本發(fā)明涉及氣體絕緣開關設備絕緣試驗技術領域，尤其涉及一種氣體絕緣開關設備試驗裝置及方法。

背景技術：

氣體絕緣開關設備(GIS)具有占地面積小、運行可靠性高、維修周期長、不受外界環(huán)境影響等一系列優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應用。隨著GIS投運量的增大，GIS中的絕緣故障時有發(fā)生。而且，由于GIS為全封閉系統(tǒng)，目前對于GIS的故障原因缺乏準確的認識，因此需要研究GIS在不同運行工況下的絕緣性能。

當GIS在不同運行工況下時，GIS將處于不同的電壓波形中，例如：正常運行時的GIS處于交流電壓的波形中；當斷路器斷開時，GIS會處于殘余的直流電壓的波形中；在出廠和現場試驗時，通常使用沖擊電壓對GIS的絕緣性能進行考核，使GIS處于沖擊電壓的波形中；而在開關合閘時，GIS會處于直流疊加沖擊電壓的波形中；當線路受到雷電波和操作波侵襲時，沖擊電壓又會與交流電壓相疊加，使GIS處于交流疊加沖擊電壓的波形中。因此，在對GIS的放電特性進行研究的過程中，需使用上述不同的電壓波形對GIS進行測試，以使GIS獲得較佳的絕緣性能。而現有技術中，在使用不同電壓波形對GIS進行測試的過程中，需搭建不同的試驗平臺，例如：在交流電壓的波形中對GIS進行測試時，需搭載交流電壓試驗平臺，而在沖擊電壓的波形中對GIS進行測試時，又需搭載沖擊電壓試驗平臺。

可見，現有技術對GIS放電特性進行研究的過程中，需要使用多個不同的試驗平臺對GIS進行測試，而在將GIS置于不同的試驗平臺以獲得不同電壓測試波形時，需要多次更換試驗平臺才能獲得對應的電壓測試波形，因此導致了GIS測試效率較低。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種氣體絕緣開關設備試驗裝置及方法，能夠靈活、快速的獲得氣體絕緣開關設備所需的電壓測試波形，提高氣體絕緣開關設備的測試效率。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種氣體絕緣開關設備試驗裝置，包括：供電單元和用于測試氣體絕緣開關設備的檢測單元，所述測試氣體絕緣開關設備與所述檢測單元并聯(lián)連接；

所述供電單元包括直流電壓源、交流電壓源和沖擊電壓源，所述直流電壓源的輸出端通過直流電壓保護模塊與所述測試氣體絕緣開關設備連接，所述交流電壓源的輸出端通過交流電壓保護模塊與所述測試氣體絕緣開關設備連接，所述沖擊電壓源的輸出端通過沖擊電壓保護模塊與所述測試氣體絕緣開關設備連接。

與現有技術相比，本發(fā)明提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置具有以下有益效果：

本發(fā)明提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置中，通過在直流電壓源的輸出端設置直流電壓保護模塊，不僅能夠起到分壓作用以減小沖擊電壓對直流電壓源的沖擊，而且還能夠起到限流作用防止回路中的大電流對直流電壓源造成破壞，從而有效的保護直流電壓源，延長直流電壓源的使用壽命；同理，通過在交流電壓源的輸出端設置交流電壓保護模塊，使得交流電壓保護模塊能夠起到分壓作用，減小沖擊電壓和直流電壓對交流電壓源的沖擊，從而有效的保護交流電壓源，延長交流電壓源的使用壽命；通過在沖擊電壓源的輸出端設置沖擊電壓保護模塊，使得沖擊電壓保護模塊能夠起到隔離直流電壓和交流電壓的作用，從而有效的保護沖擊電壓源，延長沖擊電壓源的使用壽命；另外，為了使氣體絕緣開關設備的測試項目更全面，結果更準確，需要分別使用多種電壓測試波形對氣體絕緣開關設備進行測試，因此，用戶可根據所需的電壓測試波形，對應的選擇直流電壓源、交流電壓源和沖擊電壓源的閉合導通，并通過檢測單元檢測得到對應的電壓測試波形，使得氣體絕緣開關設備能夠在上述得到的電壓測試波形下進行測試?？梢?，使用本發(fā)明提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置，無需更換試驗平臺就可獲得上述多種電壓測試波形，因此能夠提升氣體絕緣開關設備的測試效率。

