一種積木式充氣型沖擊電壓發生裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種積木式充氣型沖擊電壓發生裝置。該裝置包括可對接充氣式絕緣殼體、由高強度絕緣支撐件支撐于殼體內部的塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器組成。其中塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器包括由多個脈沖電容器、充電及隔離電阻、球隙氣體開關構成的沖擊電壓發生器回路；以及多個環式屏蔽電極。每段充氣型沖擊電壓發生裝置均為獨立單元，可單段使用，亦可對接形成更高電壓等級沖擊電壓發生裝置。本發明整體結構緊湊、固有電感低、易于運輸與現場組裝，可廣泛應用于電力設備的現場試驗。
【專利說明】
一種積木式充氣型沖擊電壓發生裝置
技術領域
[0001]本發明涉及充氣型沖擊電壓發生裝置，特別地，涉及一種積木式充氣型沖擊電壓發生裝置。
【背景技術】
[0002]電力設備的出廠試驗與現場試驗均需要進行雷電沖擊耐壓試驗，而沖擊電壓通常是依靠沖擊電壓發生器來產生。目前最為常用的沖擊電壓發生器多為敞開式沖擊電壓發生裝置，即以空氣作為絕緣介質。這種敞開式沖擊發生裝置受制于空氣耐電強度低，因而體積大，且塔式結構導致高度較高，必須拆解運輸，這不利于現場試驗；空間尺寸較大亦會導致回路固有電感增大，不利于沖擊波形陡化，在進行大容量試品試驗時，也不易輸出符合要求的陡前沿沖擊電壓波形。
【發明內容】
[0003]本發明針對以上存在的問題提出了一種新的解決方案。
[0004]本發明提供了一種積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，可以直接與試品連接。區別于傳統的塔式沖擊電壓發生裝置，本發明采用了可對接的積木式結構以及SF6氣體絕緣，有效控制了裝置的尺寸和高度，便于運輸與安裝，也可以根現場試驗要求選取積木段數，改變電壓等級。由于本發明為充氣式沖擊電壓發生裝置，可以顯著控制裝置體積，使結構緊湊，有效減小本體固有電感，輸出較陡的波形。
[0005]根據本發明，提供一種積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，包括可對接充氣式絕緣殼體、由高強度絕緣支撐件支撐于殼體內部的塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器，其中，
所述塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器包括:
由多組脈沖電容器、相應充電及隔離電阻、球隙氣體開關構成的標準雙邊充電沖擊電壓發生器回路；
多個環式屏蔽電極；
其中，
所述多組脈沖電容器分別固定于多個高強度絕緣板上，每組電容器間連接有球隙氣體開關；
多個絕緣板從下至上依次平行固定于四根高強度絕緣支柱上，層與層間依靠套于絕緣支柱上的管狀支撐件支撐；
所述絕緣板及絕緣支柱等絕緣支撐件采用環氧玻璃纖維等高強度絕緣材料，要求既具有支撐作用，同時滿足絕緣要求；
環式屏蔽電極位于每級脈沖電容器周圍，起均勻電場的作用；
最后一級環式屏蔽電極與輸出導體連接。
[0006]所述塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器置于充氣殼體內。
[0007]所述充氣殼內體內絕緣介質可為純SF6氣體或者SF6/N2混合氣體作，其中，SF6/N2混合氣體中SF6含量在15%至95%之間；殼體內充氣氣壓為0.2 MPa至0.4MPa之間，SF6/N2混合氣體的充氣氣壓略高于SF6。
[0008]所述充氣殼體為筒狀結構，材料為絕緣材料，如環氧玻璃纖維，每段高度不超過3.5 米。
[0009]所述充氣型沖擊電壓發生裝置均為獨立結構，可與其他段進行對接，其中，
除首尾兩段殼體，其余每段殼體頂部與尾部均有對接金屬法蘭；
每段殼體頂部與尾部均有三個對接金屬導體，分別為沖擊電壓輸出端與正負充電端； 對接金屬導體依靠盆式絕緣子或絕緣材料支撐；
最下段殼體含有支撐底座，最上段殼體含有沖擊電壓輸出導體，可與試品連接。
【附圖說明】
[0010]此處所說明的附圖用來提供對本公開的進一步理解，構成本申請的一部分。在附圖中:
圖1是本公開一個實施例的積木式充氣型沖擊電壓發生裝置的平面結構示意圖。
