[發明專利]一種用于電氣設備局部放電試驗的振蕩波產生裝置及方法

有效

• 申請號: 201310353549.4
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103439637A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 張立材;王民;王燕妮;王稚慧;陳羽;向軒
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R1/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 蔡和平

技術領域

本發明涉及一種基于直流激勵的振蕩波的產生裝置及方法，具體涉及一種用于電氣設備局部放電試驗的振蕩波產生裝置及方法。

背景技術

電氣設備絕緣性能的基本檢測方法對電氣設備進行正弦波耐壓及局部放電量測量，一般情況采用試驗變壓器直接加載試驗電壓的方法進行試驗。但當被試品等效電容量很大和它的試驗電壓很高時，通過試驗變壓器加載試驗電壓的容量會很大，導致現場無法完成試驗，使得這種簡便易行方法失效。一種可行的技術方案就是采用振蕩波對電氣設備進行正弦波耐壓及局部放電試驗，可以減小試驗設備的容量。

近年來，國內外用于檢測的振蕩波設備是采用直流激勵的方式產生的。以電纜絕緣性能測試為例，可將其視為容性電氣設備，其基本測試試驗原理如圖1所示。主要由直流充電電源DC、限流電阻R，電感L、阻尼電阻RP、被測試電氣設備的等效電容C和電子開關k組成。電子開關k閉合前，直流電源DC通過限流電阻R，阻尼電阻RP和電感L向電纜等效電容C充電，當C充電到預定電壓值時，迅速閉合電子開關k，由電子開關、電感L、阻尼電阻RP和C形成串聯回路產生一個逐漸衰減的振蕩波f(t)，該振蕩波直接加在電氣設備的等效電容C上，測量等效電容C上的電壓信號就可以實現對被測試電纜(或電氣設備)的正弦波耐壓試驗和局部放電量。

采用直流激勵獲得振蕩波的突出特點是簡單易行。但是，由于第一振蕩波f(t)的最高峰值等于直流充電電源DC的電壓值，當要求試驗振蕩波f(t)的電壓很高時，直流充電電源DC的電壓也要相應提到很高，在具體實現時，元器件的成本、體積和元件控制電路部會變得異常復雜。因此，提高試驗電壓等級變得困難。

基于上述存在的問題，采用直流激勵的方式來獲得振蕩波，由于成本和技術的原因，目前只能做到200kV以下的振蕩波產生裝置。專利200810124755.7介紹德國SEBAKMT公司OWTSHV150型局部放電檢測用直流激勵振蕩波產生裝置的試驗電壓也只能做到150kV，在中國市場銷售價高達600萬人民幣，非常昂貴。

截止目前為止，國內外至今還沒有高于250kV甚至1000kV的振蕩波產生裝置，隨著城市化進程的快速推進，對電網電壓等級的要求也越來越高，如何提高用于電氣設備局部放電試驗用的振蕩波產生裝置的電壓等級，成為電力檢測部門迫切需要解決的課題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種可調直流激勵的振蕩波產生裝置及方法，該裝置及方法可以通過低電壓的直流激勵電源和電子開關產生高電壓試驗振蕩波。

為達到上述目的，本發明所述的用于電氣設備局部放電試驗的振蕩波產生裝置包括第一開關組、第二開關組、第五開關、可輸出直流激勵電壓的電源、阻值可調的阻尼電阻以及LC振蕩電路，所述第一開關組包括第一開關及第四開關，第二開關組包括第二開關及第三開關;

所述第一開關與第二開關組成的串聯電路、第三開關與第四開關組成的串聯電路以及電源之間相互并聯;第一開關與第二開關之間的電路與第五開關的一端相連接，第三開關與第四開關之間的電路與第五開關的另一端相連接;

當被測電氣設備為感性負載時，所述LC振蕩電路包括被測電氣設備及電容，阻尼電阻、電容及被測電氣設備依次串聯連接后與第五開關并聯連接;

當被測電氣設備為容性負載時，所述LC振蕩電路包括被測電氣設備及電感，阻尼電阻、電感及被測電氣設備依次串聯連接后與第五開關并聯連接。

當被測電氣設備為感性負載時，所述電容的容量值依據滿足LC諧振電路的品質因數Q要求、以及LC諧振電路的電流小于第五開關額定工作電流來選擇;

當被測電氣設備為容性負載時，所述電感的感抗值依據滿足LC諧振電路的品質因數Q要求、以及LC諧振電路的電流小于第五開關額定工作電流來選擇。

所述電源包括與市電相連接晶閘管、驅動電路及單片機，單片機通過驅動電路控制晶閘管將市電轉換為可調節直流電壓源。

所述第一開關、第二開關、第三開關、第四開關均為IGBT，第一開關、第二開關、第三開關、第四開關的控制端均與單片機相連接。

所述第五開關設有兩個單向可控硅，所述兩個單向可控硅反向并聯連接，兩個單向可控硅的控制端與單片機相連接。

相應的，本發明還提供了一種用于電氣設備局部放電試驗的振蕩波產生方法。

當被測電氣設備為感性負載時，包括以下步驟:

1)斷開第五開關，并閉合第一開關組或者閉合第二開關組，通過電源為LC振蕩電路施加直流激勵電壓V，并測量LC振蕩電路的響應過程;