专利名称：一种电力电容器耐受爆破能量试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，属于电力电容器技术领域。
背景技术：
高压电力电容器(如并联电容器、滤波电容器、串联电容器等)在运行中发生极间贯穿性击穿短路故障，通常击穿多发生于电压峰值附近，此时电容器的储能能量为最大，而工频电流正处于过零附近，此时与之直接并联的所有完好电容器对故障电容器短路放电， 在这瞬间注入大量能量，在故障电容器内部形成强烈电弧，在内部电弧的作用下故障电容器内部的绝缘介质和浸渍剂迅速分解，在极短的时间内产生大量的气体和高温，促使电容器箱壳内的压力突然上升，对电容器的箱壳和瓷套产生强力冲击，当这股冲击力大于箱壳或瓷套的机械强度时，电容器的箱壳或瓷套就会发生爆裂，使故障进一步扩大，产生严重的后果。故电力行业标准DL/T 840-2003《高压并联电容器使用技术条件》规定电容器耐受爆破能量试验为型式试验项目，要求注入能量不小于15kW. s (全膜)或IOkW. s (膜纸)。由于该项试验电压等级高(一般5kV以上)、电流幅值大(几十kA至几百kA)、频率高(4kHz以上)，对放电回路RLC参数的要求非常高，因此设计一套充放电回路和测量系统符合要求的装置是一个技术难点。

实用新型内容本实用新型提供一种新型的电力电容器耐受爆破能量试验装置，本实用新型装置其充电回路采用工频交流耐压装置加整流硅堆，可移动，平时不占装置空间；其电容器组及放电回路，能保证放电电流的频率和相邻峰值比符合要求；其测量系统采样频率高达 lOMS/s，满足高频大电流信号测量要求。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，包括装置由充电回路、电容器组及放电回路和测量系统三大部分；其中充电回路包括调压器、变压器、保护电阻、整流硅堆和高压表；电容器组及放电回路包括储能电容器组、放电开关、试品短接线、试品连接线；测量系统包括阻容分压器、罗氏线圈、瞬态数据记录仪；所述的调压器与变压器相连，变压器一端依次与保护电阻和整流硅堆串联，另一端接地；且所述的变压器依次与高压表、储能电容器组和阻容分压器并联；所述的变压器与放电开关和试品连接线串联，且所述的试品连接线与试品短接线并联。罗氏线圈套装在试品连接线与接地点之间的线路上；所述的阻容分压器与罗氏线圈之间连接有瞬态数据记录仪；回路采用工频交流耐压装置(输入220V交流电源，输出电压0-50kV，容量IOkVA),加整流硅堆，输出为负极性直流电压，可移动，平时不占装置空间。所述的储能电容器组上下两层对称、水平呈扇状分布，确保所有单个电容器至公共连接点的参数一致；储能电容器组C可根据电压等级选择串联或并联方式，还可根据所需容量调整并联台数(并联1一40台)；所述的放电开关采用球隙方式。所述的试品短接线电阻可忽略；试品连接线尽可能短，并采用软连接，避免放电时套管端部承受额外的电动力冲击。所述的阻容分压器测量储能电容器电压信号，测量范围为0_50kV。所述的罗氏线圈测量脉冲放电电流信号，其测量范围20 - 200kA，频响特性范围 130Hz — 200kHz ο所述的瞬态数据记录仪记录电压电流波形，最高采样率达到lOMS/s。本实用新型的有益效果为本实用新型的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其充电回路采用工频交流耐压装置加整流硅堆，可移动，平时不占装置空间；其电容器组及放电回路，电容在O-SOOuF可调，回路等效电阻πιΩ级，等效电感uH级，保证试验时放电电流的频率和相邻峰值比符合要求；其测量系统采样频率高达lOMS/s，满足高频大电流信号测量要求。

图1为本实用新型试验装置原理接线图；图2为本实用新型基准放电试验等效电路图；图3为本实用新型典型电压电流波形图。
具体实施方式
本实施例的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置如图1所示，包括装置由充电回路、电容器组及放电回路和测量系统三大部分；其中充电回路包括调压器Tl、变压器T2、 保护电阻R、整流硅堆D和高压表V ；电容器组及放电回路包括储能电容器组C、放电开关K、 试品短接线J1、试品连接线J2 ；测量系统包括阻容分压器Fr、罗氏线圈M、瞬态数据记录仪 L ；所述的调压器Tl与变压器T2相连，变压器T2 —端依次与保护电阻R和整流硅堆D串联，另一端接地G ；且所述的变压器T2依次与高压表V、储能电容器组C和阻容分压器Fr并联；所述的变压器T2与放电开关K和试品连接线J2串联，且所述的试品连接线J2与试品短接线Jl并联；罗氏线圈M套装在试品连接线J2与接地G点之间的线路上；所述的阻容分压器Fr与罗氏线圈M之间连接有瞬态数据记录仪L。回路采用工频交流耐压装置(输入 220V交流电源，输出电压0-50kV，容量IOkVA),加整流硅堆，输出为负极性直流电压，，可移动，平时不占装置空间。其中储能电容器组C上下两层对称、水平呈扇状分布，确保所有单个电容器至公共连接点的参数一致；电容器组可根据电压等级选择串联或并联方式，还可根据所需容量调整并联台数(并联1 一40台)。放电开关K采用球隙方式。整个回路的连接线J3采用硬连接，尽量减小回路电感参数。试品短接线Jl电阻可忽略；试品连接线J2尽可能短，并采用软连接，避免放电时套管端部承受额外的电动力冲击。