一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置的制造方法
【專利說明】
[技術領域]
[0001]本實用新型高壓交流斷路器合成關合技術領域，具體來說是一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置。
[【背景技術】]
[0002]短路關合試驗是GB1984《交流高壓斷路器》的必試項目之一，但72.5kV及以上產品在實驗室試驗，通常只能采用合成關合試驗方法來驗證。合成關合試驗成功與否的關鍵是試品發生預擊穿后作用在試品斷路器上的轉換時間應限制在300 μ s以內或者更短。2009年之前，國內各大高壓試驗室均無此項試驗能力。為實現標準要求完善檢測能力，必須研發出一種較為高效可靠的合成關合試驗裝置。
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【發明內容】
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[0003]本實用新型的目的是為了彌補國內各大高壓試驗室中合成關合試驗的空缺，提供一種結構新穎、滿足標準要求的斷路器合成關合試驗的基于有源觸發的快速合成關合試驗
目.ο
[0004]為了實現上述目的，設計一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，包括殼體、電路板、相位控制器、有源觸發單元、電流互感器及電源，電路板上設有電流源Us，電流源Us 一端連接電感和電容C3 —端，電容C3另一端串聯電容C4和電容C5，電容C5另一端連接電流源Us另一端，并抽頭連接保護球觸頭Gl —端、電阻R2 —端、電容C7 —端、試驗開關Sp 一端、主電容Cs —端，并抽頭一端接地，在試驗開關Sp —端和主電容Cs —端的導線上設有電流互感器，將觸發取樣信號通過光纖傳至有源觸發單元的信號輸入端，在電容C4和C5之間抽頭連接相位控制器的信號輸入端，相位控制器的三相輸出信號控制SP合、DL合分、FK合分送至有源觸發單元的信號輸入端，有源觸發單元輸出信號控制動觸頭G，電感L另一端連接合閘開關DL —端，合閘開關DL另一端連接保護球觸頭Gl另一端、電阻Rl —端、電容C6 —端、電容C2 —端、觸球G2 —端、輔助斷路器FK —端，電阻Rl另一端連接電阻R2另一端，并抽頭連接電容C6和電容C7另一端，電容C2另一端連接動觸頭主球Gl信號線一端和電容Cl 一端，Cl另一端連接試驗開關Sp另一端，主電容Cs另一端連接主電抗器Ls —端，主電抗器Ls另一端連接電阻R —端，電阻R另一端連接觸球G3 —端，所述的主電容Cs設有外施高壓向主電容Cs提供的預充電壓Ucs，所述的觸球G2和動觸頭Gl之間、觸球G3和動觸頭G之間設有主間隙JXl與JX2，本裝置采用三球雙間隙進行電氣絕緣隔離，間隙上的電壓分布趨于均勻，放點穩定性好，縮短了球隙的貫穿時間，提高了高壓開關試驗的成功率。
[0005]相位控制器采用的型號為BE3200型號的控制器。
[0006]有源觸發單元模塊采用型號KSR89或IGBT模塊。
[0007]電流互感器CT采用采樣電流互感器線路，型號為GFJL系列。
[0008]觸球G2和觸球G3上設有并聯均壓電容Cl和C2，使其放點穩定性提高。
[0009]保護球觸頭Gl的設置是保護電流源回路，在發生間隙誤觸發時，防止高電壓對電流源回路設備絕緣的危害。
[0010]雙間隙關合裝置的兩端電壓為外施高電壓Ucs與電流源電壓Us之差，有利于相位同步控制。
[0011]動觸頭主球Gl由左右石墨半球體連接中間下部的石墨材料構成，在左右石墨半球體的中間分別設有瓷管，瓷管的內腔分別設有銅棒，銅棒與石墨球體通過瓷管絕緣在球表面形成的間隙G’，放電形成大量的自由離子，在Cl和C2兩端電壓作用，完成高壓開關關合試驗。
[0012]本實用新型同現有技術相比，其優點在于:結構新穎，使用了三球雙間隙進行電氣絕緣隔離，體積小，間隙上的電壓分布趨于均勻，放電穩定性好，縮短了球隙的貫穿時間，提高了試驗的成功率；且回路外施高壓由電容器Cs預充電壓Ucs提供，并沒使用變壓器作為外施高壓的來源，為相位同步控制提供了便利，減少了控制參量。
[【附圖說明】]
[0013]圖1是本實用新型的有源觸發的快速合成關合試驗回路圖；
[0014]圖2是本實用新型中球G的結構圖；
[0015]圖中:1.石墨球體2.瓷管3.銅棒4.間隙G’ ；
[0016]指定圖1作為本實用新型的摘要附圖。
[【具體實施方式】]
[0017]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明，這種裝置的結構和原理對本專業的人來說是非常清楚的。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0018]基于有源觸發回路的合成關合回路圖見圖l，Us是電流回路電壓，Ucs提供試驗斷路器所需要的外施電壓，JXU JX2、G和并聯在球隙間的電容Cl和C2組成快速關合裝置的一次部分。有源觸發快速合成關合試驗回路結構的一次部分與早期相關技術資料提及的回路結構區別并不大，主要區別在于使用了三球雙間隙進行電氣絕緣隔離，其優點在于體積小，間隙上的電壓分布趨于均勻，放電穩定性好，縮短了球隙的貫穿時間，提高了試驗的成功率。三球雙間隙再并上均壓電容Cl和C2使其放電穩定性更高。Gl的主要作用是保護電流源回路，在發生間隙誤觸發時，防止高電壓對電流源回路設備絕緣的危害。
