專利名稱：高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)部件的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種最好用于電力變壓器質(zhì)量保證的高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)部件的裝置。
背景技術(shù)：
高壓檢驗(yàn)遵循的目的是，借助人工產(chǎn)生的脈沖式?jīng)_擊模擬三相電網(wǎng)中的瞬間過壓。在此方面，傳統(tǒng)上在例如通過雷擊引起的外部過壓與由于電網(wǎng)內(nèi)的開關(guān)過程產(chǎn)生的內(nèi)部電路過壓之間存在區(qū)別。大量的過壓現(xiàn)象為檢驗(yàn)?zāi)康倪€原為標(biāo)準(zhǔn)化的雷電沖擊和電路沖擊電壓。為這些檢驗(yàn)電壓確定描述確定的公差內(nèi)部電壓上升、峰值和下降的特性參數(shù)。在需要模擬非常迅速的電壓變化影響的切斷雷電沖擊電壓時，作為其他特性參數(shù)還補(bǔ)充了截?cái)嘤行r間。要求、電壓形狀及其參數(shù)的確定在ICE 60060-1中有所定義。根據(jù)所實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，為此使用的高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)包括脈沖發(fā)生器和輔助部件，如截?cái)嗷鸹ㄩg隙、分壓器和過沖補(bǔ)償部件。為產(chǎn)生所需的脈沖式?jīng)_擊電壓，數(shù)十年來市場上出現(xiàn)了也稱為馬克思(Marx)發(fā)生器的馬克思倍增電路。由同名發(fā)明人1923年開發(fā)并以編號DE 455 933申請專利的電路類型以多個電路級構(gòu)成，其中，每個級串聯(lián)一個沖擊電容和一個開關(guān)機(jī)構(gòu)，特別是開關(guān)火花間隙并與沖擊電容和開關(guān)機(jī)構(gòu)并聯(lián)一個電阻以及為此串聯(lián)一個電阻。在此方面，兩個依次級這樣相互連接，使其可以并聯(lián)充電和串聯(lián)放電。沖擊電容借助充電直流電壓充電。環(huán)接的充電電阻在這種情況下不僅限制充電電流，而且還允許電容器借助火花間隙短時間串聯(lián)。火花間隙的放電距離這樣選擇，使其在達(dá)到最大充電電壓的情況下還不被直接擊穿。所有沖擊電容充電到電壓的其似穩(wěn)的終值后，最下面的火花間隙點(diǎn)火，因此被擊穿。最近的火花間隙上現(xiàn)在存在雙倍的充電電壓，從而該火花間隙安全點(diǎn)火。與所使用的級數(shù)量無關(guān)，放電過程由于此前點(diǎn)火的級充電電壓的疊加而一直延續(xù)到下一級。按照這種方式，可以產(chǎn)生非常短的持續(xù)時間并同時大振幅的沖擊電壓脈沖，它們特別適用于高壓技術(shù)中的檢驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)并證實(shí)電磁相容性中的絕緣配合和抗干擾性。例如DE 196 39 023也公開了借助附加電路提高上述馬克思發(fā)生器的極限負(fù)荷電容，方法是在負(fù)載電容，也就是試樣上過沖期間，達(dá)到過沖衰減后重新上升的電壓降。也稱為串聯(lián)過沖補(bǔ)償部件的附加電路因此不是減少過沖的原因，而是補(bǔ)償負(fù)載電容，即特別是試樣上的過沖。過沖補(bǔ)償部件由-個補(bǔ)償電容和至少一個與其并聯(lián)的放電電阻或放電火花間隙組成，其中，附加電路與檢驗(yàn)對象以串聯(lián)方式環(huán)接到馬克思倍增電路內(nèi)。除了與檢驗(yàn)對象串聯(lián)的過沖補(bǔ)償部件外，公開的還有將這種過沖補(bǔ)償部件與試樣以并聯(lián)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 與剛才介紹的結(jié)構(gòu)不同的是，在這樣構(gòu)成的過沖補(bǔ)償部件中，補(bǔ)償電容和至少一個放電電阻或放電火花間隙串聯(lián)設(shè)置。此外，為模擬運(yùn)行狀態(tài)的過壓負(fù)載并為驗(yàn)證高壓部件的絕緣強(qiáng)度，還需要將檢驗(yàn)對象如已經(jīng)提到的那樣施加切斷的沖擊脈沖電壓。