專利名稱：變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一種變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
目前在國際和國內(nèi)已有越來越多的XLPE交聯(lián)聚乙烯絕緣的電力電纜替代原有的充油油紙絕緣的電力電纜。但在交聯(lián)電纜投運(yùn)前的試驗(yàn)手段上由于被試容量大和試驗(yàn)設(shè)備的原因，仍沿襲使用直流耐壓的試驗(yàn)方法。近年來國際、國內(nèi)的很多研究機(jī)構(gòu)的研究成果表明直流試驗(yàn)對(duì)XLPE交聯(lián)聚乙烯電纜有不同程度的損害。有的研究觀點(diǎn)認(rèn)為XLPE結(jié)構(gòu)具有存儲(chǔ)積累單極性殘余電荷的能力，當(dāng)在直流試驗(yàn)后，如不能有效的釋放掉直流殘余電荷，投運(yùn)后在直流殘余電荷加上交流電壓峰值將可能致使電纜發(fā)生擊穿。國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)認(rèn)為，交聯(lián)聚乙烯電纜的直流耐壓試驗(yàn)中，由于空間電荷效應(yīng)，絕緣中的實(shí)際電場強(qiáng)度可比電纜絕緣的工作電場強(qiáng)度高達(dá)11倍。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜即使通過了直流試驗(yàn)不發(fā)生擊穿， 也會(huì)引起絕緣的嚴(yán)重?fù)p傷。其次，由于施加的直流電壓場強(qiáng)分布與運(yùn)行的交流電壓場強(qiáng)分布不同。直流試驗(yàn)也不能真實(shí)模擬運(yùn)行狀態(tài)下電纜承受的過電壓，并有效的發(fā)現(xiàn)電纜及電纜接頭本身和施工工藝上的缺陷。因此，使用非直流的方法對(duì)交聯(lián)電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)就越來越受到人們的重視。同時(shí)，各種大型變壓器的交流耐壓試驗(yàn)，火力及水力發(fā)電機(jī)的交流耐壓實(shí)驗(yàn)也定期進(jìn)行。這些設(shè)備的試驗(yàn)要求的試驗(yàn)設(shè)備容量大，通常情況下采用諧振的辦法進(jìn)行試驗(yàn)，但必須是在工頻條件下或等效工頻條件下進(jìn)行。等效工頻條件一般采用45-65HZ的頻率范圍，但很多試驗(yàn)單位要求50Hz試驗(yàn)電源對(duì)這類設(shè)備進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，功率器件采用國外最新推出的集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體的智能功率模塊(IPM)，極大的提高了整機(jī)的可靠性， 減少了體積和重量。本實(shí)用新型提供的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置包括調(diào)頻電源主機(jī)、電抗器、分壓器、激勵(lì)變壓器和連接導(dǎo)線，調(diào)頻電源主機(jī)與激勵(lì)變壓器相連接，激勵(lì)變壓器通過電抗器與被測品進(jìn)行連接，在裝置中集成有集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體的智能功率模塊。優(yōu)選的，上述試驗(yàn)裝置還包括有隔離變壓器。優(yōu)選的，上述試驗(yàn)裝置還包括有補(bǔ)償電容器。優(yōu)選的，上述試驗(yàn)裝置還包括有分壓器。本實(shí)用新型的有益效果是1、所需電源容量大大減小。串聯(lián)諧振電源是利用諧振電抗器和被試品電容諧振產(chǎn)生高電壓和大電流的，在整個(gè)系統(tǒng)中，電源只需要提供系統(tǒng)中有功消耗的部分，因此，試驗(yàn)所需的電源功率只有試驗(yàn)容量的1/Q。2、設(shè)備的重量和體積大大減少。串聯(lián)諧振電源中，不但省去了笨重的大功率調(diào)壓裝置和普通的大功率工頻試驗(yàn)變壓器，而且，諧振激磁電源只需試驗(yàn)容量的1/Q，使得系統(tǒng)重量和體積大大減少，一般為普通試驗(yàn)裝置的1/3-1/5。3、改善輸出電壓的波形。諧振電源是諧振式濾波電路，能改善輸出電壓的波形畸變，獲得很好的正弦波形，有效的防止了諧波峰值對(duì)試品的誤擊穿。4、防止大的短路電流燒傷故障點(diǎn)。在串聯(lián)諧振狀態(tài)，當(dāng)試品的絕緣弱點(diǎn)被擊穿時(shí)， 電路立即脫諧，回路電流迅速下降為正常試驗(yàn)電流的1/Q。而并聯(lián)諧振或者試驗(yàn)變壓器方式做耐壓試驗(yàn)時(shí)，擊穿電流立即上升幾十倍，兩者相比，短路電流，擊穿電流相差數(shù)百倍。所以，串聯(lián)諧振能有效的找到絕緣弱點(diǎn)，又不存在大的短路電流燒傷故障點(diǎn)的憂患。5、不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。試品發(fā)生擊穿時(shí)，因失去諧振條件，高電壓也立即消失，電弧即刻熄滅，且恢復(fù)電壓的再建立過程很長，很容易在再次達(dá)到閃落電壓前斷開電源，這種電壓的恢復(fù)過程是一種能量積累的間歇振蕩過程，其過程長，而且，不會(huì)出現(xiàn)任何恢復(fù)過電壓。

