专利名称：一种试验回路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力技术领域，特别涉及一种试验回路。
背景技术：
随着电力技术的发展，目前，电力行业标准GB1985_89(交流高压隔离开关和接地 开关)中明确规定了气体绝缘金属封闭开关设备(GISjasInsulated Switchgear)变电站 中的隔离开关必须进行开合小的容性电流试验方法，并推荐了试验回路，以此试验考核隔 离开关关合和开断小容性电流的能力。如图1所示，为现有技术中隔离开关试验接线回路的示意图，在该图1中，Ul表示 电源电压，试验时其交流电压幅值应为1.1/力倍额定电压；Cl为电源侧的附加集中电容，其 取值可参照标准GB1985-89中的规定选取；U2表示负载侧电源，试验时选取负极性直流电 压，幅值为1.1 χ /V^倍额定电压。DT表示被试隔离开关，DA表示辅助隔离开关。dl表示 DT的分闸触头到套管端头的距离；d2表示DT的分闸触头到DA的分闸触头的距离。为了获 得典型的非常快速瞬态(VFT，Very Fast Transient)的条件，比值d2/dl应在0. 36-0. 52 的范围内。标准GB1985-89推荐的试验接线回路的目的是考核隔离开关的开合小电流能力， 因此仅仅需要产生特快速瞬态过电压(VFT0，Very Fast TransientVoltage)即可。在这种 条件下产生的VFTO的波形不同于特高压GIS变电站中出现的VFTO的波形，并且难以判断 在工程中是否会出现VFTO幅值最大的情况。特高压GIS变电站中出现的VFTO是由电压波 在波阻抗不连续点发生多次折射和反射造成的，GIS接线方式的差异造成不同位置的隔离 开关操作时，VFTO的最大幅值出现的位置具有不确定性。因此，目前的电力行业标准提出的GIS中的隔离开关必须进行开合小的容性电流 试验回路不能真实反映特高压GIS变电站中出现的VFTO的波形，产生的VFTO最大值出现 的位置基本固定，即在开断的隔离开关的断口上。在对现有技术的研究和实践过程中，本实用新型的发明人发现，现有的实现方式 中，在GIS变电站中隔离开关操作时，产生最大的VFTO不一定出现在隔离开关的断口处，有 可能出现在母线上某一点，对于这种情况，目前电力行业标准提出的试验回路不能全面模 拟及测量GIS变电站出现的VFTO波形，具有非常大的局限性。

实用新型内容本实用新型实施例提供一种验回路，以模拟GIS变电站中在隔离开关设备断口和 GIS管道上出现的VFTO波形。为此，本实用新型提供一种试验回路，包括第一隔离开关设备、第二隔离开关设 备、第一隔离管套、第二隔离管套；其中，所述第一隔离开关设备的一端通过管道与所述第 二隔离开关设备的一端连接，所述第一隔离开关设备的另一端通过管道与所述第一隔离管 套一端连接，所述第二隔离开关设备的另一端通过管道与所述第二隔离管套的一端连接，还包括还包括分支母线，所述分支母线的一端连接在所述第一隔离开关设备和第一隔 离管套之间的管道上，另一端悬空，通过改变所述分支母线的长度来模拟GIS变电站中不 同的GIS接线方式下产生的特快速瞬态过电压。可选的，所述分支母线的一端连接在所述第一隔离开关设备和第一隔离管套之间 的管道上的连接方式为卡接、对接或用螺钉螺母连接。可选的，所述分支母线为气体绝缘金属封闭开关设备GIS管道，所述GIS管道的长 度为3m、6m或9m。可选的，所述分支母线为可调节的GIS管道，所述可调节的GIS管道的长度为2m 至 10m。可选的，所述第一隔离开关设备为被操作隔离开关DSl设备，所述第二隔离开关 设备为辅助隔离开关DA设备，第一隔离管套为连接电源的套管，第二隔离管套为连接负载 的套管；或者所述第一隔离开关设备为被操作的隔离开关DA设备，所述第二隔离开关设备为 辅助的隔离开关DSl设备，所述第一隔离管套为连接电源的套管，所述第二隔离管套为连 接负载的套管；或者所述第一隔离开关设备为辅助的隔离开关DSl设备，所述第二隔离开关设备为被 操作的隔离开关DA设备，所述第一隔离管套为连接负载的套管，所述第二隔离管套为连接 电源的套管。