[0011]圖2是本公開一個實施例的積木式充氣型沖擊電壓發生裝置對接法蘭的結構意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將參照本發明實施例的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。特別聲明的是，以下的描述本質上只是起到了宏觀解釋和實例說明的作用，絕不對本公開及其應用或使用進行任何限制。除非另外特別說明，否則，在實施例中闡述的部件和步驟的相對布置以及數字表達式和數值并不限制本公開的范圍。同時，應當明白，為了便于描述，附圖中所示出的各個部分的尺寸并不是按照實際的比例關系繪制的。另外，本領域技術人員已知的技術、方法和裝置可能不被詳細討論，但在適當的情況下意在成為說明書的一部分。
[0013]圖1為積木式充氣型沖擊電壓發生裝置的單段罐體剖面結構示意圖。包括絕緣充氣殼體I，與其他段對接時的對接法蘭10和保持氣路想通的單向閥11，以及以氣體為絕緣介質置于殼體內部2中的塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器。這種氣體絕緣結構的充電電壓發生裝置可以明顯減小裝置體積，使裝置小型化、輕量化。
[0014]塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器包括:
由脈沖電容器4、球隙氣體開關5，以及相應電阻構成的傳統雙邊沖擊電壓發生器回路； 環式屏蔽電極3;
裝置底座6，以及與之相連的充電裝置7;
絕緣隔板以及絕緣支柱8 ；
與最后一級環式屏蔽電極相連的輸出母線9。
[0015]其中，
所述絕緣充氣殼體I為筒狀結構，殼體材料可選為環氧玻璃纖維，具有良好的機械性能以及絕緣性能，殼體直徑在1.8至2.2m，單節殼體高度不超過3.5m，滿足運輸高度限制條件，便于整體運輸； 所述殼體內部2所充氣體為純SF6或者SF6/N2混合氣體，其中，SF6/N2混合氣體中SF6含量在15%至95%之間，一般可選用低SF6含量的混合氣體，此時已具有較高的絕緣強度，這可顯著提高裝置的經濟型;殼體內充氣氣壓為0.2 MPa至0.4 MPa之間，SF6/N2混合氣體的充氣氣壓略高于SF6即可獲得相當的絕緣強度，根據輸出電壓的高低可相應改變充氣氣壓；
所述環式屏蔽電極3為同軸圓環型，安置于每級脈沖電容器周圍，材料可選為鋁，質量較輕，便于加工與固定，環式屏蔽電極可以有效均勻電場，大大減少局部電場集中現象的出現，確保內部絕緣性能，屏蔽電極具體尺寸由內部氣體絕緣沖擊電壓發生裝置尺寸決定；
所述脈沖電容器4為方形，電容器外殼為聚乙烯，能防止電容器在充放電時發生沿面閃絡，保證運行時的可靠性，脈沖電容器的標稱電壓為10?150kV。脈沖電容器可滿足多次短路放電的要求，適用于沖擊電壓發生裝置，確保了裝置的安全可靠；
所述球隙氣體開關5相比傳統球隙開關具有受外界條件影響小，工作穩定性好的特點，相比于傳統球隙調節間隙距離以改變擊穿電壓的機械方式，球隙氣體開關可通過調節氣壓控制擊穿電壓，易于控制與精細調整，使得裝置同步性明顯提高；
所述裝置底座6用于支撐塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器，并與充電裝置相連；
所述充電裝置7可為脈沖電容器正負雙邊充電，可采用恒壓或恒流方式充電，且便于調節充電速度；
所述絕緣隔板均固定于絕緣支柱上，每級一層隔板，可以為脈沖電容器提供結構支撐，并將每級脈沖電容器分隔開，所述絕緣支柱將氣體絕緣沖擊電壓發生裝置支撐于殼體內部，直徑為8cm?15cm，具有良好的機械及絕緣性能，所述絕緣支柱以及絕緣隔板可采用環氧玻璃纖維制成；
所述輸出母線9為電壓輸出端，可作為直接輸出或為下段提供電路連接，母線材料選為鋁，為圓柱形，使得電場均勻，輸出母線9與最后一集環式屏蔽電極連接；
所述對接法蘭1具體結構如圖2所示。
[0016]圖2為對接法蘭的結構意圖。11為兩段間的充電端口，12為母線端口，13為單向閥。
[0017]其中，
所述充電端口 I可用于兩極間脈沖電容雙邊充電，可用小型盆式絕緣子或絕緣材料引出；
所述母線端口 2可用于引出母線，連接下段或者直接輸出，同樣可用盆式絕緣子或絕緣材料引出；
所述單向閥3可用于兩段對接時連通殼體，使得兩殼體內氣壓相同，保證對接法蘭不承受氣體壓力；
對接法蘭可用不銹鋼或者鋁制成，確保機械強度。
