本發(fā)明涉及高電壓輸電領(lǐng)域，并且更具體地，涉及一種用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的裝置和方法。

背景技術(shù)：

在高電壓直流輸電(High Voltage Direct Current，HVDC)系統(tǒng)中，光纖常用于傳輸控制與測(cè)量信號(hào)。光纖作為連接一次電氣設(shè)備與二次測(cè)量控制裝置的通道，通常承受著高電壓值。隨著輸電系統(tǒng)電壓等級(jí)的不斷提高，光纖的閃絡(luò)耐壓越來(lái)越受到關(guān)注。在高壓直流輸電系統(tǒng)中，光纖同時(shí)承受著直流高壓與交流高壓相疊加的作用，因此需要明確光纖在發(fā)生閃絡(luò)時(shí)的直流電壓和交流電壓，以保證光纖在高壓直流輸電系統(tǒng)中正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的裝置，所述裝置包括：

交流高壓模塊，其用于測(cè)量施加于測(cè)試光纖的交流電壓，所述交流高壓模塊包括交流電源，交流保護(hù)電阻，電容分壓器和交流電壓測(cè)量單元。所述交流電源經(jīng)保護(hù)電阻連接到測(cè)試光纖一端，將交流電壓施加于光纖交流受端與地之間。在測(cè)試光纖的受端與地之間連接有電容分壓器，通過(guò)連接在電容分壓器上的交流測(cè)量單元測(cè)量交流電壓，其中電容分壓器包括高壓臂和低壓臂。

直流高壓模塊，其用于測(cè)量施加于測(cè)試光纖的直流電壓，所述直流高壓模塊包括直流電源，直流保護(hù)電阻，電阻分壓器。所述直流電源經(jīng)保護(hù)電阻連接到測(cè)試光纖一端，將直流電壓施加于測(cè)試光纖直流受端與地之間。在測(cè)試光纖的受端與地之間連接有電阻分壓器，通過(guò)連接在電阻分壓器上的直流測(cè)量單元測(cè)量直流電壓，其中電阻分壓器包括高壓臂和低壓臂。

其中，交流電壓測(cè)量單元和直流電壓測(cè)量單元可以使用萬(wàn)用表直接讀取電壓數(shù)字，也可以在電容分壓器和電阻分壓器上分別連接高壓探頭測(cè)量交流電壓和直流電壓，并通過(guò)示波器顯示閃絡(luò)電壓波形。

進(jìn)一步地，所述裝置還包括羅氏線(xiàn)圈，其用于測(cè)量流經(jīng)測(cè)試光纖的閃絡(luò)電流。羅氏線(xiàn)圈可以實(shí)現(xiàn)高低壓信號(hào)隔離，同時(shí)去除電流中的低頻和直流成分，更為清晰地呈現(xiàn)瞬態(tài)電流。

進(jìn)一步地，所述交流電源和直流電源采用共地方式，測(cè)試光纖采用懸地方式。

進(jìn)一步地，所述裝置在測(cè)試光纖兩端施加直流與交流復(fù)合電壓是通過(guò)測(cè)試光纖一端連接直流高壓模塊，一端連接交流高壓模塊實(shí)現(xiàn)的。

進(jìn)一步地，所述交流電源采用高壓諧波電源，其可以同時(shí)輸出多種諧波的疊加，并可分別控制各次諧波電壓幅值，能更好地模擬直流輸電工程中的實(shí)際工況。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供一種用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1、通過(guò)直流高壓模塊在測(cè)試光纖上施加不使測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)的直流電壓；或者通過(guò)交流高壓模塊施加不使測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)的交流電壓；

步驟2、當(dāng)步驟1施加的電壓為直流電壓時(shí)，通過(guò)交流高壓模塊在測(cè)試光纖上施加交流電壓，其中交流電壓從零開(kāi)始增加，至測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)結(jié)束，或者當(dāng)步驟1施加的電壓為交流電壓時(shí)，通過(guò)直流高壓模塊在測(cè)試光纖上施加直流電壓，其中直流電壓從零開(kāi)始增加，至測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)時(shí)結(jié)束；以及

步驟3、通過(guò)交流高壓模塊和直流高壓模塊記錄測(cè)試光纖閃絡(luò)電壓波形，確定測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)時(shí)承受的交流電壓和直流電壓。

進(jìn)一步地，所述方法中的測(cè)試光纖兩端施加的直流與交流復(fù)合電壓是通過(guò)在測(cè)試光纖一端連接直流高壓模塊，一端連接交流高壓模塊實(shí)現(xiàn)的。

進(jìn)一步地，其特征在于，所述交流電壓模塊采用高壓諧波源。

本發(fā)明提供的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的裝置和方法，較好地實(shí)現(xiàn)了光纖同時(shí)耐受交流高壓和直流電壓的情形，并且確定了光纖發(fā)生閃絡(luò)時(shí)耐受的直流電壓和交流電壓，從而有效保證了光纖在高壓直流輸電系統(tǒng)中正常工作。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發(fā)明的示例性實(shí)施方式：

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的方法的流程圖；以及

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的測(cè)試光纖的閃絡(luò)電壓波形。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖介紹本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，然而，本發(fā)明可以用許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不局限于此處描述的實(shí)施例，提供這些實(shí)施例是為了詳盡地且完全地公開(kāi)本發(fā)明，并且向所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。對(duì)于表示在附圖中的示例性實(shí)施方式中的術(shù)語(yǔ)并不是對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標(biāo)記。

