纳秒冲击电压发生器及用于检测互感器过电压的检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种纳秒冲击电压发生器及用于检测互感器过电压的检测系统,包括高频高压脉冲电源、储能电容器、脉冲形成开关、陡化器以及高压端子，其中所述高频高压脉冲电源与所述储能电容器串联为一体化结构，所述脉冲形成开关通过所述陡化器与所述高压端子相连构成支路，所述支路的两端并联在所述储能电容器的两端。本发明专利技术有利于小型化且成本低，且检测可靠性高。

Nanosecond Impulse Voltage Generator and Detection System for Overvoltage Detection of Transformers

The invention relates to a nanosecond impulse voltage generator and a detection system for detecting the overvoltage of transformers, including a high-frequency and high-voltage pulse power supply, an energy storage capacitor, a pulse forming switch, a steeper and a high-voltage terminal. The high-frequency and high-voltage pulse power supply and the energy storage capacitor are connected in series as an integral structure, and the pulse forming switch passes through the steeper and the high-voltage terminal. The sub-connection constitutes a branch, and the two ends of the branch are connected in parallel with the two ends of the energy storage capacitor. The invention is advantageous to miniaturization, low cost and high detection reliability.

【技术实现步骤摘要】
纳秒冲击电压发生器及用于检测互感器过电压的检测系统
本专利技术涉及风力发电
，尤其是指一种纳秒冲击电压发生器及用于检测互感器过电压的检测系统。
技术介绍
电力系统的高压电气设备不可避免地会遭受雷电冲击，因此在型式试验或出厂试验时需利用纳秒冲击电压发生器进行雷电冲击试验。雷电冲击电压持续时间较短，约数微秒至数十微秒，操作冲击电压持续时间较长，约数百至数千微秒。雷电冲击电压和操作冲击电压可由纳秒冲击电压发生器产生。纳秒冲击电压发生器主要用于电力设备等试品进行雷电冲击电压全波、雷电冲击电压截波和操作冲击电压波的冲击电压试验，检验绝缘性能。但是，目前的纳秒冲击电压发生器产生的电压相对较低，难以实现真正的大容量高电压的冲击电压的产生，这样严重制约着高压工程的设计。电力系统的互感器是一种将电网一次电压、电流转换为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，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值不超过1.6kV。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，传统的纳秒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波，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。另一方面，随着电子式互感器的应用，隔离开合对电子式互感器的影响是造成电子式互感器运行故障的重要原因，严重的可导致保护动作，某些电子式互感器产品甚至于在变电站投运过程中开关分合时都会出现问题，基于这种情况，电子式互感器隔离开关开合容性小电流试验考核电子式互感器在高频过电压情况下的稳定性。但现有技术中是模拟现场运行情况来研制试验回路，每次开关开合时的高频过电压分散性较大，不利于标准化考核。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中纳秒冲击电压发生器产生的电压低、且电子式互感器在高频过电压下稳定性差的问题，从而提供一种纳秒冲击电压发生器产生的电压高、且电子式互感器在高频过电压下稳定性高的纳秒冲击电压发生器及用于检测互感器过电压的检测系统。为解决上述技术问题，本专利技术的一种纳秒冲击电压发生器，包括高频高压脉冲电源、储能电容器、脉冲形成开关、陡化器以及高压端子，其中所述高频高压脉冲电源与所述储能电容器串联为一体化结构，所述脉冲形成开关通过所述陡化器与所述高压端子相连构成支路，所述支路的两端并联在所述储能电容器的两端。在本专利技术的一个实施例中，所述高频高压脉冲电源包括滤波器、逆变器、高频变压器以及倍压整流器，其中所述滤波器与高压直流充电电源相连，所述滤波器通过所述逆变器与所述高频变压器相连，所述高频变压器通过所述倍压整流器与所述储能电容器相连。在本专利技术的一个实施例中，所述高频高压脉冲电源还包括取样模块、驱动模块、主控电路以及单片机，其中所述倍压整流器通过所述取样模块与所述主控电路相连，所述主控电路通过所述驱动模块与所述逆变器相连，所述主控模块通过所述单片机与通讯接口相连。在本专利技术的一个实施例中，所述脉冲形成开关包括用于产生瞬间高压的高压脉冲触发器，所述高压脉冲触发器包括气体触发管和用于控制所述气体触发管的控制电路。在本专利技术的一个实施例中，所述陡化器包括充油的火花间隙或充压缩气体的火花间隙。在本专利技术的一个实施例中，所述高频高压脉冲电源包括支撑板、在所述支撑板上圆周排列的电容器和间隔布置的电感器。本专利技术还提供了一种用于检测互感器过电压的检测系统，包括上述任意一项所述的纳秒冲击电压发生器以及过渡联结单元，其中所述纳秒冲击电压发生器通过所述过渡联结单元与待测互感器相连。在本专利技术的一个实施例中，还包括第一罐体，所述纳秒冲击电压发生器位于所述第一罐体内，所述纳秒冲击电压发生器的高压端子从所述第一罐体中引出。在本专利技术的一个实施例中，所述过渡联结单元包括第二罐体和高频电压测量单元，其中所述第二罐体与所述待测互感器相连。在本专利技术的一个实施例中，所述第二罐体内设置有检测装置，所述检测装置包括用于对高频高压脉冲电源的输出电压采样并使参数达到设定值的主控电路。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：本专利技术所述的纳秒冲击电压发生器及用于检测互感器过电压的检测系统，所述高频高压脉冲电源与所述储能电容器串联为一体化结构，有利于减小所述储能电容器及高压电容器充电电源的整体结构尺寸，所述脉冲形成开关通过所述陡化器与所述高压端子相连构成支路，所述脉冲形成开关决定于脉冲发生器输出脉冲的上升时间、波形和幅值，且所述支路的两端并联在所述储能电容器的两端，从而有利于减小负荷电容和回路电感，能够产生B类冲击波，能满足1000kV及以下电压等级GIS用电压、电流互感器传递过电压试验，有利于互感器的标准化地检测，考核电子式互感器在高频过电压下的稳定性；另外，由于结构简单，因此成本低，且检测可靠性高。附图说明为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明，其中图1是本专利技术纳秒冲击电压发生器的电路图；图2是本专利技术高频高压脉冲电源的原理示意图；图3是本专利技术高压脉冲触发器的原理示意图；图4是本专利技术陡化器的电路示意图；图5是本专利技术高频高压脉冲电源的结构示意图；图6是本专利技术用于检测互感器过电压的检测系统的示意图。说明书附图标记说明：10-纳秒冲击电压发生器，11-高频高压脉冲电源，11A-滤波器，11B-逆变器，11C-高频变压器，11D-倍压整流器，11E-电流取样模块,11F-电压取样模块，11G-驱动模块，11H-主控电路，11L-单片机,11M-支撑板，11N-电容器，11P-电感器，12-储能电容器，13-脉冲形成开关，13A-气体触发管，14-陡化器，15-高压端子，16-第一罐体，17-保护罩，20-过渡联结单元,21-第二罐体,22-高频电压测量单元，23-连接导体，30-待测互感器。具体实施方式实施例一如图1所示，本实施例提供一种纳秒冲击电压发生器10，包括高频高压脉冲电源11、储能电容器12、脉冲形成开关13、陡化器14以及高压端子15，其中所述高频高压脉冲电源11与所述储能电容器12串联为一体化结构，所述脉冲形成开关13通过所述陡化器14与所述高压端子15相连构成支路，且所述支路的两端并联在所述储能电容器12的两端。本实施例所述纳秒冲击电压发生器10，包括高频高压脉冲电源11、储能电容器12、脉冲形成开关13、陡化器14以及高压端子15，其中所述高频高压脉冲电源11与所述储能电容器12串联为一体化结构，有利于减小所述储能电容器12及高压电容器充电电源的整体结构尺寸，所述脉冲形成开关13通过所述陡化器14与所述高压端子15相连构成支路，所述脉冲形成开关13决定于脉冲发生器输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳秒冲击电压发生器，其特征在于：包括高频高压脉冲电源、储能电容器、脉冲形成开关、陡化器以及高压端子，其中所述高频高压脉冲电源与所述储能电容器串联为一体化结构，所述脉冲形成开关通过所述陡化器与所述高压端子相连构成支路，所述支路的两端并联在所述储能电容器的两端。