第二方面，本發(fā)明提供了氣體絕緣開關設備的試驗方法，應用于權利要求2所述的氣體絕緣開關設備試驗裝置，所述氣體絕緣開關設備的試驗方法包括：

根據電源控制指令，輸出電源控制信號；

根據所述電源控制信號，選取所述直流電壓源、所述交流電壓源、所述沖擊電壓源中的用于或兩種閉合導通；

利用檢測單元檢測所述直流電壓源、所述交流電壓源、所述沖擊電壓源中的用于或兩種閉合導通形成電壓波形，所述電壓波形用于測試氣體絕緣開關設備的放電特性。

與現有技術相比，本發(fā)明第二方面提供的氣體絕緣開關設備的試驗方法的有益效果與本發(fā)明第一方面提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置的有益效果相同，在此不做贅述。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例一中氣體絕緣開關設備試驗裝置的結構框圖；

圖2為本發(fā)明實施例二中氣體絕緣開關設備試驗方法的流程圖。

附圖標記：

11-交流電壓源， 12-交流電壓保護模塊；

21-直流電壓源， 22-直流電壓保護模塊；

31-沖擊電壓源， 32-沖擊電壓保護模塊；

41-選通器， 42-電源控制器；

51-信號轉換芯片， 52-接地控制器；

61-阻容分壓器， 62-波形檢測儀。

具體實施方式

實施例一

為了進一步說明本發(fā)明實施例提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置，下面結合說明書附圖進行詳細描述。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例提供的一種氣體絕緣開關設備試驗裝置包括：供電單元和用于測試氣體絕緣開關設備的檢測單元，測試氣體絕緣開關設備與檢測單元并聯(lián)連接；供電單元包括直流電壓源21、交流電壓源11和沖擊電壓源31，直流電壓源21的輸出端通過直流電壓保護模塊22與測試氣體絕緣開關設備連接，交流電壓源11的輸出端通過交流電壓保護模塊12與測試氣體絕緣開關設備連接，沖擊電壓源31的輸出端通過沖擊電壓保護模塊32與測試氣體絕緣開關設備連接。

具體實施時，用戶通過控制直流電壓源21、交流電壓源11和沖擊電壓源31的閉合導通，得到對應的電壓測試波形，例如，當僅閉合導通直流電壓源21時，通過檢測單元可檢測得出直流電壓波形；當僅閉合導通交流電壓源11時，通過檢測單元可檢測得出交流電壓波形；當僅閉合導通沖擊電壓源31時，通過檢測單元可檢測得出沖擊電壓波形；當閉合導通直流電壓源21和交流電壓源11時，通過檢測單元可檢測得出直流疊加交流電壓波形；當閉合導通直流電壓源21和沖擊電壓源31時，通過檢測單元可檢測得出直流疊加沖擊電壓波形；當閉合導通交流電壓源11和沖擊電壓源31時，通過檢測單元可檢測得出交流疊加沖擊電壓波形。

通過上述具體實施過程可知，本實施例提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置中，通過在直流電壓源21的輸出端設置直流電壓保護模塊22，不僅能夠起到分壓作用以減小沖擊電壓對直流電壓源21的沖擊，而且還能夠起到限流作用防止回路中的大電流對直流電壓源21造成破壞，從而有效的保護直流電壓源21，延長直流電壓源21的使用壽命；同理，通過在交流電壓源11的輸出端設置交流電壓保護模塊12，使得交流電壓保護模塊12能夠起到分壓作用，減小沖擊電壓和直流電壓對交流電壓源11的沖擊，從而有效的保護交流電壓源11，延長交流電壓源11的使用壽命；通過在沖擊電壓源31的輸出端設置沖擊電壓保護模塊32，使得沖擊電壓保護模塊32能夠起到隔離直流電壓和交流電壓的作用，從而有效的保護沖擊電壓源31，延長沖擊電壓源31的使用壽命；另外，為了使氣體絕緣開關設備的測試項目更全面，結果更準確，需要分別使用多種電壓測試波形對氣體絕緣開關設備進行測試，因此，用戶可根據所需的電壓測試波形，對應的選擇直流電壓源21、交流電壓源11和沖擊電壓源31的閉合導通，并通過檢測單元檢測得到對應的電壓測試波形，使得氣體絕緣開關設備能夠在上述得到的電壓測試波形下進行測試?？梢姡褂帽緦嵤├峁┑臍怏w絕緣開關設備試驗裝置，無需更換試驗平臺就可獲得上述多種電壓測試波形，因此能夠提升氣體絕緣開關設備的測試效率。