對于這種標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)所需的分布來說，必須將所施加的電壓在從電壓波開始起所要求的幾微秒的流逝時間的公差內(nèi)斷開。這一點(diǎn)在技術(shù)上采用截?cái)嗷鸹ㄩg隙實(shí)現(xiàn)，正如長期以來由現(xiàn)有技術(shù)例如DD 143 130已經(jīng)公開的那樣。此外在高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)中，與馬克思倍增電路的最后一級除了檢驗(yàn)對象外還連接電容阻尼的脈沖分壓器，其將級放電時產(chǎn)生的雷電脈沖電壓降到可以由測量和記錄裝置處理的數(shù)值。高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)所使用的所有這些系統(tǒng)部件均具有可觀的空間延伸并必須彼此以取決于電壓電平預(yù)先規(guī)定的最小距離設(shè)置在檢驗(yàn)場內(nèi)。此外，攜帶電壓的元件與檢驗(yàn)場邊界之間同樣必須遵守確定的取決于電壓的最小距離。整個高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的占地需求因此顯著。此外，許多變壓器制造廠家為更換檢驗(yàn)對象必須移動整個高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)。 在這種情況下，馬克思發(fā)生器和其他三個輔助部件必須單個通過檢驗(yàn)廠房運(yùn)動并作為高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)重新組裝和設(shè)置。這一過程費(fèi)時且不便操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，降低輔助部件，特別是截?cái)嗷鸹ㄩg隙、過沖補(bǔ)償部件和分壓器電壓造成的空間延伸并因此減少整個高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的占地需求，以便可以使檢驗(yàn)廠房更加高效地運(yùn)行。本發(fā)明的目的此外在于，減少所要實(shí)現(xiàn)的導(dǎo)電連接的數(shù)量并因此節(jié)省設(shè)備運(yùn)營商設(shè)置高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的時間。該目的通過一種具有第一權(quán)利要求特征的高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)部件的裝置得以實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求特別是涉及本發(fā)明具有優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一步構(gòu)成。本發(fā)明的總體思路在于，迄今為止單獨(dú)的主框架和單個輔助部件各自的頂端電極通過具有一個輔助部件共用頂端電極的共用主框架取代。此外，所有輔助部件的連接區(qū)使用一個共用的電連接點(diǎn)。通過輔助部件的連接區(qū)組合在一個共用的連接點(diǎn)上，它們在該區(qū)域內(nèi)實(shí)施檢驗(yàn)期間具有同一電壓水平。因此為高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的運(yùn)行與發(fā)生器并與檢驗(yàn)對象僅需一個連接。此外，通過輔助部件結(jié)構(gòu)上組合在一個共用的主框架內(nèi)，第一次可以使幾年來要求減少占地需求的高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)簡單的可運(yùn)輸性和由此帶來的縮短安裝時間。高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的大面積延伸迄今為止的原因在于各自輔助部件的頂端電極之間取決于電壓預(yù)先規(guī)定的大距離。