[0019]試品關合前，雙間隙關合裝置兩端電壓為外施高電壓Ucs與電流源電壓Us之差。要求合成關合試驗與直接試驗等價，外施高壓與短路電流之間的相位差與實際系統相同，故此兩電壓應為同極性。本回路外施高壓由電容器Cs預充電壓Ucs提供，并沒使用變壓器作為外施高壓的來源，這為相位同步控制提供了便利，減少了控制參量。
[0020]有源觸發快速合成關合回路試驗過程主要分兩個環節，第一，試品接到控制器發出的合閘命令后，電流源電壓峰值處發生預擊穿；第二，雙間隙關合裝置在試品預擊穿發生后極短時間內貫通，使電流回路的短路電流流過試品，完成關合試驗，這一過程主要是通過有源觸發部分完成。CT采樣獲得預擊穿電流第一個半波，經信號變換通過光纖傳遞給有源觸發單元發出觸發指令，接到指令后有源觸發單元將儲存好的數百焦能量通過小間隙，見圖2，銅棒與石墨球體通過瓷管絕緣在球表面形成的間隙G’，放電形成大量的自由離子，在Cl和C2兩端的電壓作用下迅速使主間隙貫穿，大電流流過試品，完成關合試驗。
【主權項】
1.一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，包括殼體、電路板、相位控制器、有源觸發單元、電流互感器及電源，其特征在于電路板上設有電流源Us，電流源Us —端連接電感和電容C3 —端，電容C3另一端串聯電容C4和電容C5，電容C5另一端連接電流源Us另一端，并抽頭連接保護球觸頭Gl —端、電阻R2 —端、電容C7 —端、試驗開關Sp —端、主電容Cs —端，并抽頭一端接地，在試驗開關Sp —端和主電容Cs —端的導線上設有電流互感器，將觸發取樣信號通過光纖傳至有源觸發單元的信號輸入端，在電容C4和C5之間抽頭連接相位控制器的信號輸入端，相位控制器的三相輸出信號控制SP合、DL合分、FK合分送至有源觸發單元的信號輸入端，有源觸發單元輸出信號控制動觸頭G，電感L另一端連接合閘開關DL —端，合閘開關DL另一端連接保護球觸頭Gl另一端、電阻Rl —端、電容C6 —端、電容C2 —端、觸球G2 —端、輔助斷路器FK —端，電阻Rl另一端連接電阻R2另一端，并抽頭連接電容C6和電容C7另一端，電容C2另一端連接動觸頭主球Gl信號線一端和電容Cl一端，Cl另一端連接試驗開關Sp另一端，主電容Cs另一端連接主電抗器Ls —端，主電抗器Ls另一端連接電阻R —端，電阻R另一端連接觸球G3 —端，所述的主電容Cs設有外施高壓向主電容Cs提供的預充電壓Ucs，所述的觸球G2和動觸頭Gl之間、觸球G3和動觸頭G之間設有主間隙JXl與JX2，本裝置采用三球雙間隙進行電氣絕緣隔離，間隙上的電壓分布趨于均勻，放點穩定性好，縮短了球隙的貫穿時間，提高了高壓開關試驗的成功率。2.如權利要求1所述的一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，其特征在于相位控制器采用的型號為BE3200型號的控制器。3.如權利要求1所述的一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，其特征在于有源觸發單元模塊采用型號KSR89或IGBT模塊。4.如權利要求1所述的一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，其特征在于電流互感器CT采用采樣電流互感器線路，型號為GFJL系列。5.如權利要求1所述的一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，其特征在于觸球G2和觸球G3上設有并聯均壓電容Cl和C2，使其放點穩定性提高。6.如權利要求1所述的一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，其特征在于保護球觸頭Gl的設置是保護電流源回路，在發生間隙誤觸發時，防止高電壓對電流源回路設備絕緣的危害。7.如權利要求1所述的一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，其特征在于雙間隙關合裝置的兩端電壓為外施高電壓Ucs與電流源電壓Us之差，有利于相位同步控制。8.如權利要求1所述的一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，其特征在于動觸頭主球Gl由左右石墨半球體連接中間下部的石墨材料構成，在左右石墨半球體的中間分別設有瓷管，瓷管的內腔分別設有銅棒，銅棒與石墨球體通過瓷管絕緣在球表面形成的間隙G’，放電形成大量的自由離子，在Cl和C2兩端電壓作用，完成高壓開關關合試驗。
【專利摘要】本實用新型高壓交流斷路器合成關合技術領域，具體來說是一種基于有源觸發的快速合成關合試驗裝置，包括殼體、電路板、相位控制器、有源觸發單元、電流互感器及電源；其中的采用的動觸頭主球G1由左右石墨半球體連接中間下部的石墨材料構成，在左右石墨半球體的中間分別設有瓷管，瓷管的內腔分別設有銅棒，銅棒與石墨球體通過瓷管絕緣在球表面形成的間隙G’，放電形成大量的自由離子，在C1和C2兩端電壓作用，完成高壓開關關合試驗。本裝置采用三球雙間隙進行電氣絕緣隔離，間隙上的電壓分布趨于均勻，放點穩定性好，縮短了球隙的貫穿時間，提高了高壓開關試驗的成功率，且回路外施高壓由電容器Cs預充電壓Ucs提供，減少了控制參量。
【IPC分類】G01R31/327
【公開號】CN204945326
【申請號】CN201520535291
【發明人】吳松, 羅時聰
【申請人】上海電氣輸配電試驗中心有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年7月22日