[發(fā)明專利]特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011320094.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112666434A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 劉宗喜;歐陽本紅;陳錚錚;趙鵬;劉松華;王昱力;王格;李紅雷
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網(wǎng)上海市電力公司;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G01R31/14
• 分類號: G01R31/14
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識產(chǎn)權代理有限公司 11266
• 代理人: 夏德政

本發(fā)明公開了一種特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)，根據(jù)特高壓直流電纜試驗樣段的試驗需求，指導特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的電壓源的選型，通過分析直流疊加沖擊試驗裝置的效率和特點，選擇合理的阻容隔離裝置放入?yún)?shù)配置；本發(fā)明通過對特高壓直流電纜進行參數(shù)計算和對直流疊加沖擊電壓試驗裝置進行電路仿真，確定特高壓直流電纜直流電壓疊加沖擊試驗裝置中電壓發(fā)生器和沖擊?直流電壓隔離元件參數(shù)，實現(xiàn)了沖擊電壓與直流電壓的有效隔離，充分發(fā)揮了直流疊加沖擊電壓試驗裝置的輸出效率，保證了電纜試樣上沖擊電壓和直流電壓的幅值滿符合試驗規(guī)定，滿足特高壓直流電纜進行直流疊加沖擊電壓試驗時對試驗裝置的要求。

技術領域

本發(fā)明涉及電力電纜設備絕緣性能檢測技術領域，并且更具體地，涉及一特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)。

背景技術

直流電壓作用下，直流電纜絕緣內(nèi)部的載流子陷阱捕獲自由電子，造成絕緣內(nèi)部空間電荷集聚，并改變絕緣材料的電導特性。直流電纜線路在運行時不可避免地受到雷電波、操作波等暫態(tài)沖擊電壓的作用，空間電荷的存在促進了暫態(tài)沖擊電壓下絕緣介質(zhì)內(nèi)放電通道的形成和發(fā)展。而在與直流電壓極性相反的雷電沖擊波的作用時間內(nèi)，電纜絕緣材料中的空間電荷極性與電極極性相反，會引起局部場強的嚴重畸變，甚至導致直流電纜絕緣的擊穿。因此需要對直流電纜進行穩(wěn)態(tài)直流電壓與暫態(tài)沖擊電壓共同作用下的疊加沖擊試驗，以檢驗特高壓直流電纜沖擊電壓耐受能力。目前國內(nèi)外直流電纜試驗標準所覆蓋的電壓等級只達到500kV，主要試驗標準有CIGRE TB 496《500kV以下直流擠出絕緣電纜系統(tǒng)的推薦試驗方法》和國內(nèi)的GB/T 31489.1《額定電壓500kV及以下直流輸電用擠包絕緣電力電纜系統(tǒng)第1部分：試驗方法和要求》，尚無成型的800kV直流電纜試驗標準。500kV及以下電壓等級直流電纜的直流疊加沖擊電壓試驗裝置采用的是與電容器、GIS設備和直流架空線的試驗裝置類似的試驗系統(tǒng)，組合試驗回路雖然使用了隔直電容實現(xiàn)直流電壓和沖擊電壓的隔離，以及隔離電阻來阻尼沖擊電壓信號對直流電壓發(fā)生器的沖擊作用。但電容器、GIS設備和架空線的等效電容量級與電纜相差較大，不能直接應用于高電壓等級直流電纜設備。

因此，需要根據(jù)800kV特高壓直流電纜的疊加沖擊試驗要求和疊加試驗系統(tǒng)自身特點等確定試驗系統(tǒng)的參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的參數(shù)確定方法及系統(tǒng)，以解決如何確定滿足特高壓直流電纜疊加沖擊的參數(shù)的問題。

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的參數(shù)確定方法，隔直電容和沖擊電壓發(fā)生器串聯(lián)后與特高壓直流電纜并聯(lián)，隔離電阻和直流高壓發(fā)生器串聯(lián)后與特高壓直流電纜并聯(lián)，所述方法包括：

計算特高壓直流電纜的等效電容和等效電阻；

確定直流高壓發(fā)生器的額定輸出電壓，并根據(jù)所述額定輸出電壓和所述等效電阻，確定直流高壓發(fā)生器能滿足的最大輸出電流；

確定沖擊電壓發(fā)生器所需的第一耐受級數(shù)和第二耐受級數(shù)，并根據(jù)所述第一耐受級數(shù)和第二耐受級數(shù)確定沖擊電壓發(fā)生器的初始額定輸出電壓和初始標稱容量；

根據(jù)預設的約束條件確定隔離電阻的取值范圍，并根據(jù)所述隔離電阻的取值范圍確定隔離電阻的取值；

通過仿真獲取隔直電容在不同取值下對應的特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的輸出效率、隔直電容兩端承受的第一沖擊電壓和隔離電阻承受的第二沖擊電壓，并根據(jù)所述輸出效率、第一沖擊電壓和第二沖擊電壓，確定隔直電容的電容最優(yōu)值；

通過仿真獲取隔直電容的取值為所述電容最優(yōu)值時對應的特高壓直流電纜疊加沖擊試驗裝置的實際輸出效率；

根據(jù)所述實際輸出效率確定沖擊電壓發(fā)生器所需的第三耐受級數(shù)，并根據(jù)所述第三耐受級數(shù)確定沖擊電壓發(fā)生器的最終額定輸出電壓和最終標稱容量。