一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统及方法。该系统包括控制信号发生器、程控高压直流电源、保护电阻、试样、实验舱、固态直流开关和接地电阻模块，针电极的针尖部分埋于试样的上端，试样的下端涂覆导电胶与所述地电极良好接触，地电极与实验舱的地线连接，控制信号发生器与程控高压直流电源电性连接，程控高压直流电源的正极通过高压引线与保护电阻的一端相连接，程控高压直流电源的负极通过地线接地，保护电阻的另一端分别与试样的针电极、固态直流开关的一端相连接，固态直流开关另一端与接地电阻模块一端相连接，接地电阻模块另一端通过地线接地。本发明专利技术提供的电树枝试验系统及方法，具有较高的试验应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统及方法
本专利技术涉及高压电力电缆绝缘特性研究
，特别是涉及一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统及方法。
技术介绍
随着高压直流输电技术的发展，交联聚乙烯(cross-linkedpolyethylene，XLPE)电力电缆凭借其特有的机械性能、电气性能被广泛应用，成为新能源电力传输领域的重要载体。在电缆生产安装和实际运行过程中，绝缘介质中混入杂质、气泡，半导体层凸起等都将使电缆内部发生空间电荷积聚，造成局部电场应力集中，诱发电树枝，最终导致绝缘老化击穿，对直流电缆线路带来极大的威胁。为确保交联聚乙烯电力电缆安全稳定运行，研究其绝缘材料内部电树枝的相关特性具有重要的意义。直流电缆电压等级日益升高，在电缆实际运行中因为空间电荷积聚而造成直流电树枝这一现象已不容忽视，尽管直流电树枝的引发电压较高，但在直流电缆发生瞬间接地短路等故障下，直流电树枝的引发率偏高，因此对直流接地电树枝特性研究能够为相关试验研究和电缆运行提供参考。为了研究直流接地电树枝特性，需要有相应的试验系统提供试验所需的电压波形，传统的试验系统具有较大的弊端，具体表现为：(1)施加在试验舱上的电压完全需要人为手动控制，无法保证升压速率恒定不变。(2)在电压源及接地开关的开合无法做到同步控制，无法对升压降压过程及加压时间进行自动化控制。(3)无法对接地电阻进行阻值的自动调节，改变阻值需暂停试验进行接地电阻的更换，降低了试验效率。目前，还没有一套完善的系统可以实现对直流接地电树枝试验中升压速率、预压时间、接地阻值及接地时间的精确控制。专利技术内容本专利技术提供一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统及方法，既能够实现对升压速率、预压时间、接地阻值及接地时间的精确调控，又操作简单，极大的提高了试验效率，具有较高的试验应用价值。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种程控可变接地电阻的直流接地电电树枝试验系统，包括控制信号发生器、程控高压直流电源、保护电阻、试样、实验舱、固态直流开关和接地电阻模块，所述试样固定于所述试验舱内，所述试样包括针电极和地电极，所述针电极的针尖部分埋于所述试样的上端，所述试样的下端涂覆导电胶与所述地电极良好接触，所述地电极与所述实验舱的地线连接，所述控制信号发生器与所述程控高压直流电源的通断控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述通断控制端来控制所述程控高压直流电源的通断，所述程控高压直流电源的正极通过高压引线与所述保护电阻的一端相连接，所述程控高压直流电源的负极通过地线接地，所述保护电阻的另一端分别与所述试样的针电极、所述固态直流开关的一端相连接，所述固态直流开关的另一端与所述接地电阻模块的一端相连接，所述接地电阻模块的另一端通过地线接地，所述控制信号发生器与所述固态直流开关的控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述控制端来控制所述固态直流开关的打开或闭合，所述控制信号发生器与所述接地电阻模块的接入电阻控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述接入电阻控制端来控制所述接地电阻模块中接入电阻的大小。可选的，所述接地电阻模块包括并联设置的空载电线、第一接地电阻模块、第二接地电阻模块和第三接地电阻模块，所述空载电线上串联第四高压继电器，所述第一接地电阻模块包括串联设置的第一高压继电器和第一接地电阻，所述第二接地模块包括串联设置的第二高压继电器和第二接地电阻，所述第三接地模块包括串联设置的第三高压继电器和第三接地电阻，所述第一高压继电器用于控制所述第一接地电阻的通断，所述第二高压继电器用于控制所述第二接地电阻的通断，所述第三高压继电器用于控制所述第三接地电阻的通断，所述第四高压继电器用于控制所述空载电线的通断。可选的，所述第一接地电阻、第二接地电阻、第三接地电阻的阻值分别为100Ω、1KΩ和1MΩ。可选的，所述保护电阻的阻值为1MΩ。可选的，所述试样为聚合物-无机填料复合材料。一种程控可变接地电阻的直流接地电电树枝试验系统的控制方法，包含以下步骤：步骤1：所述信号发生器按照设定时间发出升压指令信号，控制所述程控高压直流电源开启，同时所述固态直流断开，所述高压直流电源根据指令信号完成对实验舱内试样的升压，试样发生直流电树枝；步骤2：所述信号发生器按照设定时间发出接地指令信号，控制所述程控高压直流电源断开，同时所述固态直流开关闭合，所述高压直流电源停止对实验舱内试样的提供电压；步骤3：所述信号发生器按照设定的时间发出变阻指令信号，控制所述接地电阻模块中各阻值支路高压继电器的开闭，控制对应接地电阻的切换，实现对实验舱内试样的放电。