具體的，為了實現電壓測試波形的快速切換，請參閱圖1，供電單元還包括選通器41和電源控制器42，選通器41的輸出端與電源控制器42的輸入端連接，電源控制器42的輸出端分別與直流電壓源21、交流電壓源11和沖擊電壓源31連接；

選通器41用于根據電源控制指令，輸出電源控制信號；

電源控制器42用于根據電源控制信號，選取直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的一種或兩種閉合導通。

具體實施時，請參閱圖2，本實施例提供的氣體絕緣開關設備試驗方法如下：

S11：根據電源控制指令，輸出電源控制信號；

S21：根據電源控制信號，選取直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的用于或兩種閉合導通；

S3：利用檢測單元檢測直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的用于或兩種閉合導通形成電壓波形，電壓波形用于測試氣體絕緣開關設備的放電特性。

通過上述具體實施過程可知，本實施例提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置中，由于選通器41與電源控制器42連接，電源控制器42又分別與直流電壓源21、交流電壓源11和沖擊電壓源31連接，因此，當選通器41接收到的電源控制指令僅為閉合導通直流電壓源21時，選通器41對應輸出閉合導通直流電壓源21的控制信號，電源控制器42根據閉合導通直流電壓源21的控制信號，選取直流電壓源21閉合導通，從而能夠得到直流電壓波形；當選通器41接收到的電源控制指令僅為閉合導通交流電壓源11時，選通器41對應輸出閉合導通交流電壓源11的控制信號，電源控制器42根據閉合導通交流電壓源11的控制信號，選取交流電壓源11閉合導通，從而能夠得到交流電壓波形；當選通器41接收到的電源控制指令僅為閉合導通沖擊電壓源31時，選通器41對應輸出閉合導通沖擊電壓源31的控制信號，電源控制器42根據閉合導通沖擊電壓源31的控制信號，選取沖擊電壓源31閉合導通，從而能夠得到沖擊電壓波形；當選通器41接收到的電源控制指令為閉合導通直流電壓源21和交流電壓源11時，選通器41對應輸出閉合導通直流電壓源21和交流電壓源11的控制信號，電源控制器42根據閉合導通直流電壓源21和交流電壓源11的控制信號，選取直流電壓源21和交流電壓源11閉合導通，從而能夠得到直流疊加交流電壓波形；當選通器41接收到的電源控制指令為閉合導通直流電壓源21和沖擊電壓源31時，選通器41對應輸出閉合導通直流電壓源21和沖擊電壓源31的控制信號，電源控制器42根據閉合導通直流電壓源21和沖擊電壓源31的控制信號，選取直流電壓源21和沖擊電壓源31閉合導通，從而能夠得到直流疊加沖擊電壓波形；當選通器41接收到的電源控制指令為閉合導通交流電壓源11和沖擊電壓源31時，選通器41對應輸出閉合導通交流電壓源11和沖擊電壓源31的控制信號，電源控制器42根據閉合導通交流電壓源11和沖擊電壓源31的控制信號，選取交流電壓源11和沖擊電壓源31閉合導通，從而能夠得到交流疊加沖擊電壓波形。

可見，選通器41能夠根據電源控制指令，通過電源控制器42靈活的控制直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的一種或兩種閉合導通，從而得到對應的直流電壓波形、交流電壓波形、沖擊電壓波形、直流疊加交流電壓波形、直流疊加沖擊電壓波形和交流疊加沖擊電壓波形共六種電壓測試波形，滿足了氣體絕緣開關設備在測試過程中所需的全部電壓測試波形，另外，通過選通器41的設置，都夠實現遠程控制電壓源的導通，避免了高電壓對近距離的操作人員造成危險情況的發(fā)生，使得操作人員能夠遠程操控選通器41，實現不同電壓測試波形的快速切換，從而提升氣體絕緣開關設備的測試效率。

