一种冲击电压发生装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种冲击电压发生装置，其包括上位机、本体、直流高压电源、冲击发生回路；所述直流高压电源包括变压器、硅堆和输出端；所述上位机固定于所述本体内部；其特征在于，所述直流高压电源采用封闭式结构将所述变压器和硅堆固定在所述本体内部，所述输出端将直流电压传递给所述冲击发生回路；所述冲击发生回路的结构是由若干级模块组成的模块化结构，每一级所述模块通过支撑绝缘子和固定支架固定并串联起来。通过本技术方案，能够提高在高电压环境下传递过电压，而且能够提高其安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种冲击电压发生装置
本技术涉及冲击电压领域，尤其涉及一种冲击电压发生装置。
技术介绍
以下陈述仅提供与本技术有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。电力系统用互感器是一种将电网一次电压/电流转换为100/3V、和100V的二次电压或5A、1A的二次电流的特殊变压器，用于电网的电能计量、电压/电流测量及继电保护，其一次绕组接入电网，二次绕组分别与测量仪表、保护装置等连接，是电力系统一次与二次的联络单元。由于电力系统在运行过程中不断遭受到雷电、操作等的各类过电压，各类过电压将通过电压/电流互感器传递至二次绕组，造成二次设备故障或者损坏，影响电气设备的安全运行。为了降低传递过电压对二次设备的危害，GB/T20840.2《互感器第2部分：电流互感部分：电流互感器补充技术要求》，GB/T20840.3《互感器第3部分：电磁式压互感器补充技术要求》及GB/T20840.5《互感器第5部分：电容式压互感器补充技术要求》等国家标准规定了电压/电流互感器传递过电压试验方法，要求将具有一定波前时间、波尾时间及幅值的冲击波施加于电压/电流互感器，其传递过电压峰值的限不超1.6kV，对于敞开式变电站用的压/电流互感器，标准规定施加的冲击波为A类冲击波，电压峰值为(Um为设备最高电压)，波前时间为0.50×(1±20％)μs，半峰值时间≥50μs，该种冲击波可利用传统的电压发生器实现。而对于GIS中用到的电压/电流互感器，由于会遭受到高频的特快速暂态过电压(VeryFastTransientOvervoltage,VFTO)，标准规定施加的冲击波为B类冲击波，电压峰值为波前时间为10×(1±20％)ns，波尾时间＞100ns，传递过电压参考波形如图1所示，传统的冲击电压发生器试验回路电感加大很难产生波前时间如此短的冲击，导致了现阶段GIS用电压互感器的传递过电压试验很难在高电压下实现。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术所实现的技术目的是提供一种能提高在高电压环境下传递过电压安全性能的冲击电压发生装置。为达到上述技术目的，本技术所采用的技术方案内容具体如下：一种冲击电压发生装置，其包括上位机、本体、直流高压电源、冲击发生回路；所述直流高压电源包括变压器、硅堆和输出端；所述上位机固定于所述本体内部；其特征在于，所述直流高压电源采用封闭式结构将所述变压器和硅堆固定在所述本体内部，所述输出端将直流电压传递给所述冲击发生回路；所述冲击发生回路的结构是由若干级模块组成的模块化结构，每一级所述模块通过支撑绝缘子和固定支架固定并串联起来；每一级所述模块包括：高压脉冲电容器；保护电阻或电感；充电电阻或电感；所述高压脉冲电容器的一端通过金属法兰为一极与所述保护电阻或电感连接；所述高压脉冲电容器的另一端通过金属法兰为一极与所述充电电阻或电感连接。为实现在高电压环境下传递过电压，在本技术方案中，技术人提出了上述结构，更具体地，由于本方案的结构，使得冲击电压发生装置中的保护电阻或电感及高压脉冲电容器产生的隔离作用可抑制过电压，实现了过电压的传递，从而降低传递过电压对二次设备的危害，提高了设备的安全性。需要说明的是，所述封闭式结构，与开放式结构对应，指的是整个装置采用金属罐式封闭结构，里面填充绝缘气体。该结构下装置内部元器件可承受多次真空和正压反复转换而无损坏。进一步地，所述冲击发生回路采用模块化结构的原因在于使冲放电电路结构对称，可以达到减小装置寄生参数影响的技术效果。模块化结构即通过脉冲电容器和点火开关的合理布局设计，使得开关和电容器形成一个整体，然后通过支撑绝缘子和固定支架将每一级模块固定并串联起来。该模块的结构非常紧凑，电容器和开关之间的连接线很短，可以有效地减小放电回路电感和杂散参数，同时每一级之间的间距也非常小，在一些实施例中约为20-30cm。优选地，所述本体呈罐式结构。更优选地，所述本体的内部充有六氟化硫气体。需要说明的是，将所述本体设置成罐式结构，相较于其他结构而言，罐式结构内充SF6气体，其内部器件通过支撑绝缘子、绝缘板和钢性结构固定，具有尺寸小，连线短，移动比较方便，技术性能比较高等优点，能够有效地进行防震、防风、防尘、防雨及抗老化易打扫，整体结构、紧凑美观等的技术效果。