该技术与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术提供的一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验方法，所述信号发生器按照设定时间发出升压指令信号，控制所述程控高压直流电源开启，同时所述固态直流断开，所述高压直流电源根据升压指令信号完成对实验舱内试样的升压，试样发生直流电树枝；所述信号发生器按照设定时间发出接地指令信号，控制所述程控高压直流电源断开，同时所述固态直流开关闭合，所述高压直流电源停止对实验舱内的试样提供电压；所述信号发生器按照设定时间发出变阻指令信号，控制所述接地电阻模块中各阻值支路高压继电器的开闭，控制接地电阻模块中接入电阻的大小，实现对实验舱内试样的放电，施加在试验舱内试样上的电压波形完全符合试验的要求，可以高效的完成直流接地电树枝试验，并且能够用于探究合理的接地放电时间以及探究合理的放电电阻，为直流电缆停电检修提供试验基础。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例接地电阻模块的内部结构示意图；图3为本专利技术实施例施加在试验舱上的电压波形示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统及方法，既能够实现对升压速率、预压时间、接地阻值及接地时间的精确调控，又操作简单，极大的提高了试验效率，具有较高的试验应用价值。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统的结构示意图，如图1所示，一种程控可变接地电阻的直流接地电电树枝试验系统，包括控制信号发生器5、程控高压直流电源1、保护电阻2、试样7、实验舱6、固态直流开关3和接地电阻模块4，所述试样7固定于所述绝缘试验舱6内，所述试样7包括针电极和地电极，所述针电极的针尖部分埋于所述试样7的上端，所述试样7的下端涂覆导电胶与所述地电极良好接触，所述地电极与所述实验舱6的地线良好连接，所述控制信号发生器5与所述程控高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统，其特征在于，包括控制信号发生器、程控高压直流电源、保护电阻、试样、实验舱、固态直流开关和接地电阻模块，所述试样固定于所述试验舱内，所述试样包括针电极和地电极，所述针电极的针尖部分埋于所述试样的上端，所述试样的下端涂覆导电胶与所述地电极良好接触，所述地电极与所述实验舱的地线连接，所述控制信号发生器与所述程控高压直流电源的通断控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述通断控制端来控制所述程控高压直流电源的通断，所述程控高压直流电源的正极通过高压引线与所述保护电阻的一端相连接，所述程控高压直流电源的负极通过地线接地，所述保护电阻的另一端分别与所述试样的针电极、所述固态直流开关的一端相连接，所述固态直流开关的另一端与所述接地电阻模块的一端相连接，所述接地电阻模块的另一端通过地线接地，所述控制信号发生器与所述固态直流开关的控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述控制端来控制所述固态直流开关的打开或闭合，所述控制信号发生器与所述接地电阻模块的接入电阻控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述接入电阻控制端来控制所述接地电阻模块中接入电阻的大小。

【技术特征摘要】
1.一种程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统，其特征在于，包括控制信号发生器、程控高压直流电源、保护电阻、试样、实验舱、固态直流开关和接地电阻模块，所述试样固定于所述试验舱内，所述试样包括针电极和地电极，所述针电极的针尖部分埋于所述试样的上端，所述试样的下端涂覆导电胶与所述地电极良好接触，所述地电极与所述实验舱的地线连接，所述控制信号发生器与所述程控高压直流电源的通断控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述通断控制端来控制所述程控高压直流电源的通断，所述程控高压直流电源的正极通过高压引线与所述保护电阻的一端相连接，所述程控高压直流电源的负极通过地线接地，所述保护电阻的另一端分别与所述试样的针电极、所述固态直流开关的一端相连接，所述固态直流开关的另一端与所述接地电阻模块的一端相连接，所述接地电阻模块的另一端通过地线接地，所述控制信号发生器与所述固态直流开关的控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述控制端来控制所述固态直流开关的打开或闭合，所述控制信号发生器与所述接地电阻模块的接入电阻控制端相连接，所述控制信号发生器通过所述接入电阻控制端来控制所述接地电阻模块中接入电阻的大小。2.根据权利要求1所述的程控可变接地电阻的直流接地电树枝试验系统，其特征在于，所述接地电阻模块包括并联设置的空载电线、第一接地电阻模块、第二接地电阻模块和第三接地电阻模块，所述空载电线上串联第四高压继电器，所述第一接地电阻模块包括串联设置的第一高压继电器和第一接地电阻，所述第二接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云鹏，张铭嘉，刘贺晨，徐晓彬，刘爱静，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北,13