專利名稱：一種沖擊電流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種沖擊電流發(fā)生器。
背景技術(shù)：
自2001年開始，本申請人中國電力科學(xué)研究院開始自主研發(fā)超高壓交流輸電線路串補(bǔ)(可控串補(bǔ))裝置的相關(guān)設(shè)備，目前已使所有串補(bǔ)相關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化。而串補(bǔ)用大容量金屬氧化物限壓器(MOV)是需國產(chǎn)化的串補(bǔ)關(guān)鍵設(shè)備之一，在國內(nèi)，除了本申請人中國電力科學(xué)研究院高壓所生產(chǎn)了串補(bǔ)用大容量金屬氧化物限壓器
(MOV)夕卜，還沒有其他廠家生產(chǎn)串補(bǔ)用MOV。故在此之前還沒有大規(guī)模、精確測量MOV閥片在沖擊電流下殘壓的技術(shù)手段，也沒有用于精確測量閥片殘壓的沖擊電流發(fā)生器的研制。[0003] MOV閥片具有十分平坦的非線性伏安特性，MOV采用多柱并聯(lián)型式后，所面臨的重要問題是如何能夠均勻地將配合電流分配到各閥片柱，以便使各柱的能耗和溫升基本相同。在串補(bǔ)工程中閥片的配合電流是根據(jù)具體工程應(yīng)用計(jì)算出來的，一般在幾百安培的水平，因此閥片在配合電流下的殘壓是進(jìn)行限壓器合理配片的基礎(chǔ)。 目前避雷器閥片在沖擊電流下殘壓的測試精度無法滿足串補(bǔ)用MOV的配片要求，而避雷器雷電沖擊殘壓是設(shè)備絕緣配合的基礎(chǔ)，對電網(wǎng)安全運(yùn)行影響很大，故亟待解決對其測量的問題。在國外，串補(bǔ)用MOV的配片方法各不相同，對閥片殘壓的測試方法也不相同，而且MOV的相關(guān)技術(shù)是各廠家的技術(shù)秘密，其保密性很強(qiáng)，無法查閱到相關(guān)精確測量閥片殘壓的資料。 影響MOV分流特性的主要問題是如何保證配片用原始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確測量，因此需要
研制能夠穩(wěn)定輸出沖擊電流并能精確測量閥片殘壓的沖擊電流發(fā)生器。 傳統(tǒng)的沖擊電流發(fā)生器一般采用氣體火花間隙作為開關(guān)元件，火花間隙放電存在
比較大的分散性，無法精確控制發(fā)生器的放電電壓；間隙導(dǎo)通后，電容器通過火花間隙迅
速放電，電容器上的電壓迅速降低，當(dāng)電壓降低到一定程度后，間隙的氣體絕緣介質(zhì)強(qiáng)度恢
復(fù)，火花間隙熄滅，無法維持回路的導(dǎo)通，這樣無法得到在極小電流下流經(jīng)閥片的電壓、電
流數(shù)據(jù)。為獲得全電流段的測量數(shù)據(jù)，亦應(yīng)對沖擊電流發(fā)生器的開關(guān)元件改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種沖擊電流發(fā)生器，可以用于精確測試非線性電阻片(閥片)在沖擊電流下的殘壓。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下設(shè)計(jì)方案 —種沖擊電流發(fā)生器，包括一個(gè)充電回路和一個(gè)放電測量回路，所述的充電回路由充電變壓器、硅堆、保護(hù)電阻和脈沖電容器組依次電連接組成；所述的放電測量回路由脈沖電容器組、可控硅、整回路的電感和電阻、試品MOV閥片及閥片電流分流器依次電連接組成；在脈沖電容器組的兩端并聯(lián)測量其充電電壓的電阻分壓器；在試品MOV閥片的兩端并聯(lián)測量其殘壓的電阻分壓器；在MOV閥片試品的后端串聯(lián)測量其電流的分流器；一可控硅觸發(fā)信號源的控制輸出端接可控硅的觸發(fā)端。 為本實(shí)用新型沖擊電流發(fā)生器可以應(yīng)用于多個(gè)國產(chǎn)串補(bǔ)工程中限壓器閥片的測 試，在測量精度和測試速度上能解決大規(guī)模限壓器生產(chǎn)的要求。同時(shí)該試驗(yàn)裝置還可用于 其他避雷器閥片在操作沖擊下的試驗(yàn)，如特高壓避雷器閥片的試驗(yàn)。該沖擊電流發(fā)生器中 開關(guān)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用于避雷器閥片試驗(yàn)裝置，還可以用于其他需要精確控制觸發(fā)電 壓的場合，以及需要提供小沖擊電流的場合。該沖擊電流發(fā)生器把高電壓技術(shù)與電力電子 技術(shù)緊密結(jié)合的設(shè)計(jì)思路會在其他場合得到更加廣泛的應(yīng)用。 本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于 1、輸出沖擊電流穩(wěn)定，測量閥片殘壓的準(zhǔn)確度和分辨率高； 2、應(yīng)用范圍廣。

