yùn)行的安全性和可靠性。目
前國(guó)內(nèi)外對(duì)交流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)做了大量的工作，有國(guó)標(biāo)和IEC標(biāo)準(zhǔn)可以 作為試驗(yàn)依據(jù)。對(duì)于直流避雷器，由于其承受運(yùn)行電壓和故障情況的復(fù)雜性和多 樣性，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)標(biāo)或者國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)內(nèi)外交直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試 驗(yàn)設(shè)備目前只是專門針對(duì)交流避雷器或者專門針對(duì)直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)設(shè) 備，還沒(méi)有既可用于交流避雷器，又可用于直流避雷器的綜合試驗(yàn)裝置。而且目 前直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)設(shè)備功能相對(duì)單一，設(shè)備容量小、參數(shù)低，難于有 效的開展直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)研究。因此需要研發(fā)一種可用于交流避雷器， 又可用于直流避雷器的多種波形聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種可提供多種波形條件下的交、直流 避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)，使整體設(shè)備具有開展綜合試驗(yàn)?zāi)芰Φ慕恢绷鞅芾灼髀?lián)合動(dòng) 作試驗(yàn)裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試 驗(yàn)裝置，其特征在于它包括 一工頻電源， 一背靠背模擬裝置， 一多種波形發(fā)生 器， 一沖擊電流發(fā)生器，所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器和沖 擊電流發(fā)生器的接地端并聯(lián)接地，所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā) 生器和沖擊電流發(fā)生器的電源端通過(guò)開關(guān)并聯(lián)切換連接， 一分壓器， 一與分壓器 并聯(lián)連接的試品，所述分壓器和所述試品并聯(lián)在通過(guò)開關(guān)切換的所述工頻電源、 背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器的并聯(lián)端和裝置的接地端之 間；示波器，采集所述工頻電源、所述背靠背模擬裝置、所述多種波形發(fā)生器、 所述沖擊電流發(fā)生器和所述分壓器輸出端的輸出信號(hào)，并將所采集的信號(hào)傳輸給 聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)。
所述工頻電源的一端串接有一單極開關(guān)，所述背靠背模擬裝置的一端串接單極轉(zhuǎn)換開關(guān)的一轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，所述多種波形發(fā)生器的一端串接所述單極轉(zhuǎn)換開關(guān)的 另一轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，所述沖擊電流發(fā)生器串接一放電開關(guān)。所述示波器分別與所述交流電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器、沖擊 電流發(fā)生器的電源端上設(shè)置的電流傳感器連接，所述示波器還與所述分壓器的輸 出端相連接。所述聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)包括一臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)和可編程控制器，其中一臺(tái)所 述計(jì)算機(jī)與所述示波器通訊，存儲(chǔ)所述示波器接收的各種波形數(shù)據(jù)，其余各所述 計(jì)算機(jī)分別與所述可編程控制器保持通訊，各所述計(jì)算機(jī)設(shè)定參數(shù)發(fā)送至各所述 可編程控制器，由各所述可編程控制器控制所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多 種波形發(fā)生器及沖擊電流發(fā)生器的投切動(dòng)作，其中控制所述沖擊電流發(fā)生器的可 編程控制器向控制所述工頻電源、背靠背模擬裝置和多種波形發(fā)生器的可編程控制器發(fā)送動(dòng)作信號(hào)，進(jìn)行聯(lián)合動(dòng)作。所述背靠背模擬裝置利用變壓器和換流閥實(shí)現(xiàn)交流一直流一交流的變換，模擬多種狀態(tài)下的持續(xù)運(yùn)行電壓信號(hào)。所述多種波形發(fā)生器輸出全波整流波形、直流波形、半波整流波形或工頻波形。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于采用了多種 波形發(fā)生器和背靠背模擬裝置，綜合模擬了交、直流避雷器承受運(yùn)行電壓的復(fù)雜 性和多樣性，可提供多種波形條件下的交、直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)，使整體設(shè) 備具有開展綜合試驗(yàn)的能力。2、本發(fā)明通過(guò)波形采集系統(tǒng)(示波器和計(jì)算機(jī))， 將試品中的電流和承受的多種電壓波形輸入計(jì)算機(jī)中，通過(guò)數(shù)學(xué)分析計(jì)算試驗(yàn)品 功耗等數(shù)據(jù)，可進(jìn)行交直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)方法的綜合研究。