[發明專利]一種直流熔斷器大電流實驗的裝置

在審

• 申請號: 201711046543.7
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107884673A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 陳星宇;何正浩;廖一凡;張福增
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: G01R31/07
• 分類號: G01R31/07
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春,李智

技術領域

本發明屬于直流熔斷器技術領域，更具體地，涉及一種直流熔斷器大電流實驗的裝置。

背景技術

直流熔斷器的研制過程需要進行大量的短路分斷試驗，而直流熔斷器的短路分斷實驗的實驗電流較大，需要能提供高壓大電流的電源和大容量整流器，由于其成本較高甚至難以制作，制約了高分斷能力直流熔斷器的研究與發展。

因此需要根據直流熔斷器的短路特性尋找低成本的等效替代提供高壓大電流的電源和大容量整流器的方法。同時，為防止電容短路爆炸，也需要在盡可能利用空間的同時尋找成本低廉，穩定可靠的保護實驗裝置的方法。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于解決而直流熔斷器的短路分斷實驗的實驗電流較大，需要能提供高壓大電流的電源和大容量整流器，由于其成本較高甚至難以制作，制約了高分斷能力直流熔斷器的研究與發展的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供一種直流熔斷器大電流實驗的裝置，包括：電源、直流熔斷器、電容組；

所述電源用于給所述電容組充電，所述電源與電容組構成充電回路；所述電容組用于在放電過程中為所述直流熔斷器提供脈沖電流，所述電容組包括多個脈沖電容并聯，通過控制所述電容組的電容量以減少其放電過程中的電壓跌落；為防止電容短路爆炸，在每一個電容上串聯一個保護熔斷器。同時，電容器組等裝在架子中，四周用環氧板與外界進行隔離，同時方便與試驗臺進行電氣連接，并起到防爆的作用。所述直流熔斷器用于在所述脈沖電流的作用下進行短路分斷實驗，所述電容組與直流熔斷器構成放電回路。

可選地，該裝置還包括：樣品臺；所述樣平臺用于固定所述直流熔斷器，以及所述樣品臺接有示波器或羅氏線圈等以用于對所述直流熔斷器所在電路和所述直流熔斷器的參數進行監測。

可選地，該裝置還包括：斷路器；所述斷路器串聯于所述電容組和所述直流熔斷器之間，用于在所述直流熔斷器熔斷后關斷，以保護所述電容組，所述斷路器采用電動分合閘。

可選地，該裝置還包括：電感以及續流二極管；所述電感的一端與所述電容組的一端相連接，另一端與所述直流熔斷器的一端相連接，所述直流熔斷器的另一端與所述電容組的另一端相連接，所述電感用于在所述電容器放電過程中形成振蕩電流波形；所述續流二極管的一端與所述電感和電容組的連接點相連接，另一端與所述直流熔斷器和所述電容組的連接點相連接，所述續流二極管耐受瞬時大電流，在所述電容組放電過程中若斷路器開路，則所述電感和續流二極管構成通路以釋放所述電感的能量，保護回路電感和實驗人員的安全。

其中，電感配合回路電阻構成RLC振蕩電路，使得在所述電容器放電過程中形成振蕩電流波形，產生的大電流與根據現有高壓大電流的電源和大容量整流器短路試驗的電流特性一致，具有等效性。

進一步地，斷路器串聯于所述電感與所述電容組之間，或串聯于所述電感與所述直流熔斷器之間。

可選地，該裝置還包括：接地棒和放電電阻；所述接地棒和放電電阻串聯接地，所述接地棒和放電電阻串聯支路的非接地端與所述電容組的一端相連接，在所述直流熔斷器熔斷后，所述接地棒和放電電阻串聯支路用于將所述電容組多余電荷釋放掉。

可選地，該裝置還包括：保護熔斷器；所述熔斷器與試驗熔斷器不同，每一個電容上均會串聯一個熔斷器。熔斷器的額定電壓與額定電流與每個電容的放電電流均相同，熔斷器需裝在相關的座子內以防熔斷器熔斷時濺弧對電容及架子帶來損傷。

可選地，該裝置還包括：架子；架子用于固定電容器組及相關的保護熔斷器。既可以節省空間，也方便電容進行并聯連接。架子外用環氧板進行電氣隔離和爆炸防護。架子分為上下兩部分。上面部分用于裝電容器組和保護熔斷器，下面部分用于裝電感、二極管等。上面部分包括多層，其形狀類似于抽屜，每一格裝一個電容，每一層電容底部用環氧板支撐，同層相鄰的電容用環氧板隔離，外側的電容也需要裝環氧板與外界進行電氣隔離。上述環氧板除了隔離外還有防止電容器短路爆炸的作用。架子下層安裝電感，二極管等高壓端設備以最大利用空間。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)由于本發明采用脈沖電容做直流電源，不需要大容量的整流裝置，成本較低，尤其適合熔斷器設計后的驗證試驗。

(2)本發明通過RLC振蕩產生的大電流與短路試驗的電流特性一致，具有等效性。

(3)本發明的方案同樣可用于直流斷路器等直流開關的短路試驗。