一種沖擊電壓發(fā)生模塊和沖擊電壓發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種沖擊電壓發(fā)生模塊和沖擊電壓發(fā)生裝置，其中該沖擊電壓發(fā)生裝置主要由多個模塊化充電裝置和高壓電阻組成。模塊化充電裝置包括沖擊式充電電容器和氣體開關交替軸向排列組成；充電裝置的外部是環(huán)式屏蔽環(huán)起屏蔽和支撐作用；本發(fā)明可用于大容量試品試驗。
【專利說明】一種沖擊電壓發(fā)生模塊和沖擊電壓發(fā)生裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及脈沖電壓發(fā)生裝置，特別地，涉及一種沖擊電壓發(fā)生模塊，及由該沖擊電壓發(fā)生模塊構成的沖擊電壓發(fā)生裝置。

【背景技術】
[0002]【背景技術】中，產生陡前沿沖擊一般是依靠沖擊電壓發(fā)生器產生的，而目前沖擊電壓發(fā)生器多為敞開式沖擊電壓發(fā)生器，這種裝置以空間固有距離的空氣作為絕緣介質。由于空氣耐電強度低，導致這種敞開式陡前沿沖擊發(fā)生裝置體積巨大，非常不便于現(xiàn)場的運輸和試驗；并且這種裝置由于空間尺寸太大導致回路電感相對較大，因而在進行大容量試品試驗的時候，產生不出符合要求的陡前沿波形。還有一些緊湊的沖擊電壓發(fā)生裝置由于沒有采用模塊化的處理方式，其一體化程度較高，現(xiàn)場安裝以及出現(xiàn)絕緣閃落事故后檢修拆卸非常不便。


【發(fā)明內容】

[0003]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下方案:
[0004]一種沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于，包括:
[0005]兩個以上的充電觸發(fā)單元軸向連接，
[0006]所述充電觸發(fā)單元包括氣體開關以及位于所述氣體開關兩側的電容；
[0007]相鄰的充電觸發(fā)單元通過第一絕緣主體連接。
[0008]每個模塊為一個獨立的整體，在沖擊電壓發(fā)生裝置安裝和檢修的時候可以單獨裝卸，極大地提高了設備安裝檢修效率，增強了設備的靈活性。
[0009]優(yōu)選地，所述電容連接有屏蔽結構，相鄰充電觸發(fā)單元通過所述屏蔽結構與所述第一絕緣主體連接。
[0010]優(yōu)選地，所述氣體開關置于密閉的腔體中，所述腔體中的氣體種類與氣壓與所需的電壓相匹配。
[0011 ] 優(yōu)選地，所述兩側的電容由沖擊式充電電容器在同一平面并聯(lián)構成。
[0012]優(yōu)選地，所述沖擊式充電電容器采取正方形、長方形或者扇形緊密布置。
[0013]在本公開的一些實施例中，沖擊式充電電容器采取正方形、長方形或者扇形緊密布置，可以有效利用空間面積，減小裝置的結構尺寸，減低回路電感。
[0014]優(yōu)選地，所述兩側的電容采用聚乙烯式或者PE的絕緣外殼電容器。
[0015]在本公開的一些實施例中，所述沖擊式充電電容器采用聚乙烯式或者PE的全絕緣外殼電容器，能防止電容器在充放電時發(fā)生沿面閃絡，增強模塊運行時的可靠性；沖擊式充電電容器的標稱電壓為50?150kV。
[0016]優(yōu)選地，所述沖擊式充電電容器采取2、4或6個同一平面并聯(lián)為一組，構成主電容量為0.5-3 μ F的大電容。
[0017]優(yōu)選地，所述兩個以上的沖擊式充電電容器橫向固定在帶有凹槽的絕緣隔板上，并用絕緣拉桿拉緊。
[0018]優(yōu)選地，所述沖擊式充電電容器縱向采用絕緣拉桿固定。
[0019]在本發(fā)明的一些實施例中，由于電容器在充電模塊內部經常發(fā)生機械振動，為了保證裝置可靠性，必須對所述的電容器組采取絕對安全可靠地固定方式:
[0020]空間上全方位的固定模式可以保證電容器組在安裝和運行過程當中不發(fā)生相對滑動，使充放電模塊就電容器組的固定來說安全可靠。
[0021]本發(fā)明還包括一種沖擊電壓發(fā)生裝置，其特征在于，包括兩個以上的沖擊電壓發(fā)生模塊，相鄰的沖擊電壓發(fā)生模塊之間通過第二絕緣主體串聯(lián)。
[0022]沖擊電壓發(fā)生器每級之間用絕緣隔板進行絕緣，保證級與級之間在實際運行中不發(fā)生絕緣擊穿，保證充放電的可靠性。