需要補充的是，請參閱圖1，為了進一步避免回路中的電流對直流電壓源21、交流電壓源11和沖擊電壓源31造成破壞，供電單元還包括信號轉換芯片51和接地控制器52，信號轉換芯片51的輸入端與選通器41的輸出端連接，信號轉換芯片51的輸出端與接地控制器52的輸入端連接，接地控制器52的輸出端分別與直流電壓源21、交流電壓源11和沖擊電壓源31連接；

信號轉換芯片51用于根據電源控制指令，輸出接地控制信號；

接地控制器52用于根據接地控制信號，控制直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的一種或兩種斷開接地。

具體實施時，請參閱圖2，該氣體絕緣開關設備試驗方法包括：

S12：根據電源控制指令，利用信號轉換芯片51輸出接地控制信號；

S22：根據接地控制信號，利用接地控制器52控制直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的一種或兩種斷開接地。

根據上述具體實施過程可知，通過在選通器41的輸出端依次連接信號轉換芯片51和接地控制器52，從而可實現當選通器41輸出閉合導通直流電壓源21的控制信號時，信號轉換芯片51接收選通器41輸出的控制信號，對應輸出交流電壓源11的接地信號和沖擊電壓源31的接地信號，使得接地控制器52根據上述接地信號控制交流電壓源11和沖擊電壓源31分別接地；當選通器41輸出閉合導通交流電壓源11的控制信號時，信號轉換芯片51接收選通器41輸出的控制信號，對應輸出直流電壓源21的接地信號和沖擊電壓源31的接地信號，使得接地控制器52根據上述接地信號控制直流電壓源21和沖擊電壓源31分別接地；當選通器41輸出閉合導通沖擊電壓源31的控制信號時，信號轉換芯片51接收選通器41輸出的控制信號，對應輸出直流電壓源21的接地信號和交流電壓源11的接地信號，使得接地控制器52根據上述接地信號控制直流電壓源21和交流電壓源11分別接地；當選通器41輸出閉合導通直流電壓源21和交流電壓源11的控制信號時，信號轉換芯片51接收選通器41輸出的控制信號，對應輸出沖擊電壓源31的接地信號，使得接地控制器52根據上述接地信號控制沖擊電壓源31接地；當選通器41輸出閉合導通直流電壓源21和沖擊電壓源31的控制信號時，信號轉換芯片51接收選通器41輸出的控制信號，對應輸出交流電壓源11的接地信號，使得接地控制器52根據上述接地信號控制交流電壓源11接地；當選通器41輸出閉合導通交流電壓源11和沖擊電壓源31的控制信號時，信號轉換芯片51接收選通器41輸出的控制信號，對應輸出直流電壓源21的接地信號，使得接地控制器52根據上述接地信號控制直流電壓源21接地；通過接地控制器52的設置，能夠進一步對電壓源進行接地保護，防止電壓源被回路中的電流破壞，延長了上述電壓源的使用壽命。

值得注意的是，本實施例中的選通器41、電源控制器42、信號轉換芯片51和接地控制器52所采用的均是現有技術中常見的器件，彼此之間的連接方式也均采用現有技術中常見的連接方式，本實施例僅需要將各個具有相應功能的器件通過本實施例所給出的連接關系進行連接，即可得到本實施例的技術方案，其中并不涉及任何軟件方面的改進。

需要補充的是，交流電壓保護模塊12包括第一保護電阻和隔直電容，交流電壓源11依次通過第一保護電阻和隔直電容與測試氣體絕緣開關設備連接。直流電壓保護模塊22為第二保護電阻，沖擊電壓保護模塊32為隔離球隙。

具體實施的過程中，當交流電壓源11和沖擊電壓源31均處于閉合導通狀態(tài)時，交流電壓源11、沖擊電壓源31和檢測單元共同形成閉合回路，此時，過大的沖擊電壓可能會通過閉合回路對交流電壓源11造成擊穿，而將第一保護電阻串聯(lián)于交流電壓源11和沖擊電壓源31之間，使其具有良好的分壓的作用，這樣，過大的沖擊電壓經過第一保護電阻后，電壓會大幅降低，并且降低后的電壓不會擊穿交流電壓源11；另外，當交流電壓源11和直流電壓源21均處于閉合導通狀態(tài)時，交流電壓源11、直流電壓源21和檢測單元會共同形成閉合回路，此時，直流電壓也可能會通過閉合回路對交流電壓源11造成損壞，此時，通過在交流電壓源11和直流電壓源21之間串聯(lián)隔直電容，由于隔直電容具有阻隔直流電壓的作用，從而使得隔直電容有效的隔離直流電壓，避免直流電壓對交流電壓源11造成損壞?？梢姡ㄟ^第一保護電阻和隔直電容的設置，能夠有效的保護交流電壓源11不被損壞，延長交流電壓源11的使用壽命。示例性的，第一保護電阻為1MΩ的水電阻，隔直電容選用容值為50nF的瓷片電容。