但為通過主框架上唯一的頂端電極取代多個這些頂端電極和此外輔助部件空間上組合在主框架內(nèi)，需要解決以下技術(shù)問題通過輔助部件僅空間上組合存在對分壓器的精度產(chǎn)生不利影響的附加寄生電容。 分壓器在此方面必須這樣確定，使所實(shí)施的測量盡管出現(xiàn)大的寄生電容仍表現(xiàn)出高精度。 這一點(diǎn)一方面依據(jù)本發(fā)明通過輔助部件確定的空間設(shè)置實(shí)現(xiàn)，從而寄生的電容作用很小， 另一方面通過明確確定所使用的輔助部件內(nèi)部的電容，從而產(chǎn)生的總電容允許精確測量， 以及此外通過適當(dāng)選擇分壓器電容和分壓器電阻實(shí)現(xiàn)。但由于上述的調(diào)整可能性缺少線性關(guān)系，本文獻(xiàn)中為確定這些參數(shù)僅使用近似模式，這樣導(dǎo)致寄生電容的變量必須通過模擬進(jìn)行估計(jì)。這些模擬隨后在研究試驗(yàn)中進(jìn)行驗(yàn)證，整體因此是一種迭代過程。此外通過輔助部件的空間組合分散產(chǎn)生的電磁場，以有效防止出現(xiàn)的電壓擊穿。 特別是截?cái)嗷鸹ㄩg隙的點(diǎn)燃與復(fù)雜的瞬間過程相關(guān)。在此方面，截?cái)嗷鸹ㄩg隙短時間攜帶零電位，而其余的輔助部件由于其本身的電容造成仍施加高電壓。磁場控制因此必須進(jìn)行
4如下優(yōu)化，防止分壓器與截?cái)嗷鸹ㄩg隙或過沖補(bǔ)償部件與截?cái)嗷鸹ㄩg隙之間電壓擊穿，為此需要大范圍的磁場計(jì)算。但因?yàn)槔么蠖鄶?shù)的磁場計(jì)算程序只能計(jì)算固定的，但不是強(qiáng)變化磁場的瞬間情況，所以為此在模擬與結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換之間需要迭代過程。在這種情況下事實(shí)證明具有優(yōu)點(diǎn)的是，過沖補(bǔ)償部件和分壓器利用附加的環(huán)彼此電屏蔽。雖然申請人的公司文獻(xiàn)3. 62/4中第一次公天了截?cái)嗷鸹ㄩg隙與雷電沖擊開關(guān)脈沖的分壓器一體化，但在該裝置上不能像本發(fā)明中那樣同時利用兩個輔助部件。該現(xiàn)有技術(shù)中所公開的截?cái)嗷鸹ㄩg隙通常此外具有由電阻和電容組合的電堆并因此具有與電容阻尼的分壓器相同的部件。如果火花間隙沒有點(diǎn)燃，由此截?cái)嗷鸹ㄩg隙的電堆可以作為分壓器轉(zhuǎn)換功能。但這一點(diǎn)在反向連接中也意味著檢驗(yàn)時必須存在附加的分壓器，如果電壓波截?cái)?，也就是火花間隙點(diǎn)燃的話。從該公司文獻(xiàn)中沒有看到對輔助部件空間組合的解決方案。此外在本發(fā)明的框架內(nèi)完全可以設(shè)想，三個可能的輔助部件的僅兩個空間組合在一個共用的主框架內(nèi)，因?yàn)槔邕^沖補(bǔ)償部件的使用不應(yīng)視為功能上強(qiáng)制需要的，而是僅提高所產(chǎn)生的雷電沖擊電壓的質(zhì)量。也可以設(shè)想輔助部件的其他組合可能性。


下面借助附圖舉例對該裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。其中圖1示出高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)部件依據(jù)本發(fā)明的裝置示意圖；圖加和2b示出高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)部件依據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1示出用于容納輔助部件如截?cái)嗷鸹ㄩg隙2、分壓器3或過沖補(bǔ)償部件4的輔助部件依據(jù)本發(fā)明的主框架1。輔助部件在圖1中出于概覽的原因僅示意示出。主框架1 在此方面為可靠直立具有例如由相互連接的鋼管5、6和7組成的三角形的底部區(qū)。截?cái)嗷鸹ㄏ?、分壓器3和過沖補(bǔ)償部件4設(shè)置在主框架1的各自角點(diǎn)上并與其導(dǎo)電連接。此外， 相應(yīng)輔助部件的上端借助導(dǎo)電的橫架8、9和10機(jī)械固定。再與橫架8、9和10連接例如可以作為環(huán)構(gòu)成的頂端電極11。導(dǎo)電橫架8、9和10因此既滿足機(jī)械保持頂端電極11的任務(wù)，也在輔助部件與頂端電極11之間產(chǎn)生電位均衡。