專利名稱：一種變頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型屬于一種適用于輸變電工程電力設備及其元器件耐壓與局部放電指標測試的變頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置。
為了測試電力設備及其元器件耐壓與局部放電指標，大部分超高壓試驗裝置皆采用諧振升壓原理。一般公知的耐壓試驗裝置為了實現(xiàn)諧振，可分為三種型式調(diào)容式、調(diào)感式與晶閘管變頻式。調(diào)容式系用高壓電抗器、被試品電容及附加高壓電容在工頻諧振，由于被試品容量與附加電容數(shù)量限制，不能實現(xiàn)準確諧振；回路有效品質(zhì)因數(shù)較低；由于電抗器中有鐵芯，電壓升高時電感發(fā)生變化而改變諧振狀態(tài)；由于采用試驗變壓器供給激勵電壓，易造成過壓致使被試品擊穿。調(diào)感式系用固定電容與超高壓可變電抗器達到與工頻諧振，由于受到結(jié)構(gòu)限制，體積與重量皆較大，不易得到高電壓。晶閘管變頻式系采用固定的電抗器電感和標準電容，晶閘管式(SCR)變頻器作激勵源，變化頻率實現(xiàn)諧振。這種變頻式試驗裝置波形失真大，調(diào)壓困難，不能測試局部放電；電壓穩(wěn)定度低，帶負荷能力差；抗閃絡能力欠佳。
本實用新型的目的在于，提供一種新型變頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置，使之適用于輸變電工程電力設備及其元器件耐壓與局部放電指標檢測試驗工作，以期代替一般公知的耐壓試驗裝置，并彌補后者技術(shù)性能上的不足。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的
采用頻率范圍為30～300赫線性放大式變頻器、中間變壓器、空心超高壓電抗器、玻璃鋼均壓環(huán)、導電纖維布制成的超高壓軟聯(lián)線與具有玻璃鋼外殼的超高壓諧振電容器組成的試驗裝置，進行電力設備及其元器件耐壓與局部放電指標檢測試驗。
本實用新型的特點是波形失真小。變頻器輸出波形失真不大于2％，諧振后各電壓波形失真小于0.2％，比晶閘管式變頻器失真小一個數(shù)量級。
帶負載能力強，加入被試品后電壓降很小。
有效Q(品質(zhì)因數(shù))值與電抗器理論Q值相差較小，即效率較高。
輸出電壓從零起可作精細調(diào)節(jié)。由于激勵電壓為正弦波，易獲得較高的局部放電指標。當本實用新型在600千伏時，局部放電量值達5皮庫。
抗閃絡能力強。
以下將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細描述。


圖1是本實用新型系統(tǒng)結(jié)線示意圖。
圖2是本實用新型的線性放大式變頻器電子線路圖。
參照圖1，本實用新型包括頻率范圍為30～300赫線性放大式變頻器BP、中間變壓器TR、空心超高壓電抗器DK、玻璃鋼均壓環(huán)JY、導電纖維布制成的超高壓軟聯(lián)線，DX與具有玻璃鋼外殼的超高壓諧振電容器DR等部分。
參照圖2，本實用新型的線性放大式變頻器BP由信號發(fā)生單元A、激勵級單元B、功率輸出單元C、高壓供電及過流保護單元D及低壓供電單元E組成。信號發(fā)生單元A由運算放大器6、三極管10、11、二極管7、8、信號燈5、電阻2～4、9、12、13及電容1、14組成。該單元構(gòu)成一個文氏振蕩器，產(chǎn)生幅值穩(wěn)定、失真小、頻率可連續(xù)變化的正弦信號，其頻率由電阻2、4及可變電容1決定。
激勵級單元B由三極管15、17、21、22、24、25、29、32、41、42、50、57、59、60、63、64、68、69，穩(wěn)壓二極管37及阻容元件16、18～20、23、26～28、30、31、33～36、38～40、43～49、51～56、58、61、62、65～67、70組成。信號發(fā)生單元A輸出的正弦波加至激勵級單元B的輸入端。三極管41、42構(gòu)成一個差動放大器，由其集電極輸出大小相同而相位相反的二個信號分別去激勵15、17、21、22、24、25、29、32及50、57、59、60、63、64、68、69這兩組三極管。以第一組為例，三極管25、29構(gòu)成一個互補放大器，三極管32為其恒流源負載。三極管24用于穩(wěn)定三極管15、22的工作點。三極管15、17、21、22組成全互補集電極輸出的跟隨器。激勵級單元B的輸出由上述兩組三極管的輸出迭加而得，因而可得到兩倍于電源電壓的峰值輸出。該輸出與負反饋變壓器71送來的反饋電壓迭加后，加至功率輸出單元C的輸入變壓器72上。