3、本發(fā)明由于采用了極線電壓和電流為16kV/3A的背靠背模擬裝置，其提供的直流避雷器的 運(yùn)行電壓和電流的容量大，克服了現(xiàn)有技術(shù)中直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)設(shè)備功 能相對(duì)單一，設(shè)備容量小參數(shù)低的缺點(diǎn)，可有效的開展直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試 驗(yàn)研究。4、本發(fā)明對(duì)于提出直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)提供了試驗(yàn)平臺(tái)， 對(duì)直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定具有突出意義。


圖1是本發(fā)明模塊框2是本發(fā)明聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)的示意3是本發(fā)明多種波形發(fā)生器電路示意4是本發(fā)明背靠背模擬裝置示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。
如圖1所示，本發(fā)明包括 一工頻電源l， 一背靠背模擬裝置2， 一多種波形
發(fā)生器3，工頻電源1與背靠背模擬裝置2和多種波形發(fā)生器3的接地端并聯(lián)接地， 在工頻電源1的電源端串接有一單極開關(guān)ZK1，并在工頻電源1的電源端上設(shè)置 有電流傳感器CT1，在背靠背模擬裝置2的電源端串接有一單極轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK2的 一轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，且其電源端上設(shè)置有電流傳感器CT2，在多種波形發(fā)生器3的電源 端串接有一單極轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK2的另一轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，其電源端上也設(shè)置有電流傳感器 CT3，單極轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK2的公共端串接一單極開關(guān)ZK3。 一分壓器4及一試品5 并聯(lián)連接在單極開關(guān)ZK1、 ZK3的并聯(lián)端和裝置的接地端之間。 一沖擊電流發(fā)生 器6，其一端連接裝置的接地端，另一端與放電開關(guān)7串聯(lián)連接，放電開關(guān)7的另 一端連接分壓器4和試品5的并聯(lián)端，且放電開關(guān)7和試品5的連線上設(shè)置有電 流傳感器CT4。示波器8，其接收電流傳感器CT1、 CT2、 CT3、 CT4采集的工頻 電源l、背靠背模擬裝置2、多種波形發(fā)生器3和沖擊電流發(fā)生器6的輸出信號(hào)以 及分壓器4的輸出信號(hào)，并將所采集的信號(hào)傳輸給聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)9。在實(shí)際操 作中， 一般設(shè)置兩臺(tái)示波器，其中一臺(tái)采集多種波形發(fā)生器3和背靠背模擬裝置2 產(chǎn)生的波形以及工頻電壓和電流的波形，另一臺(tái)采集沖擊電流和殘壓波形。
如圖2所示，聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)9包括三臺(tái)計(jì)算機(jī)和兩臺(tái)可編程控制器 (PLC)， 二示波器8通過(guò)網(wǎng)線與聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)9的其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)91進(jìn)行 通訊，將兩臺(tái)示波器8所接收的各種波形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于其中。另兩臺(tái)計(jì)算機(jī)用于與 操作者的交互，操作者用計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)定裝置的工作方式和參數(shù)。如計(jì)算機(jī)92用于 設(shè)定工頻電源1、背靠背模擬裝置2和多種波形發(fā)生器3的所采用的工作方式和延 時(shí)時(shí)間，設(shè)定的工作模式通過(guò)光纖傳到至與其連接的PLC1， PLC1依據(jù)計(jì)算機(jī)92 的設(shè)定，在得到放電信號(hào)后控制工頻電源1、背靠背模擬裝置2和多種波形發(fā)生器 3的選擇和投切。第三臺(tái)計(jì)算機(jī)93則用來(lái)設(shè)定沖擊電流的幅值、充電電壓等參數(shù)， 并通過(guò)光纖傳輸至PLC2，由PLC2按照設(shè)定參數(shù)來(lái)控制沖擊電流發(fā)生器6的充放 電，同時(shí)通過(guò)中間繼電器給PLC1發(fā)送放電信號(hào)，使PLC1在接到放電信號(hào)后按照 設(shè)定的延時(shí)時(shí)長(zhǎng)控制工頻電源1、背靠背模擬裝置2和多種波形發(fā)生器3的投切作 業(yè)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合動(dòng)作。
