用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置及方法，装置中，封装壳体为半包围结构；同步触发信号产生回路将工频电压信号转化为周期性的方波信号；单片机连接同步触发信号产生回路以读取方波信号的上升沿并基于触发按钮的触发输出高电平持续预定时刻后恢复低电平，晶闸管驱动回路连接单片机以基于上述高电平生成驱动电流信号，隔离线圈连接晶闸管驱动回路以耦合驱动电流信号并发送且导通晶闸管，脉冲变压器连接晶闸管，当晶闸管导通使储能电容上的能量经脉冲变压器原边泄放，在脉冲变压器副边感应出冲击高压施加于场畸变开关第三电极上以导通场畸变开关，二极管并联晶闸管，二极管在晶闸管截流后起到反向续流作用。流作用。流作用。

【技术实现步骤摘要】
用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置及方法


[0001]本专利技术涉及场畸变开关
，尤其涉及一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置及方法。

技术介绍

[0002]由于制作工艺、运行环境的影响，高压电气设备内部的绝缘隐患对电网的安全稳定运行造成了严重威胁。现场耐压试验作为检测产品绝缘合格的重要手段，其中的工频耐压试验和冲击耐压试验尽管起到了一定的验收作用，但在实际工况中，电力设备在遭受雷电过电压或操作过电压侵袭的同时，也会承受工频交流电压的复合作用，且该叠加相位、幅值都是随机的。根据大量工程经验，电力设备内部的缺陷在通过现场耐压试验后仍可能会在交流叠加冲击工况下发生局部放电甚至击穿。因此，对于电力变压器、电压互感器、GIS、GIL、电力电缆等电气设备及其附件，进行不同幅值、不同相位下交流叠加冲击电压作用下的耐压试验、局部放电试验有助于补充对特定电气设备内部复合电场下的绝缘放电机理的科学认识，同时对于电气设备的绝缘优化和电网的安全可靠运行均具有重要指导意义。
[0003]目前研究电力设备在工频叠加冲击复合电压作用下的绝缘放电特性试验中，现有技术仅能通过手动拧动滑动电阻的旋钮来改变其阻值，观察示波器来判断叠加的大致时刻，并不能实现相位的精准叠加；另外，由于是通过按钮来控制触发信号的通断，在过零比较模块产生的触发高电平宽度较大时，存在着触发相位延迟的问题；对于单向比较器，为实现180
°‑
360
°
相位的叠加，还需要重新接线；整个同步触发装置往往需要供电、信号采集两个输入。另一方面，对于脉冲产生回路，常采用交流半波充电的方式，充电效率较低。综上，目前的实验装置并不能方便、精准地控制电力设备或试验样品承受工频复合冲击电压叠加的时刻，装置集成度低，效率差。因此，十分有必要专利技术一种能够快捷控制、精准调节、高效率、易于移动的场畸变火花开关的同步触发脉冲产生装置。
[0004]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置及方法，能够方便精准地在微秒级别控制触发脉冲电压产生的相位；保证了不会由于干扰信号导致误触发；原边储能电容采用高效率充电方式，能够轻松控制场畸变开关第三电极上触发脉冲电压的大小；并且将供电、信号采集统一为一个输入口，装置整体集成度高，便于移动和携带。本专利技术可为电力设备绝缘实验技术的改进、深入研究电力设备在工频叠加冲击的复合电场下的绝缘放电机理提供试验手段。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置包括，
[0008]封装壳体，其为半包围结构；
[0009]晶闸管触发回路，设于所述封装壳体中，所述晶闸管触发回路包括，
[0010]同步触发信号产生回路，将工频电压信号转化为周期性的方波信号；
[0011]触发按钮，其可按压以触发，
[0012]单片机，其连接所述同步触发信号产生回路以读取所述方波信号的上升沿并基于所述触发按钮的触发输出高电平持续预定时刻后恢复低电平，
[0013]晶闸管驱动回路，其连接所述单片机以基于上述高电平生成驱动电流信号，
[0014]隔离线圈，其连接所述晶闸管驱动回路以耦合所述驱动电流信号并发送且导通晶闸管，
[0015]高压触发脉冲产生回路，设于所述封装壳体中，所述高压触发脉冲产生回路包括，
[0016]直流模块电源，其将输入的交流电压转换为直流电压，
[0017]直流高压模块，其连接所述直流模块电源且生成kV级的直流电压，
[0018]储能电容，其连接所述直流高压模块以充电，
[0019]晶闸管，其连接所述储能电容和晶闸管触发回路，
[0020]脉冲变压器，其连接所述晶闸管，当晶闸管导通使储能电容上的能量经脉冲变压器原边泄放，在脉冲变压器副边感应出冲击高压施加于场畸变开关第三电极上以导通场畸变开关，
[0021]二极管，其并联所述晶闸管，所述二极管在晶闸管截流后起到反向续流作用。
[0022]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，封装壳体在四角留有螺孔或绝缘箱角支撑结构，使得封装壳体表面距地面有一定距离，并设置接地金属螺杆与外电路接地点相连。