【技术特征摘要】
1.一种纳秒冲击电压发生器，其特征在于：包括高频高压脉冲电源、储能电容器、脉冲形成开关、陡化器以及高压端子，其中所述高频高压脉冲电源与所述储能电容器串联为一体化结构，所述脉冲形成开关通过所述陡化器与所述高压端子相连构成支路，所述支路的两端并联在所述储能电容器的两端。2.根据权利要求1所述纳秒冲击电压发生器，其特征在于：所述高频高压脉冲电源包括滤波器、逆变器、高频变压器以及倍压整流器，其中所述滤波器与高压直流充电电源相连，所述滤波器通过所述逆变器与所述高频变压器相连，所述高频变压器通过所述倍压整流器与所述储能电容器相连。3.根据权利要求2所述纳秒冲击电压发生器，其特征在于：所述高频高压脉冲电源还包括取样模块、驱动模块、主控电路以及单片机，其中所述倍压整流器通过所述取样模块与所述主控电路相连，所述主控电路通过所述驱动模块与所述逆变器相连，所述主控模块通过所述单片机与通讯接口相连。4.根据权利要求3所述纳秒冲击电压发生器，其特征在于：所述脉冲形成开关包括用于产生瞬间高压的高压脉冲触发器，所述高压脉冲触发器包括气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘翔，刘西超，王焱，刘勇，李璿，戴勇军，邓小聘，童悦，汪英英，代静，王晓周，陈鹏，杨帆，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11