[0023]本發(fā)明提供了一種全充氣式模塊化的陡前沿沖擊電壓發(fā)生器，可以減小設備重量、在設備檢修的過程中減少裝置的拆裝時間，極大的增加了裝置檢修效率。并且由于裝置固有的低回路電感，在大容量試品的情況下仍然能輸出陡前沿沖擊波形。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實施例沖擊電壓發(fā)生裝置的結構示意圖；
[0025]圖2是本發(fā)明實施例沖擊電壓發(fā)生模塊一級的結構示意圖；
[0026]圖3是本發(fā)明實施例模塊內部電容器組固定方式示意圖；
[0027]圖4是本發(fā)明實施例電容布置方式示意圖。

【具體實施方式】
[0028]下面將對本發(fā)明參照附圖進行進一步說明。特別聲明下，以下的描述本質上只是起到了宏觀解釋和實例說明的作用，絕不對本公開及其應用或使用進行任何限制。除非另外特別說明，否則，在實施例中闡述的部件和步驟的相對布置以及數字表達式和數值并不限制本公開的范圍。另外，本領域技術人員已知的技術、方法和裝置可能不被詳細討論，但在適當的情況下可以成為說明書的一部分。
[0029]本公開的技術方案中，提供一種全充氣式模塊化的陡前沿沖擊電壓發(fā)生器，可以減小設備重量、在設備檢修的過程中減少裝置的拆裝時間，極大的增加了裝置檢修效率。并且由于裝置固有的低回路電感，在大容量試品的情況下仍然能輸出陡前沿沖擊波形。
[0030]如圖1所示，該全充氣式模塊化沖擊電壓發(fā)生裝置包括沖擊電壓發(fā)生模塊1、2、3，模塊化分段處理的方法不僅可以減小整個裝置的結構尺寸和整體重量，而且在設備檢修的過程中減少裝置的拆裝時間，極大的增加了裝置檢修效率。其中沖擊電壓發(fā)生模塊1、2、3又包括:
[0031]兩個以上的充電觸發(fā)單元，優(yōu)選二至六個充電觸發(fā)單元(圖1所示為3個充電觸發(fā)單元)；
[0032]每個充電觸發(fā)單元由空氣開關與開關兩側的大電容共同構成，兩側大電容由直流電源正負充電，每個單元輸出電壓為100-400kV左右。每組電容器之間進行并聯(lián)充電串聯(lián)放電。
[0033]多個兼有屏蔽、支撐作用的圓環(huán)型屏蔽結構(如5所示)和末端連接的絕緣主體I (如7所示的滑動鼓式支撐絕緣子)；
[0034]絕緣主體II (如8所示)；
[0035]其中，各個級別沖擊模塊由充電觸發(fā)單元軸向排列在試驗裝置的筒形腔體內。除火花開關進行電氣連接外，模塊與模塊之間由絕緣主體II進行絕緣隔離，在所述的絕緣主體II上進行特殊材質處理，保證電容器之間緊密無氣縫連接。這種分布方式不僅能顯著縮短回路的長度、減小裝置的結構尺寸，還可以有效減小回路的電感為進行大容量的試品試驗提供了可能。
[0036]在多個沖擊電容器的周圍安裝圓環(huán)形電容器屏蔽結構9-1、9_2，以起到支撐充電單元和改善整個裝置電場分布的作用，這可以防止電容器周圍因為局部電場過高而產生局部放電，防止電容器和設備損壞。同時，屏蔽結構末端連接絕緣主體I，絕緣主體I起到了支撐作用，所以對環(huán)形電容器屏蔽結構的強度要求較高。
[0037]氣體火花開關6中的氣壓和氣體種類可以根據現(xiàn)場試驗要求而定。例如，要求裝置輸出波形幅值較高，為保證氣體火花開關動作可靠性，可以適當增加氣壓或者考慮充入高絕緣強度的氣體。
[0038]圖2為一個充電觸發(fā)單元的結構示意圖。I為空氣開關，1-1為空氣開關內部的球隙；2-1、2-2、2-3和2-4為空氣開關兩側電容。
[0039]兩側的大電容的容量為0.5?3 yF，由沖擊式充電電容器采取2、4或6個同一平面并聯(lián)構成，空間的排布方式如圖4所示，分別有正方形、長方形或扇形緊密布置，可以有效利用空間面積，減小裝置的結構尺寸，減低回路電感。
[0040]進一步地，由于電容器在充電模塊內部經常發(fā)生機械振動，為了保證裝置可靠性，必須對所述的電容器組采取絕對安全可靠地固定方式:
[0041]圖3為模塊內部電容器組的固定方式示意圖。
[0042]如圖所示，上下采用嵌套夾持結構，電容器固定在帶有凹槽的絕緣隔板上(1-1、1-2為帶有凹槽的絕緣隔板)，并用絕緣拉桿2-1、2-2和2-3拉緊。
[0043]縱向采用拉桿式的固定方式。3-1、3_2為縱向的絕緣拉桿。
