[發明專利]一種直流疊加沖擊耐壓試驗回路及其試驗方法

在審

• 申請號: 202210929077.1
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115308585A
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 申萌;李強;李江;劉宸;孫浩;劉蕾;張春民;茍興平
• 申請（專利權）人: 西安高壓電器研究院股份有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01R31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

本發明公開了一種直流疊加沖擊耐壓試驗回路及其試驗方法，包括：沖擊電壓源、直流電壓源、保護設備、測量設備和多通道數字測量儀器；沖擊電壓源包括并聯設置的沖擊電壓發生器和弱阻尼電容分壓器；所述直流電壓源包括直流電壓發生器、濾波電容器和電阻分壓器；直流電壓源的高壓端連接保護電阻R_P的一端，保護電阻R_P的另一端連接直流GIS產品的高壓端，保護電阻R_P的底座接地；測量設備包括通用分壓器和多通道數字測量儀器；通用分壓器和直流GIS產品并聯；多通道數字測量儀器分別連接弱阻尼電容分壓器、電阻分壓器和通用分壓器。本發明合理設計電源設備、保護設備和測量設備，并將其有序布置，構建了直流GIS產品的直流疊加沖擊耐壓試驗回路。

技術領域

本發明屬于GIS產品試驗技術領域，涉及一種直流疊加沖擊耐壓試驗回路及其試驗方法。

背景技術

直流GIS產品采用全封閉式結構，布局緊湊，占地面積小，可靠性高，環境適應性強，特別適用于遠海風電柔直送出系統對直流設備體積小、可靠性高的要求。通常遠海風電柔直送出系統的中性線、極線、變壓器與閥塔間連接等位置均需要用到直流GIS產品。直流GIS產品主要面向于海上風電市場，特別是遠海領域，滿足海上換流站客戶的需求，市場潛力巨大。

在“碳中和”目標下，一場以大力開發利用可再生能源為主題的能源革命正在大勢興起，海上風電將迎來大好的發展趨勢。

技術文件CIGRE 842中規定了直流GIS產品的相關絕緣試驗，提出應該進行直流GIS產品的直流疊加沖擊耐受能力的考核，但此試驗屬于合成試驗，試驗回路的構建、試驗流程以及試驗回路中關鍵設備的選取都是亟待解決的核心技術問題。

現有技術中與包括內容直流疊加沖擊耐壓試驗回路最接近的技術方案：①采用水電阻串聯在直流電壓發生器與直流GIS產品之間作為直流電壓發生器的保護設備；②采用球間隙串聯在沖擊電壓發生器與直流GIS產品之間作為沖擊電壓發生器的保護設備；③對直流GIS產品上的合成電壓不進行直接測量，而是通過分別測量直流電壓發生器和沖擊電壓發生器所產生的電壓，然后對所測電壓進行計算求得合成電壓。

(2)現有技術中與包括內容直流疊加沖擊耐壓試驗的試驗流程以及試驗回路中關鍵設備的參數選取方法最接近的技術方案：目前現有技術中的試驗流程是采用在直流電壓施加一段時間后退掉直流電壓，然后單一施加沖擊電壓的方法進行試驗，與實際運行狀況不符。試驗回路中關鍵設備的參數選取方法均是根據直流GIS產品的絕緣試驗參數，通過經驗進行選取，尚未形成系統性、科學性的關鍵設備參數選取方法。

從兩方面以因果關系推理的方式推導出現有技術的缺點：

(1)現有技術中包括內容直流疊加沖擊耐壓試驗回路最接近的技術方案的缺點：

①采用水電阻串聯在直流電壓發生器與直流GIS產品之間作為直流電壓發生器的保護設備所存在的缺點：在直流GIS產品的直流疊加沖擊耐壓試驗中，水電阻需要長期持續承受直流電壓，水電阻會產生電暈、溫度升高等情況，進而導致水電阻的阻值變化和水位蒸發等情況，長期運行時會導致水電阻失效，進而失去其作為保護設備的價值，從而造成直流電壓發生器的損壞。同時，水電阻的制作工藝較為繁瑣，環境適應性差且極易受污染，因此水電阻的安全性和可靠性較低，不適宜作為持續運行時的保護設備。