[0018]每段充氣型沖擊電壓發生裝置均為獨立結構，可作為發生器直接使用，亦可以作為整體結構的一部分，多段對接聯合使用，以產生更高電壓。
[0019]其中，
除首尾兩段殼體，其余每段殼體頂部與尾部均有對接金屬法蘭；
每段殼體頂部與尾部均有三個對接金屬導體，分別為沖擊電壓輸出端與正負充電端，以及單向閥以保持多段罐體內部氣壓相同；
對接金屬導體依靠盆式絕緣子或絕緣材料支撐于絕緣殼體； 最下段殼體含有支撐底座，最上段殼體含有沖擊電壓輸出導體，由于為絕緣殼體，因此無需出線套管即可與試品連接。
[0020]所述積木式充氣型沖擊電壓發生裝置具有運輸方便，結構緊湊等優點。每段殼體可單獨組裝與運輸，到試驗現場后再進行對接。也可根據試驗電壓等級選擇所需殼體段數，便于調節。與傳統的沖擊電壓發生裝置相比，本發明中每段輸出電壓可累加至下段或直接輸出作用于試品上，簡單便捷。殼體內為氣體，顯著減輕了裝置重量，減小了裝置體積，使得本體電感降低，可以輸出較陡的電壓波形。
[0021]雖然已參照上述實施例詳細描述了本公開，但應理解，并不是無遺漏的或者將本發明限于所公開的形式。選擇和描述實施例是為了更好說明本發明的原理和實際應用，對于本領域技術人員顯然的是，可以在不背離本公開的范圍和精神的條件下修改上述的示例性實施例。所附的權利要求的范圍應被賦予最寬的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同的結構和功能。
【主權項】
1.一種積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，其特征在于，包括可對接充氣式絕緣殼體、由高強度絕緣支撐件支撐于殼體內部的塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器，其中， 所述塔式氣體絕緣沖擊電壓發生器包括: 由多組脈沖電容器、相應充電及隔離電阻、球隙氣體開關構成的標準雙邊充電沖擊電壓發生器回路； 多個環式屏蔽電極； 其中， 所述多組脈沖電容器分別固定于多個高強度絕緣板上，每組電容器間連接有球隙氣體開關； 多個絕緣板從下至上依次平行固定于四根高強度絕緣支柱上，層與層間依靠套于絕緣支柱上的管狀支撐件支撐； 環式屏蔽電極位于每級脈沖電容器周圍，起均勻電場的作用； 最后一級環式屏蔽電極與輸出導體連接。2.根據權利要求1所述的積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，其特征在于，每段殼體內部的沖擊電壓發生器均以氣體絕緣形式置于充氣殼體內。3.根據權利要求1或2所述的積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，其特征在于，可采用純SF6氣體以及SF6/N2混合氣體作為殼體內氣體絕緣介質，其中， SF6/N2混合氣體中SF6含量在15%至95%之間； 殼體內充氣氣壓為0.2 MPa至0.4MPa之間，SF6/N2混合氣體的充氣氣壓略高于SF6。4.根據權利要求1-3中任一項所述的積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，其特征在于，充氣殼體為筒狀結構，材料為絕緣材料，如環氧玻璃纖維，每段高度不超過3.5米。5.根據權利要求1所述的積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，其特征在于，絕緣板及絕緣支柱等絕緣支撐件采用環氧玻璃纖維等高強度絕緣材料，要求既具有支撐作用，同時滿足絕緣要求。6.根據權利要求1-5所述的積木式充氣型沖擊電壓發生裝置，其特征在于，每段充氣型沖擊電壓發生裝置均為獨立結構，可與其他段進行對接，其中， 除首尾兩段殼體，其余每段殼體頂部與尾部均有對接金屬法蘭； 每段殼體頂部與尾部均有三個對接金屬導體，分別為沖擊電壓輸出端與正負充電端； 對接金屬導體依靠盆式絕緣子或絕緣材料支撐； 最下段殼體含有支撐底座，最上段殼體含有沖擊電壓輸出導體，無需出線套管即可與試品連接。
【文檔編號】G01R1/28GK105866481SQ201510804416
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年11月20日
【發明人】張炳生, 張喬根, 文韜, 李曉昂, 趙軍平, 劉軒東, 張斌, 張余明, 孫勇, 秦逸帆
【申請人】揚州市鑫源電氣有限公司, 西安交通大學