除非另有說(shuō)明，此處使用的術(shù)語(yǔ)(包括科技術(shù)語(yǔ))對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)當(dāng)被理解為與其相關(guān)領(lǐng)域的語(yǔ)境具有一致的含義，而不應(yīng)該被理解為理想化的或過(guò)于正式的意義。

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，本實(shí)施方式中的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的裝置100包括交流高壓模塊101、直流高壓模塊102、測(cè)試光纖103和羅氏線(xiàn)圈104。

交流高壓模塊101，其用于測(cè)量施加于測(cè)試光纖103的交流電壓，所述交流高壓模塊101包括交流電源111，交流保護(hù)電阻112、電容分壓器113和交流電壓測(cè)量單元114。所述交流電源111經(jīng)保護(hù)電阻112連接到測(cè)試光纖103一端，將交流電壓施加于光纖交流受端與地之間。在測(cè)試光纖的受端與地之間連接有電容分壓器113，通過(guò)交流電壓測(cè)量單元114測(cè)量交流電壓，其中電容分壓器包括高壓臂131和低壓臂132，交流電壓測(cè)量單元114包括高壓探頭141和示波器142。

直流高壓模塊102，其用于測(cè)量施加于測(cè)試光纖103的直流電壓，所述直流高壓模塊102包括直流電源121、直流保護(hù)電阻122、電阻分壓器123和直流電壓測(cè)量單元124。所述直流電源121經(jīng)保護(hù)電阻122連接到測(cè)試光纖103一端，將直流電壓施加于測(cè)試光纖103的直流受端與地之間。在測(cè)試光纖的受端與地之間連接有電阻分壓器123，通過(guò)直流電壓測(cè)量單元124測(cè)量直流電壓，其中電阻分壓器包括高壓臂231和低壓臂232，直流電壓測(cè)量單元124包括高壓探頭241和示波器242。

優(yōu)選地，所述裝置還包括羅氏線(xiàn)圈104，其用于測(cè)量流經(jīng)測(cè)試光纖103的閃絡(luò)電流。羅氏線(xiàn)圈104可以實(shí)現(xiàn)高低壓信號(hào)隔離，同時(shí)去除電流中的低頻和直流成分，更為清晰地呈現(xiàn)瞬態(tài)電流。

優(yōu)選地，所述交流電源111和直流電源121采用共地方式，測(cè)試光纖103采用懸地方式。

優(yōu)選地，所述裝置在測(cè)試光纖103兩端施加直流與交流復(fù)合電壓是通過(guò)測(cè)試光纖一端連接直流高壓模塊，一端連接交流高壓模塊實(shí)現(xiàn)的。

優(yōu)選地，所述交流電源111采用高壓諧波電源，其可以同時(shí)輸出多種諧波的疊加，并可分別控制各次諧波電壓幅值，能更好地模擬直流輸電工程中的實(shí)際工況。

圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的方法的流程圖。如圖2所示，在本實(shí)施方式中，用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的方法200的流程圖從步驟S201開(kāi)始。

在步驟S201，通過(guò)直流高壓模塊在測(cè)試光纖上施加不使測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)的直流電壓。在本實(shí)施方式中，施加的直流電壓為-7.5kV。

在步驟S202，通過(guò)交流高壓模塊在測(cè)試光纖上施加交流電壓，其中交流電壓從零開(kāi)始增加，至測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)結(jié)束。在本實(shí)施方式中，交流電壓的頻率為600Hz。

在步驟S203，通過(guò)交流高壓模塊和直流高壓模塊記錄測(cè)試光纖閃絡(luò)電壓波形，確定測(cè)試光纖發(fā)生閃絡(luò)時(shí)承受的交流電壓和直流電壓。

圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式的用于光纖的交直流復(fù)合電壓閃絡(luò)試驗(yàn)的測(cè)試光纖的閃絡(luò)電壓波形。如圖3所示，-7.5kV直流電壓疊加600Hz交流電壓時(shí)，閃絡(luò)時(shí)刻交流電壓峰值約為9.4kV，閃絡(luò)發(fā)生在交流電壓負(fù)峰值處，閃絡(luò)后電壓逐漸振蕩至0電位。

優(yōu)選地，所述方法中的測(cè)試光纖兩端施加的直流與交流復(fù)合電壓是通過(guò)在測(cè)試光纖一端連接直流高壓模塊，一端連接交流高壓模塊實(shí)現(xiàn)的。

優(yōu)選地，其特征在于，所述交流電壓模塊采用高壓諧波源。

已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施方式描述了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的，正如附帶的專(zhuān)利權(quán)利要求所限定的，除了本發(fā)明以上公開(kāi)的其他的實(shí)施例等同地落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

通常地，在權(quán)利要求中使用的所有術(shù)語(yǔ)都根據(jù)他們?cè)诩夹g(shù)領(lǐng)域的通常含義被解釋?zhuān)窃谄渲斜涣硗饷鞔_地定義。所有的參考“一個(gè)/所述/該【裝置、組件等】”都被開(kāi)放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個(gè)實(shí)例，除非另外明確地說(shuō)明。這里公開(kāi)的任何方法的步驟都沒(méi)必要以公開(kāi)的準(zhǔn)確的順序運(yùn)行，除非明確地說(shuō)明。