可选的，所述DSl设备与所述DA设备之间的管道的长度为5. 27m至7. 27m ；所述分支母线上的一端到第一隔离开关设备之间的管道长度为1.245m至 3. 245m ；所述分支母线上的一端到第一隔离管套之间的管道长度通过仿真得到，为10. 6m 至 12. 6mο可选的，所述DSl设备中带有分合闸电阻；所述DA设备中未带分合闸电阻。可选的，所述第一隔离开关设备的另一端通过管道与所述第一隔离管套的一端连 接包括所述第一隔离开关设备的另一端通过L型管道与所述第一隔离管套的一端连接；所述第二隔离开关设备的另一端通过管道与所述第二隔离管套的一端连接包括 所述第二隔离开关设备的另一端通过L型管道与所述第二隔离管套的一端连接。可选的，所述L型管道的拐角处可拆卸。由上述技术方案可知，本实用新型提出的试验回路可以模拟特高压变电站的多种 接线方式下进行隔离开关操作时产生的特快速瞬态过电压(VFTO)波形。本实用新型通 过在第一隔离开关设备和电源侧套管之间连接分支母线(即试验回路的带有分支这种结 构)，通过改变分支母线的长度模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式下所述第一隔离开关 设备和所述第二隔离开关设备之间管道上产生的VFT0。进一步，在本实用新型中，对试验回路的各个设备之间的管道长度有一定的要求， 比如DSl与DA之间的管道长度、DSl与BGl之间的管道长度、分支母线的管道长度等；进一步，为了便于设备的拆装，试验回路是用来便于改接线的“L型”结构。通过 "L型”结构可以方便的交换DSl和DA的位置。也就是说，本实用新型不但根据该试验回路 可以模拟GIS变电站中隔离开关操作时，在隔离开关断口和GIS管道上出现的VFT0。还可
4以通过改变接线回路的结构，模拟多种操作工况下的VFT0，在试验回路上测量的结果可反 映工程中出现的最大VFTO。

图1为现有技术中隔离开关试验接线回路的示意图；图2为本实用新型中提供的一种试验回路的结构示意图；图3为本实用新型中提供的特高压变电站GIS中的VFTO测量试验回路的结构示 意图；图4为本实用新型中提供的试验回路的立体结构图；图5A为本实用新型中提供的试验回路的主视图；图5B为本实用新型中提供的试验回路的俯视图；图6为本实用新型中提供的交换DSl和DA的位置时的拆装示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型的实施例进行详细描述。请参阅图2为本实用新型中提供的一种试验回路的结构示意图；所述试验回路包 括第一隔离开关设备21、第二隔离开关设备22、第一隔离管套23、第二隔离管套24以及 分支母线25 ；其中，所述第一隔离开关设备21的一端通过管道与所述第二隔离开关设备22 的一端连接，所述第一隔离开关设备21的另一端通过管道与所述第一隔离管套23 —端连 接，所述第二隔离开关设备22的另一端通过管道与所述第二隔离管套24的一端连接，所述 分支母线25的一端连接在所述第一隔离开关设备21和第一隔离管套23之间的管道上，所 述分支母线的另一端悬空，通过改变分支母线的长度来模拟GIS变电站中不同的GIS接线 方式(即不同的试验回路)下产生的特快速瞬态过电压，即所述第一隔离开关设备和所述 第二隔离开关设备之间产生的VFT0。本实用新型提出的试验回路与特高压气体绝缘金属封闭开关设备(GIS，Gas Insulated Switchgear)变电站中的隔离开关设备(比如第一隔离开关设备和/或所述第 二隔离开关设备等，下同)操作时的接线方式基本一致，可以真实的再现特高压GIS变电站 中隔离开关设备操作产生的特快速瞬态过电压(VFTO)的波形。也就是说，利用本实用新型 所述技术方案的试验回路，可以模拟GIS变电站中，在隔离开关设备操作时，模拟隔离开关 设备断口和GIS管道上出现的VFTO波形。另外，该试验回路结合了工程中的实际GIS变电 站的尺寸，在试验回路上测量的结果可反映工程中出现的最大VFTO的电压，并通过分支母 线可改变试验回路结构，从而模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式下隔离开关设备之间 产生的VFTO的电压。