圖1為本實(shí)用新型沖擊電流發(fā)生器構(gòu)成電原理圖。 圖2為本實(shí)用新型沖擊電流發(fā)生器實(shí)施應(yīng)用原理圖。
圖中T為充電變壓器；D為硅堆；r為保護(hù)電阻；C為脈沖電容器組；Th為可控硅；
L及R為整個(gè)回路的電感和電阻，包括回路中所加入的調(diào)波電感和電阻，以及電容器、回路 連線、分流器等在內(nèi)的電感和電阻；0為試品M0V閥片和R2組成測量電容器C充電電壓 的電阻分壓器；R3和&組成測量閥片殘壓的電阻分壓器；S為測量流經(jīng)閥片電流的分流器； CR0為示波器。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明具體實(shí)施方式參閱圖1所示，本實(shí)用新型沖擊電流發(fā)生器包括一個(gè)充電回路和一個(gè)放電測量回 路，充電回路由充電變壓器T、硅堆D、保護(hù)電阻r和脈沖電容器組C依次電連接組成；所述 的放電測量回路由脈沖電容器組C、可控硅Th、整回路的電感L和電阻R、試品M0V閥片0及 閥片電流分流器S依次電連接組成；在脈沖電容器組C的兩端并聯(lián)測量其充電電壓的電阻 分壓器&、1 2 ;在試品M0V閥片0的兩端并聯(lián)測量其殘壓的電阻分壓器R3、R4 ;在試品MOV閥
片0的后面串聯(lián)測量其電流的分流器S ;—可控硅觸發(fā)信號源的控制輸出端接可控硅Th的
觸發(fā)端。 其中L及R為整個(gè)回路的電感和電阻，包括回路中所加入的調(diào)波電感和電阻，以
及電容器、回路連線、分流器等在內(nèi)的電感和電阻。 為實(shí)現(xiàn)測量，在電阻分壓器R2的兩端接入一示波器CR0。 本實(shí)用新型沖擊電流發(fā)生器采用可控硅Th作為沖擊電流發(fā)生器的開關(guān)元件，通 過觸發(fā)信號來控制可控硅的導(dǎo)通，從而給MOV閥片準(zhǔn)確施加沖擊電流；由于可控硅Th能夠 在很小電流(mA級)下保持導(dǎo)通，可以獲取在小電流下MOV閥片的伏安特性。因此本沖擊 電流發(fā)生器能提供避雷器閥片在全電流段的電壓、電流數(shù)據(jù)。 為保證試驗(yàn)的安全性以及試驗(yàn)的速度，可控硅觸發(fā)信號源的控制輸出經(jīng)光纖接到 可控硅Th的觸發(fā)端，這樣通過光纖保證了高壓與低壓的有效隔離以及能夠有效屏蔽高壓 信號對觸發(fā)信號的干擾，光纖傳輸光信號到達(dá)可控硅觸發(fā)端的光電轉(zhuǎn)換電路板轉(zhuǎn)換成電信
4號后觸發(fā)可控硅導(dǎo)通。另本實(shí)用新型設(shè)置還采用一手控氣動(dòng)裝置的夾具對MOV閥片實(shí)行夾 緊。 本實(shí)用新型沖擊電流發(fā)生器的工作過程是首先由試驗(yàn)變壓器T輸出電壓，通過 硅堆D整流后，再通過保護(hù)電阻r對脈沖電容器組C進(jìn)行充電，等脈沖電容器組C的充電電 壓到一定幅值后，觸發(fā)可控硅Th導(dǎo)通，脈沖電容器組C通過整個(gè)回路的電感L和電阻R對 試品MOV閥片0放電，利用電阻分壓器R3、R4和閥片電流分流器S測量試品MOV閥片0上的 電壓u和電流i ，并直接送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行采集和處理，結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。在本實(shí)施例中， 在電阻分壓器R4的兩端接入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡，將分流器S的電流信號接入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采 集卡。 本實(shí)用新型沖擊電流發(fā)生器實(shí)現(xiàn)測量的工作原理是根據(jù)IEC(國際電工委員會) 的有關(guān)規(guī)定以及串補(bǔ)工程用金屬氧化物限壓器對閥片的測試要求，試驗(yàn)裝置產(chǎn)生的沖擊電 流波形為30/80 s、幅值為1. 