[0044]絕緣拉桿末端采用兩個螺母相互疊加的固定方式，可以更有效減小因振動而產生的松弛現(xiàn)象。
[0045]空間上全方位的固定模式可以保證電容器組在安裝和運行過程當中不發(fā)生相對滑動，使充放電模塊就電容器組的固定來說安全可靠。
[0046]上述實施例中的沖擊電容器為小電感沖擊電容器。沖擊式充電電容器采用聚乙烯式或者PE的全絕緣外殼電容器，能防止電容器在充放電時發(fā)生沿面閃絡，增強模塊運行時的可靠性；沖擊式充電電容器的標稱電壓為50?150kV。
[0047]本公開上述實施例與傳統(tǒng)的敞開式或緊湊型沖擊電壓發(fā)生器相比，采用了模塊化的處理方式。由兩側大電容與一個氣體開關組成一個單元，每個單元輸出電壓大致為100-400kV。大電容分布方式可以采用正方形、長方形或扇形緊密布置。固定二至六個單元軸向排列組成模塊，模塊串聯(lián)組成充放電回路的整體結構，能有效減少結構尺寸和回路電感，方便設備的現(xiàn)場安裝和檢修；氣體火花開關置于密閉充氣的腔體中，根據試驗電壓改變腔體內氣體的種類和氣壓。
[0048]此外，為了保證證裝置可靠性，必須對所述的電容器組采取絕對安全可靠的上下采用嵌套夾持、縱向采用拉桿式的固定方式。
[0049]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種沖擊電壓發(fā)生模塊和沖擊電壓發(fā)生裝置，其特征在于，包括: 兩個以上的充電觸發(fā)單元軸向連接； 所述充電觸發(fā)單元包括氣體開關以及位于所述氣體開關兩側的電容； 相鄰的充電觸發(fā)單元通過第一絕緣主體連接。
2.根據權利要求1所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于:優(yōu)選的，所述電容連接有屏蔽結構，相鄰充電觸發(fā)單元通過所述屏蔽結構與所述第一絕緣主體連接。
3.根據權利要求1所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于:所述氣體開關置于密閉的腔體中，所述腔體中的氣體種類與氣壓與所需的電壓相匹配。
4.根據權利要求1所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于:所述兩側的電容由沖擊式充電電容器在同一平面并聯(lián)構成。
5.根據權利要求4所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于，所述沖擊式充電電容器采取正方形、長方形或者扇形緊密布置。
6.根據權利要求1或4所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于:所述兩側的電容采用聚乙烯式或者PE的絕緣外殼電容器。
7.根據權利要求4或5所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于，所述沖擊式充電電容器采取2、4或6個同一平面并聯(lián)為一組，成主電容量為0.5-3 μ F的大電容。
8.根據權利要求1所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于:所述兩個以上的沖擊式充電電容器橫向固定在帶有凹槽的絕緣隔板上，并用絕緣拉桿拉緊。
9.根據權利要求1或8所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，其特征在于:所述沖擊式充電電容器縱向采用絕緣拉桿固定。
10.一種沖擊電壓發(fā)生裝置，其特征在于，包括兩個以上的如權利要求1-9任一所述的沖擊電壓發(fā)生模塊，相鄰的沖擊電壓發(fā)生模塊之間通過第二絕緣主體串聯(lián)。
【文檔編號】H02M9/04GK104467512SQ201410802202
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月19日 優(yōu)先權日:2014年12月19日
【發(fā)明者】張喬根, 游浩洋, 秦逸帆, 文韜, 郭璨, 趙軍平, 陳維江, 殷禹, 時衛(wèi)東, 李志兵, 劉軒東, 龐磊 申請人:西安交通大學, 國家電網公司, 中國電力科學研究院