功率輸出單元C由2000支大功率高反壓晶體三極管構(gòu)成。以500支為一組，共四組Ⅰ～Ⅳ構(gòu)成線性放大器。為了使眾多三極管實現(xiàn)電流平均分配，每支管子的發(fā)射極與基極均串入電阻。電阻73、75，電位器74供給第Ⅰ組三極管起始偏壓以降低交越失真，其它三組亦同。由功率輸出單元C送出的變頻器輸出正弦波電壓約有350伏有效值，由中間變壓器100升至20千伏后，去激勵由高壓電抗器101和高壓電容102組成的串聯(lián)諧振回路。當諧振時，由于激勵電壓被提升Q倍，可得到800～900千伏的超高壓。
高壓供電及過流保護單元D由三相橋式整流器80，濾波電感83，濾波電容86、87，限流電感88，晶閘管81、89，真空斷路器78，啟動開關77及阻容元件79、82、84、85、91～93組成。當功率輸出單元C過流時，在取樣電阻92上產(chǎn)生壓降達到晶閘管89的觸發(fā)電壓時，晶閘管89導通，將高壓電源短路，使電壓下降，從而保護功率輸出單元C的三極管，使之免遭擊穿。為防止因晶閘管89短路產(chǎn)生的巨量短路電流持續(xù)時間過長導致三相橋式整流器80損壞，設置了真空斷路器78，其斷路繞組由晶閘管81控制，觸發(fā)電壓亦取自電阻92。晶閘管81導通后，在工頻半個周波內(nèi)可將三相供電電源切斷。
低壓供電單元E由單相變壓器94，橋式整流器95、98，三端穩(wěn)壓器97及濾波電容96、99構(gòu)成。三端穩(wěn)壓器97供給信號發(fā)生單元A±15伏穩(wěn)壓，橋式整流器98供給激勵級單元B24伏不穩(wěn)壓。
空心超高壓電抗器DK內(nèi)取消了鐵芯，采用空心結(jié)構(gòu)，提高了局部放電指標。
超高壓諧振電容器DR采用環(huán)氧玻璃鋼做外殼，使該電容器介質(zhì)損耗不大于3×10－4，局部放電量在額定電壓(250千伏)80％時小于1皮庫。
本實用新型的線性放大式變頻器BP當輸出功率為50千瓦的時候，整機重約350千克。本實用新型整套裝置重不足4噸，給現(xiàn)場測試工作帶來很大方便。
權(quán)利要求1.一種適用于輸變電工程電力設備及其元器件耐壓與局部放電指標測試的變頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置，除包括中間變壓器TR、玻璃鋼均壓環(huán)JY、導電纖維布制成的超高壓軟聯(lián)線DX外，其特征是，還包括線性放大式變頻器BP、空心超高壓電抗器DK及具有玻璃鋼外殼的超高壓諧振電容器DR部分，線性放大式變頻器由信號發(fā)生單元A、激勵級單元B、功率輸出單元C、高壓供電及過流保護單元D及低壓供電單元E組成，信號發(fā)生單元A由運算放大器6、三極管10、11、二極管7、8、信號燈5、電阻2～4、9、12、13及電容1、14組成，激勵級單元B由三極管15、17、21、22、24、25、29、32、41、42、50、57、59、60、63、64、68、69、穩(wěn)壓二極管37及阻容元件16、18～20、23、26～28、30、31、33～36、38～40、43～49、51～56、58、61、62、65～67、70組成，功率輸出單元C由2000支大功率高反壓晶體三極管構(gòu)成，以500支為一組，共四組構(gòu)成線性放大器，高壓供電及過流保護單元D由三相橋式整流器80、濾波電感83、濾波電容86、87、限流電感88、晶閘管81、89、真空斷路器78、啟動開關77及阻容元件79、82、84、85、91～93組成，低壓供電單元E由單相變壓器94、橋式整流器95、98、三端穩(wěn)壓器97及濾波電容96、99構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐壓試驗裝置，其特征是，空心超高壓電抗器DK內(nèi)取消了鐵芯，采用空心結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐壓試驗裝置，其特征是，超高壓諧振電容器DR采用環(huán)氧玻璃鋼做外殼。
專利摘要一種變頻式串聯(lián)諧振耐壓試驗裝置，適用于輸變電工程電力設備及其元器件耐壓與局部放電指標測試工作。該裝置采用頻率范圍為30～300赫線性放大式變頻器、中間變壓器、空心超高壓電抗器、玻璃鋼均壓環(huán)、導電纖維布制成的超高壓軟聯(lián)線與具有玻璃鋼外殼的超高壓諧振電容器組成。其特點是波形失真小，帶負載能力強，效率較高，易獲得較高的局部放電指標，抗閃絡能力強。
文檔編號G01R31/12GK2031533SQ88210410
公開日1989年1月25日 申請日期1988年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月13日
發(fā)明者張?zhí)┦? 楊玉玠, 韓雨江 申請人:張?zhí)┦?br>