2kA。采用該試驗(yàn)裝置對閥片進(jìn)行一次沖擊電流試驗(yàn)，利用數(shù) 據(jù)采集卡采集閥片的殘壓u和流過閥片的電流i，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)擬合一條閥片伏安特性 曲線。當(dāng)確定閥片的配合電流后，就可以通過擬合的曲線得到相應(yīng)的殘壓值。這樣為了預(yù) 測在配合電流以外的電流時(shí)(特別是小電流時(shí))閥片柱之間的均流效果，可以通過擬合曲 線得到閥片在小電流段的伏安特性。 為了提高測量的準(zhǔn)確度和分辨率，可采用12位高速數(shù)據(jù)采集卡采集數(shù)據(jù)并直接 傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 上述各實(shí)施例可在不脫離本實(shí)用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包 含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應(yīng)視為例示性，而非用以限制本實(shí)用新型的申請專利范圍。
權(quán)利要求一種沖擊電流發(fā)生器，包括一個(gè)充電回路和一個(gè)放電測量回路，所述的充電回路由充電變壓器(T)、硅堆(D)、保護(hù)電阻(r)和脈沖電容器組(C)依次電連接組成；其特征在于所述的放電測量回路由脈沖電容器組(C)、可控硅(Th)、整回路的電感(L)和電阻(R)、試品MOV閥片(O)及閥片電流分流器(S)依次電連接組成；在脈沖電容器組(C)的兩端并聯(lián)測量其充電電壓的電阻分壓器(R1、R2)；在試品MOV閥片(O)的兩端并聯(lián)測量其殘壓的電阻分壓器(R3、R4)；在試品MOV閥片(O)的后面串聯(lián)測量通過其電流的分流器(S)；一可控硅觸發(fā)信號源的控制輸出端接可控硅(Th)的觸發(fā)端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電流發(fā)生器，其特征在于可控硅觸發(fā)信號源的控制輸 出經(jīng)光纖接到可控硅(Th)的觸發(fā)端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電流發(fā)生器，其特征在于采用一手控氣動(dòng)裝置的夾具夾緊M0V閥片。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊電流發(fā)生器，其特征在于在電阻分壓器(R2)的兩端接 入一示波器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的沖擊電流發(fā)生器，其特征在于在電阻分壓器(R4)的兩端接入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡，分流器(s)的電流信號接入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集卡。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種沖擊電流發(fā)生器，包括一個(gè)充電回路和一個(gè)放電測量回路，所述的充電回路由充電變壓器、硅堆、保護(hù)電阻和脈沖電容器組依次電連接組成；所述的放電測量回路由脈沖電容器組、可控硅、整回路的電感和電阻、試品MOV閥片及閥片電流分流器依次電連接組成；在脈沖電容器組的兩端并聯(lián)測量其充電電壓的電阻分壓器；在試品MOV閥片的兩端并聯(lián)測量其殘壓的電阻分壓器；在試品MOV閥片的后面串聯(lián)測量其電流的分流器；一可控硅觸發(fā)信號源的控制輸出端接可控硅的觸發(fā)端。其可以用于精確測試非線性電阻片(閥片)在沖擊電流下的殘壓，在測量精度和測試速度上能解決大規(guī)模限壓器生產(chǎn)的要求，輸出沖擊電流穩(wěn)定，測量閥片殘壓的準(zhǔn)確度和分辨率高。
文檔編號G01R31/00GK201532403SQ20092024632
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者余輝, 劉之方, 李會兵, 李國富, 董勤曉 申請人:中國電力科學(xué)研究院