可选的，所述分支母线的一端连接在所述第一隔离开关设备和第一隔离管套之间 的管道上的连接方式为卡接、对接或用螺钉螺母连接。或者为GIS变电站中各设备之间的 标准连接。可选的，所述分支母线为气体绝缘金属封闭开关设备GIS管道，但并不限于此。通 常情况下，所述GIS管道的长度可以为3m、6m或9m，但并不下限于此，也可以根据第一隔离 开关设备和第二隔离开关设备之间的距离，以及第一隔离开关设备与分离母线的距离进行适应性的修改，本实施例不做限制。可选的，所述分支母线也可以为两段GIS管道，通常情况下，每段GIS管道的长度 分别为3m和6m，当然也可以适应性修改，本实施例不作限制；另外，所述分支母线也可以为 可调节的GIS管道，比如为可调节的两段GIS管道，或者，可调节的三截GIS管道等，其所述 可调节的GIS管道的长度一般情况下为2m至10m，但也可以实际的应用进行适应性修改，本 实施例不作限制。可选的，当所述第一隔离开关设备为被操作隔离开关DSl设备时，所述第二隔离 开关设备为辅助隔离开关DA设备，第一隔离管套为连接电源的套管，第二隔离管套为连接 负载的套管；或者所述第一隔离开关设备为被操作的隔离开关DA设备，所述第二隔离开关设备为 辅助的隔离开关DSl设备，所述第一隔离管套为连接电源的套管，所述第二隔离管套为连 接负载的套管；或者所述第一隔离开关设备为辅助的隔离开关DSl设备，所述第二隔离开关设备为被 操作的隔离开关DA设备，所述第一隔离管套为连接负载的套管，所述第二隔离管套为连接 电源的套管。可选的，所述DSl设备与所述DA设备之间的管道的长度为5. 27m至7. 27m ；所述分支母线上的一端到第一隔离开关设备之间的管道长度为1.245m至 3. 245m。可以按照第一隔离开关设备和分支母线的最小长度来确定。可选的，所述分支母线上的一端到第一隔离管套之间的管道长度通过仿真得到， 为10. 6m 至 12. 6mO可选的，所述DSl设备中带有分合闸电阻；所述DA设备中未带分合闸电阻。可选的，所述第一隔离开关设备与连接在所述第一隔离开关设备和第一隔离管 套之间的管道上的分支母线的一端之间的长度可以为1.245m至3. 245m，一般情况下为 2. 245m ；或者，为3. 475m至5. 475m, 一般情况下为4. 475m。但并不限于此，也可以根据实际 应用进行修改。可选的，为了便于改变试验回路中的接线，所述第一隔离开关设备的另一端通过 管道与所述第一隔离管套的一端连接包括所述第一隔离开关设备的另一端通过L型管道 与所述第一隔离管套的一端连接；所述第二隔离开关设备的另一端通过管道与所述第二隔离管套的一端连接包括 所述第二隔离开关设备的另一端通过L型管道与所述第二隔离管套的一端连接。其中，所 述L型管道的拐角处可拆卸。本实用新型提出的试验回路不同于标准推荐的试验回路，本实用新型中的试验回 路的结构可以模拟特高压变电站的多种接线方式下进行隔离开关操作时产生的VFT0。本 实用新型通过在DSl设备和电源侧套管之间连接分支母线(即试验回路的带有分支这种结 构)，通过改变所述分支母线的长度来模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式下所述DSl设 备和所述DA设备之间产生的瞬态过电压。同时，在本实用新型中，对试验回路的尺寸有一 定的要求，比如DSl与DA之间的管道长度、DSl与BGl之间的管道长度、分支母线的管道长 度等；另外，为了便于设备的拆装，试验回路是用来便于改接线的“L型”结构。通过“L型” 结构可以方便的交换DSl和DA的位置。也就是说，本实用新型不但根据该试验回路可以模拟GIS变电站中隔离开关操作时，在隔离开关断口和GIS管道上出现的VFT0。还可以通过 改变接线回路的结构，模拟多种操作工况下的VFT0，在试验回路上测量的结果可反映工程 中出现的最大VFT0。为了便于本领域技术人员的理解，下面以具体的应用实例来说明。