一种断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数设计方法和操作冲击耐受试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数设计方法和操作冲击耐受试验装置，基于操作冲击电压发生回路的暂态解析，获得断路器合闸电阻两端的电压特征与负载电阻和回路参数之间的相关规律，建立了适合不同阻值合闸操作冲击耐受电压发生回路参数的设计方法，在此基础上建立了断路器合闸电阻的操作冲击耐受试验装置，解决现有操作冲击高电压试验系统无法对阻性负载进行操作冲击耐压试验的难题，为断路器及电力系统的运行安全提供规范化的试验技术

【技术实现步骤摘要】
一种断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数设计方法和操作冲击耐受试验装置


[0001]本专利技术涉及电气工程
，涉及特高压设备试验装置，特别涉及一种断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数设计方法和操作冲击耐受试验装置
。

技术介绍

[0002]随着我国特高压输电技术的发展，合闸电阻广泛用在
330kV
及以上输电线路中，用于限制高压断路器分合闸过程产生的过电压并抑制电弧重燃，是发展超
、
特高压输变电设备的核心保护
。
[0003]线性电阻是断路器合闸过程的重要保护器件，也是限制操作过电压的有效的防护措施
。
目前，我国高压输电线路中使用的断路器合闸电阻几乎完全依赖于进口
。
我国的碳
‑
陶瓷线性电阻
、
氧化锌线性电阻等的制备研究已经起步，但并未有实质性的技术突破，特别需要指出的是，用于超特高压输电线路中的线性电阻的高电压试验技术在国内外尚属空白
。
[0004]操作冲击耐压试验是电力设备等关键的试验项目，对于断路器合闸电阻的操作冲击耐压试验，并没有相关的国际电工委员会和国家标准可以借鉴
。
在高电压绝缘测试中，
MARX
操作冲击发生器广泛应用于电气绝缘材料
、
电力设备诸如绝缘子
、
套管等的绝缘性能试验中，但现有的高电压试验技术中
MARX
操作冲击发生装置主要针对电气绝缘材料
、r/>电力设备等高阻状态的试验对象，对合闸电阻及类似的电力设备或电力器件的操作冲击耐压试验并不合适，主要原因是断路器的合闸电阻常规状态为低阻
。
试验结果证明：当现有
MARX
操作冲击发生器对合闸电阻作用时，施加在合闸电阻负载上的冲击电压波形将发生明显的畸变
。
因此，开展断路器合闸电阻高电压操作冲击电压耐受试验回路设计
、
试验技术的研究和试验装置的开发，可以促进碳
‑
陶瓷线性合闸电阻配方
、
工艺的研究，加速其在超特高压输电系统的应用，制定断路器合闸电阻的试验标准，均具有重要的理论意义和工程应用价值
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供了一种断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数设计方法和操作冲击耐受试验装置，建立适合不同阻值合闸电阻操作冲击耐受电压的冲击发生回路的设计方法和试验装置
。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数的设计方法，其特征在于：根据操作冲击电压发生回路形式，进行合闸电阻负载两端瞬态电压波形与回路参数之间相关规律的理论分析，操作冲击电压发生回路由储能电容
C1、
波形形成电感
L
和第一波形形成或者保护电阻
Rps、
第二波形形成或者保护电阻
Rpo
组成；通过发生回路暂态过程的分析，获得施加在合闸电阻
Zr
两端的冲击电压波形参数与合闸电阻
Zr
的阻值
、
回路参数之间关系；获得针对不同阻值合闸电阻操作冲击电压回路的参数设计原则
。
[0008]进一步，操作冲击电压发生回路中储能电容
C1的高压端与放电开关
G
的高压端电气连接，放电开关
G
的低压端与波形调整电感
L
的高压端电气连接，波形调整电感
L
的低压端与第一波形形成或者保护电阻
Rps
的高压端电气连接，第一波形形成或者保护电阻
Rps
的另一端与合闸电阻
Zr
的一端电气连接；合闸电阻
Zr
的另一端与储能电容
C1的低压端电气连接；放电开关
G
与调整电感
L
电气连接处与储能电容
C1的低压端之间并接第二波形形成或者保护电阻
Rpo。
[0009]进一步，操作冲击电压发生回路中的电流表达式为：
[0010][0011]则作用在合闸电阻
