[發明專利]用于高海拔地區工頻和沖擊疊加電壓試驗的方法

無效

• 申請號: 201210195050.0
• 申請日: 2012-06-13
• 公開（公告）號: CN102721907A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 高超;廖永力;楊蕓;李銳海;馬儀;申元
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;云南電力試驗研究院(集團)有限公司電力研究院;云南電網公司技術分公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 昆明大百科專利事務所 53106
• 代理人: 何健

技術領域

本發明屬于高電壓絕緣技術范疇，特別是輸出較高電壓情況下的用于高海拔地區工頻和沖擊疊加電壓試驗的方法技術領域。

背景技術

為實現我國能源的優化配置，充分利用西部地區豐富的水力煤炭資源，我國決定建設1000kV特高壓交流輸電工程。2006年9月，中國首個特高壓交流輸變電工程——晉東南-河南南陽-湖北荊門1000千伏特高壓交流試驗示范工程，經國家發改委核準后開工建設，2009年12月30日建成投入試運行，2009年1月6日正式投運。在未來的幾年時間里，我國將規劃建設更多的特高壓交流輸電工程。外絕緣的設計與選擇交流輸電工程在安全和經濟方面重要的問題。特高壓交流輸電工程中一次設備的絕緣考核和空氣間隙的選擇將是工程實際中值得研究的重要課題。

在傳統的輸電線路設計中，一般不考慮導線上運行電壓對沖擊放電特性的影響。而在特高壓交流輸電工程中，由于工頻電壓持續施加在導線上，且幅值較高，因此研究預先存在的工頻電壓對一次設備絕緣和空氣間隙沖擊放電特性的影響就值得考慮。

在已有的工頻和沖擊疊加電壓試驗研究中，針對沖擊電壓發生器的保護一般采用小間隙保護的方法，其應用為實驗室低電壓等級的試驗研究，且一般在低海拔地區進行。相比較于普通間隙，采用球隙來保護沖擊電壓發生器，具有對疊加電壓波形影響小、傳導沖擊能力好等優點。為滿足高海拔地區特高壓等級聯合試驗的需求，本發明提出一種用于高海拔地區工頻疊加沖擊電壓試驗的方法及實現手段。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的缺陷和不足而提供一種具有對疊加電壓波形影響小、傳導沖擊能力好的用于高海拔地區工頻疊加沖擊電壓試驗的方法及實現。

本發明的目的是通過如下技術方案來實現的。

用于高海拔地區工頻和沖擊疊加電壓試驗的裝置，本發明設置沖擊電壓發生器、高壓隔離球隙、沖擊電壓測量系統、試驗對象、高壓保護電阻、工頻電壓測量系統、高壓保護球隙、限流保護電阻、工頻試驗變壓器依序連接成工頻疊加沖擊電壓試驗裝置；其中：沖擊電壓發生器輸出沖擊電壓波形到高壓隔離球隙的輸入，高壓隔離球隙輸出沖擊電壓波形分別到沖擊電壓測量系統、試驗對象的輸入和高壓保護電阻的輸出；工頻試驗變壓器輸出工頻電壓波形到限流保護電阻的輸入，限流保護電阻輸出工頻電壓波形到工頻試驗變壓器保護電阻、工頻電壓測量系統和高壓保護球隙的輸入，工頻試驗變壓器保護電阻的輸出工頻電壓波形到沖擊電壓測量系統、試驗對象的輸入和高壓隔離球隙的輸出；試驗對象同時耐受沖擊電壓波形和工頻電壓波形。

本發明在工頻試驗變壓器和試驗對象之間連接有高壓保護電阻和工頻試驗變壓器系統自帶電阻；高壓保護電阻采用水電阻的結構形式，作用在于其電阻阻值可限制沖擊電壓發生器作用下工頻試驗變壓器端口電壓值，電阻形式應能防止施加的操作沖擊電壓作用下的沿面閃絡。根據工頻試驗變壓器和沖擊電壓發生器的系統參數匹配，保護電阻的阻值為5~20M′Ω可調，其內部可通過調節充水的電阻率來實現，長度為10~30m可選，內徑為40~90cm可選，管厚為2~20mm可選，被兩個絕緣支柱架起距地面15~25m可調，以能適應海拔高度為2000m及以下范圍內，耐受-2500kV~+2500kV操作沖擊電壓作用下的外絕緣閃絡。

本發明在沖擊電壓發生器和沖擊電壓測量系統之間連接有高壓隔離球隙；高壓隔離球隙能隔離工頻試驗變壓器施加的工頻電壓對沖擊電壓發生器的影響，其球距的選取結果對輸出電壓的波形無較大影響。根據工頻試驗變壓器和沖擊電壓發生器的系統參數匹配計算，銅球外徑為0.2~1m可選，球距為0.2~4m可調，厚度為0.5~5mm可選，與地面水平放置，被兩個絕緣支柱架起距地面15~25m可調，以能適應海拔高度為2000m及以下范圍內，能耐受工頻電壓0~1000kV。

本發明在限流保護電阻連接有高壓保護球隙；高壓保護球隙能耐受工頻試驗變壓器施加的工頻電壓，隔離沖擊電壓發生器輸出的電壓對工頻試驗變壓器的影響，其球距的選取結果對輸出電壓的波形無較大影響。根據工頻試驗變壓器和沖擊電壓發生器的系統參數匹配計算，銅球外徑為0.2~1m可選，球距為0.2~4m可調，厚度為0.5~5mm可選，與地面水平或豎直放置，被絕緣支柱架起距地面1~25m可調，以能適應海拔高度為2000m及以下范圍內，能耐受工頻電壓0~1000kV。

本發明將工頻電壓和沖擊電壓在高海拔地區結合在一起，模擬工頻（0~2000kV）疊加雷電沖擊（小于7200kV）或操作沖擊（小于6300kV），并可在此條件下進行特高壓交流輸電工程中一次設備的絕緣考核和空氣間隙放電試驗等。