[0023]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，所述同步触发信号产生回路包括过零比较器和单极性直流电源模块，输入信号采用交流220V/3V降压变压器模块和稳压二极管模块。
[0024]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，所述单片机主频72MHz，经分频后使其计数精度达1微秒或1毫秒。
[0025]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，在脉冲变压器原副边变比为1：20的条件下，储能电容采用10微法脉冲电容器。
[0026]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，直流模块电源输入220V交流电压以输出0
‑
48V可调直流电压。
[0027]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，所述直流高压模块输入24V直流电压且输出10kV直流电压。
[0028]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，50kΩ的保护电阻作为直流充电保护电阻。
[0029]所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置中，所述脉冲变压器副边的高压线圈采用交联聚乙烯电缆，将原边电压幅值放大至20倍以上。
[0030]一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置的触发方法包括以下步骤，
[0031]将脉冲电压器的输出端经电阻与所要触发的场畸变开关的第三电极相连，直流模块电源的供电端与市电相连；
[0032]通过调整直流高压模块的可控旋钮，控制脉冲电压产生回路中储能电容上的充电
电压，
[0033]按下晶闸管触发回路的触发按钮，观察是否能够触发场畸变开关，若不能，则升高直流高压模块的输出电压，进而提高脉冲电压产生回路中原边储能电容上的充电电压。
[0034]在上述技术方案中，本专利技术提供的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置，具有以下有益效果：本专利技术所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置利用降压变压器模块、过零比较模块和单片机，能够方便精准地在微秒级别控制触发脉冲电压产生的相位，并适用于跟随信号为其他频率的周期信号；利用单片机的延迟和闭锁功能，保证了不会由于干扰信号导致误触发；原边储能电容采用了直流充电的方式，充电效率高，通过调节旋钮能够轻松控制场畸变开关第三电极上触发脉冲电压的大小；并且将供电、信号采集统一为一个输入口，装置整体集成度高，便于移动和携带。该装置包含了高精度的晶闸管触发信号产生回路和高效率的高压脉冲产生回路，有助于提高电力设备在复合电场作用下的局部放电或击穿特性试验的可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置，其特征在于，其包括，封装壳体，其为半包围结构；晶闸管触发回路，设于所述封装壳体中，所述晶闸管触发回路包括，同步触发信号产生回路，将工频电压信号转化为周期性的方波信号；触发按钮，其可按压以触发；单片机，其连接所述同步触发信号产生回路以读取所述方波信号的上升沿并基于所述触发按钮的触发输出高电平持续预定时刻后恢复低电平；晶闸管驱动回路，其连接所述单片机以基于上述高电平生成驱动电流信号；隔离线圈，其连接所述晶闸管驱动回路以耦合所述驱动电流信号并发送且导通晶闸管；高压触发脉冲产生回路，设于所述封装壳体中，所述高压触发脉冲产生回路包括，直流模块电源，其将输入的交流电压转换为直流电压；直流高压模块，其连接所述直流模块电源且生成kV级的直流电压；储能电容，其连接所述直流高压模块以充电；晶闸管，其连接所述储能电容和晶闸管触发回路；脉冲变压器，其连接所述晶闸管，当晶闸管导通使储能电容上的能量经脉冲变压器原边泄放，在脉冲变压器副边感应出冲击高压施加于场畸变开关第三电极上以导通场畸变开关；二极管，其并联所述晶闸管，所述二极管在晶闸管截流后起到反向续流作用。2.根据权利要求1所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置，其特征在于，优选的，封装壳体在四角留有螺孔或绝缘箱角支撑结构，使得封装壳体表面距地面有一定距离，并设置接地金属螺杆与外电路接地点相连。3.根据权利要求1所述的一种用于场畸变开关的同步触发脉冲产生装置，其特征在于，所述同步触发信号产生回路包括过零比较器和单极性直流电源模块，输入信号采用交流220V/3V降压变压器模块和稳压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨智，贺达，张乔根，何文林，郑一鸣，李晨，金凌峰，詹江杨，文韬，王劭鹤，李博文，王绍安，蔺家骏，梁苏宁，林浩凡，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：