進(jìn)行交流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)ZK2選擇多種波形發(fā)生器3 (其 選擇交流電壓輸出)，沖擊電流發(fā)生器6通過(guò)放電開關(guān)7對(duì)試品5施加沖擊電流， 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(<100ms)閉合開關(guān)ZK1，規(guī)定的交流電源1的電壓加到試品5上一定時(shí)間值后(一定時(shí)間值包括的時(shí)間范圍為0.1s到20min，比較典型的時(shí)間 值是O.ls、 0.2s、 ls、 10s)，開關(guān)ZK1斷開，在盡量短的時(shí)間內(nèi)將開關(guān)ZK3閉合， 多種波形發(fā)生器3產(chǎn)生的交流電壓施加到試品上30min后試驗(yàn)結(jié)束。聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，規(guī)定值應(yīng)包括的時(shí)間為0.1 s到20min。對(duì)于使用在無(wú)清除 接地故障裝置的中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)或諧振接地系統(tǒng)，時(shí)間范圍應(yīng)擴(kuò)大到24 h。進(jìn)行直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)和研究性試驗(yàn)時(shí)，ZK2選擇背靠背模擬裝置2 或者多種波形發(fā)生器3，沖擊電流發(fā)生器6通過(guò)放電開關(guān)7對(duì)試品5施加沖擊電流， 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)(<100ms)閉合ZK3，背靠背模擬裝置2或者多種波形發(fā)生器3 引出的特定波形電壓加到試品5上一定時(shí)間后ZK3斷開，試驗(yàn)結(jié)束。分壓器4并聯(lián)在試品5兩端，電流傳感器CT1、 CT2、 CT3、 CT4套設(shè)在回路 上。聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)9利用示波器8分別采集電流傳感器CT1、 CT2、 CT3、 CT4 和分壓器5上的信號(hào)波形，把試驗(yàn)樣品5中的電流及其承受的電壓波形輸入到聯(lián) 合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)9的計(jì)算機(jī)中，通過(guò)數(shù)學(xué)分析計(jì)算試驗(yàn)樣品的功耗等參數(shù)。如圖3所示，本發(fā)明多種波形發(fā)生器3的原理是當(dāng)本試驗(yàn)裝置檢驗(yàn)直流避 雷器或交流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作特性時(shí)，需要不同的波形來(lái)進(jìn)行。AC為交流電壓源， 被測(cè)試驗(yàn)樣品5連接在多種波形發(fā)生器3的輸出點(diǎn)01、 02之間，通過(guò)開關(guān)K" K2、 K3、 K4的開合分別將整流硅堆D。 D2、 D3、 D4和濾波電容C接入電路，以 此來(lái)控制輸出點(diǎn)Ol、 02間的輸出波形。其控制方式如下-當(dāng)開關(guān)Ki閉合，K2、 K3、 K4斷開時(shí)，多種波形發(fā)生器3的輸出點(diǎn)Ol、 02輸 出全波整流波形，工頻正半波時(shí)，整流硅堆Di、D4接入電路，電流方向AC—D,— 被測(cè)試驗(yàn)樣品—D4—AC;工頻負(fù)半波時(shí)，D2、 D3接入電路，電流方向AC—D2— 被測(cè)試驗(yàn)樣品—D3—AC。當(dāng)開關(guān)K,、 K4閉合，K2、 K3斷開時(shí)，多種波形發(fā)生器3的輸出點(diǎn)Ol、 02輸 出直流波形，整流硅堆工作狀態(tài)同全波整流，只是在電路輸出端接入濾波電容C。當(dāng)開關(guān)K2閉合，JQ、 K3、 K4斷開時(shí)，多種波形發(fā)生器3的輸出點(diǎn)Ol、 02輸 出半波整流波形，工頻正半波時(shí)，只有D,接入電路，電流方向AC—D,—被測(cè) 試驗(yàn)樣品—AC。當(dāng)開關(guān)K2、 Ks閉合，K。 K4斷開，多種波形發(fā)生器3的輸出點(diǎn)Ol、 02輸出 工頻波形，整流硅堆和濾波電容不工作。如圖4所示，背靠背模擬裝置2可從現(xiàn)有技術(shù)中獲得，根據(jù)直流輸電原理， 利用變壓器和換流閥實(shí)現(xiàn)交流一直流一交流的變換，它最多輸出9路信號(hào)，進(jìn)行 聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)，此時(shí)只有1路信號(hào)施加到試品上。其中A、 L點(diǎn)引出模擬閥避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓信號(hào)；B、 K點(diǎn)引出模擬直流中點(diǎn)母線避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓 信號(hào)；D、 F點(diǎn)引出模擬換流器直流母線避雷器的持續(xù)運(yùn)行電壓信號(hào)；C、 G點(diǎn)引 出工頻波形上疊加換向重疊角波形信號(hào)；E點(diǎn)引出模擬直流母線避雷器的持續(xù)運(yùn) 行電壓信號(hào)。本發(fā)明采用多種波形發(fā)生器，在檢驗(yàn)直流避雷器或交流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作特 性試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)需要可輸出全波整流波形、直流波形、半波整流波形或工頻 波形，可進(jìn)行多種波形條件下的交、直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)。本發(fā)明采用背靠背模擬裝置，在進(jìn)行避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)時(shí)可根據(jù)直流避雷 器承受運(yùn)行電壓的復(fù)雜性和多樣性，利用變壓器和換流閥實(shí)現(xiàn)交流一直流一交流 的變換，模擬多種狀態(tài)下的持續(xù)運(yùn)行電壓信號(hào)，可有效開展直流避雷器的聯(lián)合動(dòng) 作試驗(yàn)的研究。本發(fā)明采用大容量的背靠背模擬裝置，極線電壓和電流為 16kV/3A，克服了現(xiàn)有技術(shù)中直流避雷器的聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)設(shè)備功能相對(duì)單一，設(shè)備 容量小參數(shù)低的缺點(diǎn)。