圖1是本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置包括調(diào)頻電源主機(jī)、電抗器、分壓器、激勵(lì)變壓器和連接導(dǎo)線，調(diào)頻電源主機(jī)與激勵(lì)變壓器相連接，激勵(lì)變壓器通過電抗器與被測品進(jìn)行連接，在裝置中集成有集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體的智能功率模塊。試驗(yàn)裝置還包括有隔離變壓器和補(bǔ)償電容器。如圖1所示為本實(shí)用新型的工作示意圖，變頻調(diào)壓電源(即調(diào)頻電源主機(jī))與激勵(lì)變壓器互相連接和通信，激勵(lì)變壓器另一端與電抗器連接，電抗器連接被測品，將信息返回給激勵(lì)變壓器，變頻調(diào)壓電源通過智能功率模塊控制，該模塊集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體。而變頻調(diào)壓電源對(duì)輸入的AC220/380電源進(jìn)行變頻調(diào)壓。本實(shí)用新型提供的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置具有鮮明的特點(diǎn)先進(jìn)的芯片組合采用雙DSP系統(tǒng)+16位專用波形發(fā)生器；SPWM波形由專用的16位波形發(fā)生器產(chǎn)生，穩(wěn)態(tài)工作時(shí)不占用DSP資源，增加了系統(tǒng)的可靠性；數(shù)據(jù)的采集和控制由一個(gè)專用的DSP系統(tǒng)完成， 大大提高了儀器的可靠性和反應(yīng)速度，顯示部分由另一個(gè)DSP系統(tǒng)構(gòu)建的平臺(tái)完成，具有外擴(kuò)的大容量FLASH存儲(chǔ)器，可以存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，友好的人機(jī)對(duì)話界面和大量的幫助信息且不占用底層DSP的資源。具有完備的過電壓保護(hù)、雙重過電流過熱保護(hù)、閃絡(luò)保護(hù)、零位保護(hù)等功能。本實(shí)用新型提供的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置采用可調(diào)節(jié)頻率(30 300Hz)串聯(lián)諧振試驗(yàn)設(shè)備與被試品電容諧振產(chǎn)生交流試驗(yàn)電壓。通過采用串聯(lián)諧振交流耐壓試驗(yàn)設(shè)備。 其輸入電源的容量能顯著降低，重量減輕，便于使用和運(yùn)輸。本設(shè)備控制箱能產(chǎn)生30 300Hz(最小分辨率0. IHz)的交流電壓，具有全自動(dòng)(自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓)、全手動(dòng)(手動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓)以及半自動(dòng)(自動(dòng)調(diào)諧、手動(dòng)升壓及手動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)升壓)的多種功能，方便客戶針對(duì)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇使用，具有地線未接、過流、過壓、失諧(閃絡(luò))、參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤等多重保護(hù)并自帶報(bào)警功能或外接報(bào)警燈。本設(shè)備具有打印、存儲(chǔ)等功能，使用本公司獨(dú)特的通用平臺(tái)技術(shù)，大的液晶顯示，友好的人機(jī)操作界面。具備國內(nèi)獨(dú)創(chuàng)的智能式掃頻方式，直接快速。 以上所述之具體實(shí)施方式
為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式，并非以此限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施范圍，本實(shí)用新型的范圍包括并不限于本具體實(shí)施方式
，凡依照本實(shí)用新型之形狀、結(jié)構(gòu)所作的等效變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，包括調(diào)頻電源主機(jī)、電抗器、分壓器、激勵(lì)變壓器和連接導(dǎo)線，其特征在于調(diào)頻電源主機(jī)與激勵(lì)變壓器相連接，激勵(lì)變壓器通過電抗器與被測品進(jìn)行連接，在裝置中集成有集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體的智能功率模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置還包括有隔離變壓器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置還包括有補(bǔ)償電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述試驗(yàn)裝置還包括實(shí)時(shí)采集試驗(yàn)電壓的分壓器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置，包括調(diào)頻電源主機(jī)、電抗器、分壓器、激勵(lì)變壓器和連接導(dǎo)線，調(diào)頻電源主機(jī)與激勵(lì)變壓器相連接，激勵(lì)變壓器通過電抗器與被測品進(jìn)行連接，在裝置中集成有集驅(qū)動(dòng)、保護(hù)和功率變換為一體的智能功率模塊。試驗(yàn)裝置還包括有隔離變壓器和補(bǔ)償電容器和分壓器。本實(shí)用新型提供的變頻串聯(lián)諧振試驗(yàn)裝置沒有了機(jī)械調(diào)節(jié)裝置，減少了現(xiàn)場調(diào)試工作。沒有了機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分固定不緊帶來的噪聲。減輕了體積和重量，方便現(xiàn)場使用電抗器線性度很好，沒有了電壓陡升現(xiàn)象增長了使用壽命。
文檔編號(hào)G01R31/12GK202166719SQ201120278448
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者李豐, 李虎 申請(qǐng)人:武漢市華天電力自動(dòng)化有限責(zé)任公司