Zr
两端的电压表达式为：
[0012][0013]式中，
U0为操作冲击电压发生回路中储能电容
C1两端的充电
/
放电电压
。
[0014]一种断路器用合闸电阻操作冲击耐受试验装置：包括可控高压直流充电电源
、
操作冲击放电单元
、
合闸电阻负载和计算机测控管理系统；
[0015]所述可控高压直流充电电源由可调整的高压直流充电电源和直流分压器组成，可控高压直流充电电源用于为操作冲击放电单元的储能电容元件进行充电；
[0016]所述操作冲击放电单元为操作冲击电压发生回路，合闸电阻
Zr
为合闸电阻负载，储能电容
C1通过放电开关
G
和波形形成电感
L、
第一波形形成或保护电阻
Rps、
第二波形形成或保护电阻
Rpo
对合闸电阻
Zr
放电产生操作冲击电压并施加在合闸电阻负载两端；
[0017]所述计算机测控管理系统用于自动监测合闸电阻操作冲击耐受试验的充电过程，自动控制合闸电阻操作冲击耐受试验的流程；实现合闸电阻操作冲击耐受试验结果的分析和判别；合闸电阻冲击耐压试验信号的提取
、
记录
、
储存
、
查询和试验报表输出
。
[0018]进一步，所述储能电容
C1两端与可调高压直流充电电源的高压端和低压端并联连接，储能电容
C1的高压端与放电开关
G
的高压端电气连接，放电开关
G
的低压端与波形形成电感
L
的高压端电气连接，波形形成电感
L
的低压端与第一波形形成或保护电阻
Rps
的高压端电气连接，第一波形形成或保护电阻
Rps
的另一端与合闸电阻
Zr
的一端电气连接；负载
Zr
的另一端与可控高压直流充电电源的低压端或储能电容
C1的低压端电气连接，第二波形形成或保护电阻
Rpo
并接在放电开关
G
与波形形成电感
L
电气连接处和储能电容
C1的低压端之间
。
[0019]进一步，所述储能电容
C1、
放电开关
G、
波形形成电感
L、
第一波形形成或保护电阻
Rps、
第二波形形成或保护电阻
Rpo
均为可离散调整参数的元器件
。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数的设计方法，其特征在于：根据操作冲击电压发生回路形式，进行合闸电阻负载两端瞬态电压波形与回路参数之间相关规律的理论分析，操作冲击电压发生回路由储能电容
C1、
波形形成电感
L
和第一波形形成或者保护电阻
Rps、
第二波形形成或者保护电阻
Rpo
组成；通过发生回路暂态过程的分析，获得施加在合闸电阻
Zr
两端的冲击电压波形参数与合闸电阻
Zr
的阻值
、
回路参数之间关系；获得针对不同阻值合闸电阻操作冲击电压回路的参数设计原则
。2.
如权利要求1所述的断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数的设计方法，其特征在于：操作冲击电压发生回路中储能电容
C1的高压端与放电开关
G
的高压端电气连接，放电开关
G
的低压端与波形调整电感
L
的高压端电气连接，波形调整电感
L
的低压端与第一波形形成或者保护电阻
Rps
的高压端电气连接，第一波形形成或者保护电阻
Rps
的另一端与合闸电阻
Zr
的一端电气连接；合闸电阻
Zr
的另一端与储能电容
C1的低压端电气连接；放电开关
G
与调整电感
L
电气连接处与储能电容
C1的低压端之间并接第二波形形成或者保护电阻
Rpo。3.
如权利要求1所述的断路器用合闸电阻操作冲击电压回路参数的设计方法，其特征在于：操作冲击电压发生回路中的电流表达式为：则作用在合闸电阻
Zr
两端的电压表达式为：式中，
U0为操作冲击电压发生回路中储能电容
C1两端的充电
/
放电电压
。4.
一种断路器用合闸电阻操作冲击耐受试验装置：包括可控高压直流充电电源
(1)、
操作冲击放电单元
(2)、
合闸电阻负载
(3)
和计算机测控管理系统
(4)
；所述可控高压直流充电电源
(1)
由可调整的高压直流充电电源
(1
‑
1)
和直流分压器
(1
‑
2)
组成，可控高压直流充电电源
(1)
用于为操作冲击放电单元
(2)
的储能电容元件进行充电；所述操作冲击放电单元
(2)
为操作冲击电压发生回路，合闸电阻
Zr
为合闸电阻负载
(3)
，储能电容
C1通过放电开关
G
和波形形成电感
L、
第一波形形成或保护电阻
Rps、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚学玲，孙晋茹，陈维，郭永强，李树，陈景亮，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：