低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置，包括冲击电压发生器系统、电压测量系统、罗氏线圈、悬式绝缘子、避雷器无间隙段、上球形电极、下球形电极、引弧熔丝、工频试验电源系统。上、下球形电极之间的空气间隙加入了引弧熔丝，工频侧电源设备受到冲击电压作用的影响显著下降。上、下球形电极通过抱箍金具固定在悬式绝缘子上，实现了间隙距离的自由调节。采用该装置的具体试验方法：对上、下球形电极之间间隙进行调节，安装引弧熔丝，输出工频电压，输出冲击电压，进行5次测试试验，改变间隙距离，评价试验结果，确定最理想的间隙距离设计。试验装置和方法缩短了试验周期，提高了试验效率，增强了试验严谨度，有效的保证了试验的准确度。

Power frequency freewheeling test device with low voltage starting arc and adjustable clearance distance

The utility model relates to a low-voltage arc and gap distance frequency adjustable continuous flow test device, including impulse voltage generator system, voltage measurement system, Rogowski coil, suspension insulator, arrester without gaps, spherical electrode, spherical electrode, arc fuse, power frequency test power system. The arc gap fuse is added to the air gap between the upper and lower spherical electrodes, and the power frequency side power supply equipment is significantly reduced by the impact of the impact voltage. The upper and lower spherical electrodes are fixed on the suspension insulators by hoop metal fittings, and the free adjustment of the clearance distance is realized. The specific test method using the apparatus: the gap between the upper and lower spherical electrode adjust installation arc fuse, output voltage, output impulse voltage, 5 test, changing the gap distance, evaluation of test results, determine the gap distance ideal design. The test device and method shortened the test period, improved the test efficiency, enhanced the preciseness of test and effectively guaranteed the accuracy of the test.