當直流電壓源21和沖擊電壓源31均處于閉合導通狀態(tài)時，交流電壓源11、沖擊電壓源31和檢測單元會共同形成閉合回路，此時，過大的沖擊電壓可能會通過閉合回路對直流電壓源21造成擊穿，而將第二保護電阻串聯(lián)于直流電壓源21和沖擊電壓源31之間，使其具有良好的分壓的作用，這樣，過大的沖擊電壓經過第二保護電阻后，電壓能夠大幅降低，從而使得降低后的電壓不會擊穿直流電壓源21；同理，當直流電壓源21和交流電壓源11均處于閉合導通狀態(tài)時，直流電壓源21、交流電壓源11和檢測單元會共同形成閉合回路，此時，具有較大阻值的第二保護電阻能夠大幅降低回路中大電流，避免回路中的大電流對直流電壓源造成破壞。示例性的，第二保護電阻選用阻值為20MΩ的水電阻。

當沖擊電壓源31和交流電壓源11/直流電壓源21均處于閉合導通狀態(tài)時，沖擊電壓源31、交流電壓源11/直流電壓源21和檢測單元會共同形成閉合回路，由于隔離球隙能夠隔離直流電壓和交流電壓，因此，通過隔離球隙的設置，能夠防止直流電壓和交流電壓對沖擊電壓源31造成損壞，進而延長沖擊電壓源31的使用壽命。示例性的，隔離球隙選用直徑為500mm的半球。

另外，請接著參閱圖1，檢測單元包括用于分壓的阻容分壓器61和用于顯示電壓波形的波形檢測儀62，阻容分壓器61的第一電極與波形檢測儀62的一端連接，阻容分壓器61的第二電極和波形檢測儀62的另一端分別與氣體絕緣開關設備的兩端連接。

具體實施時，由于波形檢測儀62的量值有限，而為了使波形檢測儀62能夠安全、準確的檢測出氣體絕緣開關設備的電壓測試波形，本實施例將阻容分壓器61與波形檢測儀62串聯(lián)連接，使得阻容分壓器61能夠同比例降低氣體絕緣開關設備兩端的電壓測試波形，進而通過波形檢測儀62安全、準確的檢測得到氣體絕緣開關設備的電壓測試波形。

需要說明的是，至于阻容分壓器61的種類以及個數，本領域技術人員可根據實際應用情況進行選擇和設定，本實施例在此不再對此做出限制，在實際應用中，優(yōu)選分壓比為20000:1的阻容分壓器，此時通過波形檢測儀62能夠較為合理且準確的顯示出對應的電壓測試波形。

實施例二

請參閱圖2，本發(fā)明實施例提供了一種氣體絕緣開關設備試驗方法，應用于權利要求2中的氣體絕緣開關設備試驗裝置，氣體絕緣開關設備的試驗方法包括：

S11：根據電源控制指令，輸出電源控制信號；

S21：根據電源控制信號，選取直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的一種或兩種閉合導通；

S3：利用檢測單元檢測直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的一種或兩種閉合導通形成電壓波形，電壓波形用于測試氣體絕緣開關設備的放電特性。

與現有技術相比，本實施例提供的氣體絕緣開關設備試驗方法與上述實施例一提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置的有益效果相同，在此不做贅述。

另外，請繼續(xù)參閱圖2，當供電單元還包括信號轉換芯片51和接地控制器52時，氣體絕緣開關設備的試驗方法包括：

S12：根據電源控制指令，利用信號轉換芯片51輸出接地控制信號；

S22：根據接地控制信號，利用接地控制器52控制直流電壓源21、交流電壓源11、沖擊電壓源31中的一種或兩種斷開接地。

與現有技術相比，本實施例提供的氣體絕緣開關設備試驗方法與上述實施例一提供的氣體絕緣開關設備試驗裝置的有益效果相同，在此不做贅述。

在上述實施方式的描述中，具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

以上，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。