頂端電極11在所示的實(shí)施例中這樣確定尺寸，使外圓周從設(shè)置在各自角點(diǎn)上的輔助部件伸出。但這種尺寸可以取決于各自的使用情況、與實(shí)驗(yàn)室墻壁或?qū)嶒?yàn)室天花板的距離或電壓電平變化并因此僅為舉例。在本發(fā)明的框架內(nèi)，完全可以設(shè)想三個可能的輔助部件的僅兩個固定在三角形底部區(qū)的各自角點(diǎn)上，或另一方面依據(jù)本發(fā)明的主框架1結(jié)構(gòu)上變?yōu)榫哂休o助部件的僅兩個容納處。此外，輔助部件通過一個共用的連接點(diǎn)在導(dǎo)電橫架8、9和10的區(qū)域內(nèi)導(dǎo)電連接并在該區(qū)域內(nèi)具有相同的電壓水平。圖加和2b示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中主框架1的底部區(qū)與圖1不同，不是三角形，而是縱向延伸，也就是直線地構(gòu)成。附加固定在主框架1上側(cè)面的懸臂架12、13、14 和15負(fù)責(zé)不同框架結(jié)構(gòu)的可靠直立。對這種實(shí)施方式也適用僅具有兩個輔助部件的容納處構(gòu)成。因此依據(jù)本發(fā)明的總體思路的所有主框架構(gòu)成均列入本申請書，它們可以使迄今為止單獨(dú)的主框架和單個輔助部件各自的頂端電極通過具有一個輔助部件共用的頂端電極的主框架取代。
權(quán)利要求
1.一種用于高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)部件的裝置，包括脈沖發(fā)生器和輔助部件，輔助部件即是截?cái)嗷鸹ㄏ禣)、分壓器(3)和過沖補(bǔ)償部件G)，其特征在于，至少兩個輔助部件設(shè)置在具有對于輔助部件而言唯一的頂端電極(14)的共用主框架(1)上。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，主框架(1)由相互三角形連接的鋼管(5、6 和7)的底部區(qū)形成，主框架(1)的底部區(qū)的各角點(diǎn)上具有用于輔助部件的容納處，并且相應(yīng)輔助部件的上端借助導(dǎo)電的橫架(8、9和10)機(jī)械固定為使得因此在輔助部件與頂端電極(14)之間既產(chǎn)生機(jī)械連接，也產(chǎn)生電位均衡。
3.按權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，主框架(1)的底部區(qū)直線地構(gòu)成，主框架 (1)上側(cè)面固定多個懸臂架(12、13、14和15)，直線的主框架具有用于輔助部件的至少兩個容納處，并且相應(yīng)輔助部件的上端借助導(dǎo)電的橫架(8、9和10)機(jī)械固定為使得因此在輔助部件與頂端電極(14)之間既產(chǎn)生機(jī)械連接，也產(chǎn)生電位均衡。
4.按權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述唯一的頂端電極(14)固定在導(dǎo)電的橫架(11、12和13)上。
5.按權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，頂端電極(14)構(gòu)造為環(huán)。
6.按權(quán)利要求1至3之一所述的裝置，其特征在于，在導(dǎo)電的橫架(11、12和13)的區(qū)域內(nèi)具有共用的連接點(diǎn)，用作為用于所有輔助部件的電連接接口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種最好用于電力變壓器質(zhì)量保證的高壓脈沖檢驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)部件的裝置。依據(jù)本發(fā)明，為空間組合系統(tǒng)部件提出一種具有僅一個系統(tǒng)部件共用的頂端電極的共用主框架。
文檔編號G01R31/14GK102246052SQ201080003557
公開日2011年11月16日 申請日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者M·希努, M·庫巴特, T·施泰納 申請人:賴茵豪森機(jī)械制造公司