【技术实现步骤摘要】
低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置
本技术属于电气工程
，具体涉及一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置。
技术介绍
线路避雷器多为带间隙避雷器，其优势在于运行电压下，间隙承受电压，避雷器阀片寿命增长，并且避雷器本体损坏的情况下线路能够正常运行。但雷电流作用下，间隙击穿，会形成空间电弧。雷电流作用时间短，避雷器快速将其引入大地，同时电弧通道在工频电压作用下会形成工频续流。如果电弧耗散的能量大于间隙注入的能量，工频续流在电流过零点前熄灭，但弧隙的温度较高，存在局部的热电离过程，弧隙间仍具有一定的电导通道，在交流恢复电压的作用下可能出现重燃。电弧重燃会导致避雷器吸收能量增大、阀片发热加剧，进一步引起阀片损害、线路接地跳闸等故障。因此需要对带间隙避雷器的工频续流情况进行试验分析。目前带间隙避雷器的工频续流测试中，加压方式为冲击电压叠加工频电压，通常需要较高冲击电压作用才能使间隙击穿，形成电弧。当工频侧为变压器，保护回路要求高，当工频侧为电容、电感振荡回路，所需设备繁多，参数搭配困难，触发时间难以控制。目前测试过程中只是通过电弧是否熄灭判断避雷器间隙设置是否合理，判断依据单一，测试装置无法自由调节间隙距离，测试失败则需避雷器重新设计再来进行试验，试验周期长、工作效率低。
技术实现思路
本技术的目的针对带间隙避雷器的工频续流测试难度大、测试设备电压等级要求高、试验结论分析简单、试验周期长等缺点，提供了一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置及试验方法。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置，包括冲击电压发生器系统、电压测量系统、罗氏线圈、悬式绝缘子、避雷器无间隙段、上球形电极、下球形电极、引弧熔丝、工频试验电源系统，所述电压测量系统包括上电极电压测量系统和下电极电压测量系统。冲击电压发生器系统用于输出冲击电压，工频试验电源系统用于输出工频电压，罗氏线圈用于测量电弧电流，上电极电压测量系统和下电极电压测量系统分别用于测量上、下电极的电位。避雷器无间隙段连接于悬式绝缘子下方，上球形电极和下球形电极安装在悬式绝缘子上，在上球形电极上焊接有引弧熔丝，引弧熔丝位于上球形电极和下球形电极的间隙内。作为对于上述技术方案的进一步完善和补充，本技术采用如下措施。所述冲击电压发生器系统由控制系统、充电电源回路、球间隙和保护系统组成。所述电压测量系统为电容式分压装置，包括上电极电压测量系统和下电极电压测量系统，测量的波形在同一时间上相减为电弧电压波形。所述悬式绝缘子为复合外套绝缘子，绝缘子长度为1~5m，所述上、下球形电极通过抱箍金具固定在悬式绝缘子上，所述避雷器无间隙段通过铝制导线与所述悬式绝缘子下端金具和下球形电极相连。所述抱箍金具包括右抱箍、左抱箍、螺栓、螺母和不锈钢片，所述不锈钢片焊接在右抱箍上，所述不锈钢片上有一个圆形通孔，所述圆形通孔在远离右抱箍端。所述上、下球形电极为不锈钢球焊接在螺杆上，通过活动螺母固定在所述不锈钢片的圆形通孔位置，所述上、下球形电极之间的距离可自由调节。所述引弧熔丝为10μm~1mm的金属铜丝，小电流下熔断形成电弧。所述引弧熔丝缩短了间隙距离，在工频电压不击穿的情况下，冲击电压大幅下降，工频侧所需保护装置明显减少，空气间隙起弧能力上升，试验成功率上升。所述工频试验电源系统由控制系统、输入电源、变压器和保护系统组成，所述工频试验电源系统的控制系统和所述冲击电压发生器系统的控制系统为同一套系统。采用上述装置对避雷器的工频续流特性进行测试，具体测试方法如下：步骤1：完成接线；步骤2：按照避雷器外间隙设计，对上、下球形电极间隙距离进行调节。安装引弧熔丝，控制引弧熔丝与下球形电极之间空气间隙的工频击穿电压在工频输出电压以上；步骤3：打开所有测试系统，打开工频试验电源系统，控制工频试验电源系统输出避雷器额定工况运行电压；步骤4：根据引弧熔丝与下球形电极之间的距离确定冲击电压大小，依据试验获得的经验公式：冲击电压大小U=30.09l0.6043kV，式中l为引弧熔丝与下球形电极之间的距离，cm。在工频电压达到峰值时，通过控制系统使得冲击电压发生器系统输出正极性雷电冲击电压；步骤5：进行若干次（优选为5次）测试试验，分别记录每次试验通过罗氏线圈测量的电弧电流i和上电极电压测量系统测量电压U1、下电极电压测量系统测量电压U2；步骤6：改变间隙距离进行试验，重复步骤2~5的测量；步骤7：评价试验结果。判断依据：相同间隙下，5次测试中出现电弧在工频电流第一次过零时不熄弧则认为间隙距离设置不满足要求；步骤8：对于满足试验要求的间隙距离设置，通过不同间隙下电弧电流、电压试验结果的对比分析来确定最理想的间隙距离设计。与现有技术相比，本技术的优点在于：1）本技术为一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置及试验方法，上、下球形电极之间的空气间隙加入了引弧熔丝，有效的降低了空气间隙起弧的冲击电压水平，工频侧保护设备参数水平下降，保护设备设计更为简单，工频侧电源设备受到冲击电压作用的影响显著下降。并且空气间隙起弧能力上升，试验成功率上升；2）上、下球形电极通过抱箍金具固定在悬式绝缘子上，安装方便，操作简单，实现了间隙距离的自由调节，可进行不同间隙的对比试验；3）试验过程中除了通过罗氏线圈测量了工频续流条件下的电弧电流，同时测量上、下球形电极电压，以获得电弧电压，电弧电压和电流的同时获得有利于进一步分析间隙距离对于工频续流的影响，试验方法更为合理；4）试验过程中进行了5种不同间隙下的试验测试，增强了试验严谨度，有效的保证了试验的准确度，提高了试验的说服力。附图说明图1为本技术试验装置电路结构示意图。图2为抱箍金具结构示意图。图3为抱箍金具固定在悬式绝缘子上的结构示意图。图4为间隙距离可调的工频续流试验方法流程图。图例说明：1、冲击电压发生器系统；2、电压测量系统；21、上电极电压测量系统；22、下电极电压测量系统；3、罗氏线圈；4、悬式绝缘子；5、避雷器无间隙段；6、上球形电极；7、下球形电极；8、引弧熔丝；9、工频试验电源系统；10、右抱箍；11、左抱箍；12、螺杆；13、螺帽；14、不锈钢片；141、圆形通孔；15、活动螺帽。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术为一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置，包括冲击电压发生器系统1、电压测量系统2、罗氏线圈3、悬式绝缘子4、避雷器无间隙段5、上球形电极6、下球形电极7、引弧熔丝8、工频试验电源系统9。所述电压测量系统2包括上电极电压测量系统21和下电极电压测量系统22，所述电压测量系统2采用电容式分压装置，对冲击和工频电压反应灵敏。所述引弧熔丝8焊接在上球形电极上，所述引弧熔丝8为直径10μm~1mm的金属铜丝，小电流下熔断形成电弧。所述引弧熔丝8缩短了间隙距离，在工频电源系统输出的工频电压不击穿的情况下，空气间隙起弧的冲击电压大幅下降，工频侧保护装置参数下降，保护设备设计更为简单，工频侧电源设备受到冲击电压作用的影响显著下降。并且空气间隙起弧能力上升，试验成功率上升。如图2、3所示，所述上球形电极6和下球形电极7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置，其特征在于包括用于输出冲击电压的冲击电压发生器系统、用于输出工频电压的工频试验电源系统、用于测量电弧电流的罗氏线圈、电压测量系统和悬式绝缘子，避雷器无间隙段连接于悬式绝缘子下方，上球形电极和下球形电极安装在悬式绝缘子上，在上球形电极上焊接有引弧熔丝，引弧熔丝位于上球形电极和下球形电极的间隙内，所述电压测量系统包括上电极电压测量系统和下电极电压测量系统，分别用于测量上、下电极的电位。

【技术特征摘要】
1.一种低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置，其特征在于包括用于输出冲击电压的冲击电压发生器系统、用于输出工频电压的工频试验电源系统、用于测量电弧电流的罗氏线圈、电压测量系统和悬式绝缘子，避雷器无间隙段连接于悬式绝缘子下方，上球形电极和下球形电极安装在悬式绝缘子上，在上球形电极上焊接有引弧熔丝，引弧熔丝位于上球形电极和下球形电极的间隙内，所述电压测量系统包括上电极电压测量系统和下电极电压测量系统，分别用于测量上、下电极的电位。2.根据权利要求1所述的低压起弧及间隙距离可调的工频续流试验装置，其特征在于：所述悬式绝缘子为复合外套绝缘子，所述上、下球形电极通过抱箍金具固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆佳政，王博闻，蒋正龙，方针，胡建平，吴伟，徐勋建，
申请(专利权)人：国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司防灾减灾中心，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43