權(quán)利要求
1、一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置，其特征在于它包括一工頻電源，一背靠背模擬裝置，一多種波形發(fā)生器，一沖擊電流發(fā)生器，所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器和沖擊電流發(fā)生器的接地端并聯(lián)接地，所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器和沖擊電流發(fā)生器的電源端通過(guò)開關(guān)并聯(lián)切換連接，一分壓器，一與分壓器并聯(lián)連接的試品，所述分壓器和所述試品并聯(lián)在通過(guò)開關(guān)切換的所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器的并聯(lián)端和裝置的接地端之間；示波器，采集所述工頻電源、所述背靠背模擬裝置、所述多種波形發(fā)生器、所述沖擊電流發(fā)生器和所述分壓器輸出端的輸出信號(hào)，并將所采集的信號(hào)傳輸給聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)。
2、 如權(quán)利要求l所述的一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置，其特征在于 所述工頻電源的一端串接有一單極開關(guān)，所述背靠背模擬裝置的一端串接單極轉(zhuǎn) 換開關(guān)的一轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，所述多種波形發(fā)生器的一端串接所述單極轉(zhuǎn)換開關(guān)的另一 轉(zhuǎn)換接點(diǎn)，所述沖擊電流發(fā)生器串接一放電開關(guān)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置，其特征在于 所述示波器分別與所述交流電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器、沖擊電流 發(fā)生器的電源端上設(shè)置的電流傳感器連接，所述示波器還與所述分壓器的輸出端 相連接。
4、 如權(quán)利要求1所述的一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置，其特征在于-所述聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)包括一臺(tái)以上的計(jì)算機(jī)和可編程控制器，其中一臺(tái)所述計(jì) 算機(jī)與所述示波器通訊，存儲(chǔ)所述示波器接收的各種波形數(shù)據(jù)，其余各所述計(jì)算 機(jī)分別與所述可編程控制器保持通訊，各所述計(jì)算機(jī)設(shè)定參數(shù)發(fā)送至各所述可編 程控制器，由各所述可編程控制器控制所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波 形發(fā)生器及沖擊電流發(fā)生器的投切動(dòng)作，其中控制所述沖擊電流發(fā)生器的可編程 控制器向控制所述工頻電源、背靠背模擬裝置和多種波形發(fā)生器的可編程控制器 發(fā)送動(dòng)作信號(hào)，進(jìn)行聯(lián)合動(dòng)作。
5、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置， 其特征在于所述背靠背模擬裝置利用變壓器和換流閥實(shí)現(xiàn)交流一直流一交流的 變換，模擬多種狀態(tài)下的持續(xù)運(yùn)行電壓信號(hào)。
6、 如權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置， 其特征在于所述多種波形發(fā)生器輸出全波整流波形、直流波形、半波整流波形 或工頻波形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種交直流避雷器聯(lián)合動(dòng)作試驗(yàn)裝置，其包括一工頻電源，一背靠背模擬裝置，一多種波形發(fā)生器，一沖擊電流發(fā)生器，所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器和沖擊電流發(fā)生器的接地端并聯(lián)接地，所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器和沖擊電流發(fā)生器的電源端通過(guò)開關(guān)并聯(lián)切換連接，一分壓器，一與分壓器并聯(lián)連接的試品，所述分壓器和所述試品并聯(lián)在通過(guò)開關(guān)切換的所述工頻電源、背靠背模擬裝置、多種波形發(fā)生器、沖擊電流發(fā)生器的并聯(lián)端和裝置的接地端之間；示波器，采集所述工頻電源、所述背靠背模擬裝置、所述多種波形發(fā)生器、所述沖擊電流發(fā)生器和所述分壓器輸出端的輸出信號(hào)，并將所采集的信號(hào)傳輸給聯(lián)合動(dòng)作測(cè)控系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01R31/12GK101294999SQ200810114528
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者呂雪斌, 李同生, 李武峰, 毅 林, 王續(xù)亮, 車文俊, 陳立棟 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院