还请参阅图3，为本实用新型中提供的一种特高压变电站GIS中的VFTO测量试验 回路的结构示意图，在该实施例中，第一隔离开关设备以被操作隔离开关DS1、第二隔离开 关设备以辅助隔离开关DA、第一隔离管套BGl以连接电源侧、第二隔离管套BG2以连接负 载侧为例，分支母线以Ml和M2为例，但并不限于此，在该实施例中，还可以互换DSl和DA 位置，即所述第一隔离开关设备为被操作的隔离开关DA设备，所述第二隔离开关设备为辅 助的隔离开关DSl设备，第一隔离管套为连接电源的套管，与第二隔离开关设备连接的第 二隔离管套为连接负载的套管。还可以是所述第一隔离开关设备为辅助的隔离开关DSl 设备，所述第二隔离开关设备为被操作的隔离开关DA设备，第一隔离管套为连接负载的套 管，与第二隔离开关设备连接的第二隔离管套为连接电源的套管。其实现过程类似，具体详 见下述。如图3所示，试验回路的主体为BGl与BG2之间的这一部分。在该实施例中，Ul表 示电源电压，试验时其交流电压幅值应为1.1/力倍额定电压；Cl为电源侧的附加集中电容， 其取值可参照标准GB1985-89中的规定选取；U2表示负载侧电压，试验时选取负极性直流 电压，幅值为l.lxV^/万倍额定电压；BGl和BG2分别为电源侧和负载侧的特高压套管，DSl 和DA分别被操作隔离开关和辅助隔离开关，二者统称为GIS隔离开关，DSl中带有分合闸 电阻，DA中未带分合闸电阻，试验回路中其它部分为GIS管道。试验回路中的各设备尺寸 为特高压GIS设备的尺寸，不同的制造厂家的各设备尺寸有所不同。其各个设备之间的连 接按照GIS设备之间的标准连接。在本实用新型中采用带有分合闸电阻的DS1，其目的是可以用来研究VFTO的限制 措施。本实用新型中还可以通过改变分支母线的长度来模拟GIS变电站中不同的GIS接线 方式下产生的VFTO的最大值。具体如图3所示，本实用新型在BGl和DSl之间的管道上连 接一段分支母线，通过改变分支母线的长度来模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式下产 生的VFTO的最大值。根据我国特高压GIS变电站的实际结构，本实用新型中提出了 DSl和DA段的管道 的电气连接长度为6. 27m。该长度的选取原则为与我国特高压变电站中隔离开关与断路 器断口间的电气长度基本一致。我国的特高压变电站的隔离开关与断路器断口间的距离大 致在6m与7m之间。以下的管道长度均指电气连接长度。对于DSl与Ml段管道的长度，本实用新型中根据变电站中DSl隔离开关与分支回 路的最小长度，以及GIS设备本身最小要求，取为2. 245m,但并不限于此，也可以根据实际 应用进行适应性修改，本实用新型不作限制。对于Ml与BGl的长度通过仿真计算的方法可以得到。仿真时，将BGl与Ml段管 道的长度和Ml与M2段管道的长度作为变量，计算得到在BGl与Ml段管道的长度为11. 6m、 Ml与M2段管道的长度为9m时，操作试验回路中的GIS隔离开关处可以出现最大的VFT0， 其计算的过程为计算采用EMTP电磁暂态计算程序编程进行，时先将BGl与Ml段管道的长 度作为定值，改变Ml与M2段管道的长度，得到一系列的计算结果；然后改变BGl与Ml段管
7道的长度，再取一个值，仍将它作为定值，再改变Ml与M2段管道的长度，得到一系列的计算 结果……，选取这些计算结果中的最大值，对应的BGl与Ml段管道长度为11.6m，Ml与M2 段管道的长度为9m。在该试验中，BGl与Ml段管道的长度是指Ml到BGl末端的长度，BGl作为套管，本 身长度为13. 15m。由于试验回路主要用于测量交流电源侧(Ul侧)隔离开关操作时产生 的VFT0，因此对直流电源侧(U2侧)的GIS长度不做要求，即DA与BG2段管道的长度不做 要求，可由试验者自由选择。本实用新型推荐的DA与BG2的长度为4. 475m。