需要说明的是，在本体内充有六氟化硫气体的作用在于增强装置的绝缘性能。SF6为散热介质，其绝缘强度为8.9kV/mm，采用SF6气体绝缘的冲击电压发生器是目前最为理想的解决方案。SF6作为优良的绝缘体，具有卓越的电气性能，用于冲击电压发生装置中可有效降低装置所需的绝缘距离与体积，同时SF6气体具有阻燃和防爆的特性，可达到小型轻量，安全无噪声的试验要求。更优选地，其还包括上位机，所述上位机、直流高压电源和冲击发生回路通过支撑绝缘子、绝缘板和钢性结构固定于所述本体内部。需要说明的是，将上述部件通过支撑绝缘子、绝缘板和钢性结构固定于所述本体内部的作用在于以有效地进行防震、防风、防尘、防雨及抗老化，提高设备的使用寿命。优选地，所述输出端通过盆式绝缘子将直流电压传递给所述冲击发生回路。需要说明的是，所述盆式绝缘子的作用在于使冲放电电路结构对称，减小装置寄生参数影响。为满足小型化设计要求，具有减小装置体积的作用。模块化结构即通过脉冲电容器和点火开关的合理布局设计，使得开关和电容器形成一个整体，然后通过支撑绝缘子和固定支架将每一级模块固定并串联起来。该模块的结构非常紧凑，电容器和开关之间的连接线很短，可以有效地减小放电回路电感和杂散参数，同时每一级之间的间距也非常小，在一些实施例中约为20-30cm。更优选地，每一级所述模块还包括：调波电阻；所述调波电阻包括波前电阻和放电电阻，当所述冲击电压发生装置动作但试品不放电时，装置的全部能量消耗在放电电阻中；而当试品放电时，装置的全部能量消耗在放电电阻和波前电阻中。需要说明的是，在一些实施方式中，试品为电容器。当冲击电压发生装置动作而试品不放电即电容器处于充电状态，而试品放电及电容器充满电后进行放电的过程。需要说明的是，在不同情况下能量在不同部件上能够起到避免发生沿面闪络，且可通过合理选取电阻丝的长度与直径不考虑散热，实现脉动的冲击电压源，并将低电压转化成脉冲高电压的技术效果。进一步地，每一级模块还包括火花球隙开关，所述火花球隙开关采用多极点火装置结构。需要说明的是，所述火花球隙开关采用多极点火装置结构，多极点火装置结构采用强制触发方式，无需进行球隙间距调节，操作简单，改善了触发的同步范围。更进一步地，所述火花球隙开关为两个空心球；所述空心球的材质是铜或铝。需要说明的是，所述火花球隙开关采用空心球结构，其作用在于可实现等电位均匀放电及保持同时性。另外，综合考虑材料经济型和普遍性(易获得)及其导电性能、机械强度、耐候性能、价格因素，通常是铜或铝的空心球。在一些实施方式中，单个所述空心球的球径不小于在满电压充电时两个所述空心球分隔距离的两倍，且所述每一级模块中的火花球隙开关的空心球分隔部分均处于同一垂直线上。需要说明的是，单个所述空心球的球径不小于在满电压充电时两个所述空心球分隔距离的两倍，可避免电晕，减少火花间隙放电电压的分散性从而可提高同步性能。球径通常取决于充电时的最大电压值。应使球径不小于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冲击电压发生装置，其包括上位机、本体、直流高压电源、冲击发生回路；所述直流高压电源包括变压器、硅堆和输出端；所述上位机固定于所述本体内部；其特征在于，所述直流高压电源采用封闭式结构将所述变压器和硅堆固定在所述本体内部，所述输出端将直流电压传递给所述冲击发生回路；所述冲击发生回路的结构是由若干级模块组成的模块化结构，每一级所述模块通过支撑绝缘子和固定支架固定并串联起来；每一级所述模块包括：高压脉冲电容器；保护电阻或电感；以及，充电电阻或电感；所述高压脉冲电容器的一端通过金属法兰为一极与所述保护电阻或电感连接；所述高压脉冲电容器的另一端通过金属法兰为一极与所述充电电阻或电感连接。

【技术特征摘要】
1.一种冲击电压发生装置，其包括上位机、本体、直流高压电源、冲击发生回路；所述直流高压电源包括变压器、硅堆和输出端；所述上位机固定于所述本体内部；其特征在于，所述直流高压电源采用封闭式结构将所述变压器和硅堆固定在所述本体内部，所述输出端将直流电压传递给所述冲击发生回路；所述冲击发生回路的结构是由若干级模块组成的模块化结构，每一级所述模块通过支撑绝缘子和固定支架固定并串联起来；每一级所述模块包括：高压脉冲电容器；保护电阻或电感；以及，充电电阻或电感；所述高压脉冲电容器的一端通过金属法兰为一极与所述保护电阻或电感连接；所述高压脉冲电容器的另一端通过金属法兰为一极与所述充电电阻或电感连接。2.如权利要求1所述的冲击电压发生装置，其特征在于，所述本体呈罐式结构。3.如权利要求2所述的冲击电压发生装置，其特征在于，所述本体的内部充有六氟化硫气体。4.如权利要求2所述的冲击电压发生装置，其特征在于，其还包括上位机，所述上位机、直流高压电源和冲击发生回路通过支撑绝缘子、绝缘板和钢性结构固定于所述本体内部。5.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，姚翔宇，郭利莎，张杰，喻明江，刘勇，王焱，刘西超，邓小聘，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11