阻容分压器Fr测量储能电容器电压信号，测量范围为0_50kV。[0022]罗氏线圈M测量脉冲放电电流信号，令被测电流尽可能从线圈正中心穿过，其测量范围20 — 200kA，频响特性范围130Hz — 200kHz。瞬态数据记录仪L记录电压电流波形，最高采样率达到lOMS/s。试验方法电容器耐受爆破能量试验包括基准放电试验和试品放电试验，前者用于校验并调整回路参数，后者检测试品注入能量后，外壳及瓷套变形情况。首先根据试品的额定爆破能量确定充电能量、储能电容器组所需容量并调整电容器串并联方式和台数，计算充电电压。1、基准放电试验。用试品短接线Jl短接试品Cx，通过充电回路对储能电容器组C 进行充电，当充电电压U达到设定值，停止充电。同时，合上放电开关K，进行脉冲放电，其脉冲放电等效电路图如图2所示(图中，Ctl储能电容器组电容，K放电开关，R0回路等效电阻， Ltl回路等效电感，U充电电压，I放电电流)。用阻容分压器Fr测量储能电容器组C充电电压(当开关K合上即为即放电电压)，罗氏线圈M测量放电电流，采用瞬态数据记录仪L记录基准放电电压U和电流波形I，其波形如图3所示。计算放电电流的频率和相邻峰值比，要求频率不低于4kHZ，相邻峰值比不小于0. 8。2、试品放电试验。去除试品短接线J1，接入试品Cx，同样进行电容器组充放电过程，记录试品放电电压电流波形。注入能量计算和试验结果判据根据能量焦耳积分法或者RLC回路电流法，计算试品注入能量。判断试品注入能量是否达到额定爆破能量要求，以及试品外壳及瓷套是否出现爆裂或漏油。如果能量未达到要求，则更换试品，调整回路参数重新试验，如果能量符合要求，试品未出现爆裂或漏油，则认为该试品通过试验。以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，并不以此限定本实用新型的保护范围。 任何基于本实用新型所作的等效变换电路，均属于本实用新型保护范围。
权利要求1.一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于包括装置由充电回路、电容器组及放电回路和测量系统三大部分；其中充电回路包括调压器(Tl)、变压器(T2)、保护电阻(R)、整流硅堆(D)和高压表(V)；电容器组及放电回路包括储能电容器组(C)、放电开关(K)、试品短接线(J1)、试品连接线(J2)；测量系统包括阻容分压器(Fr)、罗氏线圈(M)、 瞬态数据记录仪(L);所述的调压器(Tl)与变压器(T2)相连，变压器(T2) —端依次与保护电阻(R)和整流硅堆(D)串联，另一端接地(G);且所述的变压器(T2)依次与高压表(V)、储能电容器组(C)和阻容分压器(Fr)并联；所述的变压器(T2)与放电开关(K)和试品连接线 (J2)串联，且所述的试品连接线(J2)与试品短接线(Jl)并联；罗氏线圈(M)套装在试品连接线(J2)与接地(G)点之间的线路上；所述的阻容分压器(Fr)与罗氏线圈(M)之间连接有瞬态数据记录仪(L)。
2.如权利要求1所述的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于所述的储能电容器组(C)上下两层对称、水平呈扇状分布，储能电容器组(C)选择串联或并联方式，且并联1 一40台。
3.如权利要求1所述的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于所述的放电开关(K)采用球隙方式。
4.如权利要求1所述的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于所述的试品短接线(Jl)与试品连接线(J2)尽可能短，并采用软连接。
5.如权利要求1所述的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于所述的阻容分压器(Fr)测量储能电容器(C)电压信号，测量范围为0-50kV。
6.如权利要求1所述的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于所述的罗氏线圈(M)测量脉冲放电电流信号，其测量范围20 - 200kA，频响特性范围130Hz — 200kHz ο
7.如权利要求1所述的一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，其特征在于所述的瞬态数据记录仪(L)记录电压电流波形，最高采样率达到lOMS/s。
专利摘要本实用新型公开了一种电力电容器耐受爆破能量试验装置，包括装置由充电回路、电容器组及放电回路和测量系统三大部分；其中充电回路包括调压器、变压器、保护电阻、整流硅堆和高压表；电容器组及放电回路包括储能电容器组、放电开关、试品短接线、试品连接线；测量系统包括阻容分压器、罗氏线圈、瞬态数据记录仪。本实用新型装置其充电回路采用工频交流耐压装置加整流硅堆，可移动，平时不占装置空间；其电容器组及放电回路，能保证放电电流的频率和相邻峰值比符合要求；其测量系统采样频率高达10MS/s，满足高频大电流信号测量要求。
文档编号G01R31/12GK202221465SQ20112032540
公开日2012年5月16日 申请日期2011年9月1日 优先权日2011年9月1日
发明者严军, 吕丹, 夏嵘, 施明明, 李电, 沈勇, 洪金琪, 王国栋, 秋勇, 蔡重凯, 金百荣, 陈晓宇 申请人:绍兴电力局