其测量试验时 的操作步骤主要如下先确定DSl和DA所处的分闸位置；之后，改变所述分支母线的长度， 模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式，比如改变所述分支母线的长度为3米，即DSl带3 米的分支母线的试验回路结构；然后，先闭合DA，使DSl和DA之间的管道带上直流电压，然 后断开DA ；闭合DSl，使试验回路中DSl和DA之间产生VFTO ；断开DSl，使试验回路中产生 VFTO ；完成一次测量。也就是说，在测量时，可以通过改变所述分支母线的长度，来模拟GIS 变电站中不同的GIS接线方式下，试验回路中产生的VFT0，以便于根据试验回路上测量的 结果来反映工程中出现的最大VFTO的电压。本实用新型所述的试验回路不仅可以测量最大的VFT0，还可以研究回路结构对 VFTO的影响。我国特高压变电站采用GIS时，GIS隔离开关开断和闭合母线段(即GIS管 道)时，母线段的长度基本包含在3m 9m的范围内。本实用新型所述的试验回路在用于 研究试验回路对VFTO的影响时，可将分支母线Ml与M2段管道的长度进行调整。分支母线 的长度可根据特高压变电站的GIS接线特点，分别调整为具有代表性的0m、3m、6m和3m+6m 四种情况，但并不限于此，还可以根据实际应用进行调整，比如10、15或20等。其中，分支 母线由两段GIS管道构成，长度分别为3m和6m，并不限于此。当分支母线不接入试验回路 时，即分支母线长度为Om时，本实用新型提出的试验回路即为标准GB1985-89推荐的隔离 开关试验接线回路。本实用新型所述的试验回路同时可以研究VFTO的限制措施。在试验回路中，DSl 安装有分合闸电阻，DA未装分合闸电阻。如回路按照图2所示的连接，操作DS1，可测量带 有限制措施(限制措施即为隔离开关带分合闸电阻)情况下的VFTO波形。交换DSl与DA 的位置，通过操作DA产生VFT0，可测量未采取限制措施时的VFTO波形。其具体如图4所 示，为本实用新型中提供的试验回路的立体结构图。在本实用新型中，可以改变试验回路的回路接线，所述改变回路接线实际上包括 改变分支母线的长度和交换交换DSl和DA的位置两种独立事件，本实用新型中可以交换 DSl和DA的位置，在上述实施例中，也可以交换与DSl和DA相连的电源和负载的位置，即电 源与DA连接，负载与DSl连接，并操作DA。交换的目的是通过操作不同的DSl或者DA，研 究DSl带有分合闸电阻时或者DA不带分合闸电阻时的VFT0。为了便于试验回路中各设备(比如DSl和DA)的拆装，Ml与BGl段管道和DA与 BG2段管道采用“L型”连接。在交换DSl和DA的位置时，可从“L型”拐弯处进行拆卸，依 次拆除I、II、III、IV部分，避免将试验回路全部拆除重新安装，其具体如图5A和图5B所 示，图5A和5B分别为本实用新型中提供的试验回路的主视图和俯视图。拆除后的重新安装试验回路的过程为依次安装IV、III、II、I。其具体如图6所 示，为本实用新型中提供的交换DSl和DA的位置时的拆装示意图。[0062]本实用新型提出的试验回路与特高压GIS变电站隔离开关操作时的接线方式基 本一致，可以真实的再现特高压GIS变电站中隔离开关操作产生的VFT0。其优点在于，可以 模拟GIS变电站中隔离开关操作时，在隔离开关断口和GIS管道上出现的VFT0。同时，试验 回路结合了工程中的实际变电站尺寸，在试验回路上测量的结果可反映工程中出现的最大 VFTO0以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技 术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和 润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求一种试验回路，包括第一隔离开关设备、第二隔离开关设备、第一隔离管套、第二隔离管套；其中，所述第一隔离开关设备的一端通过管道与所述第二隔离开关设备的一端连接，所述第一隔离开关设备的另一端通过管道与所述第一隔离管套一端连接，所述第二隔离开关设备的另一端通过管道与所述第二隔离管套的一端连接，其特征在于，还包括分支母线，所述分支母线的一端连接在所述第一隔离开关设备和第一隔离管套之间的管道上，另一端悬空，通过改变所述分支母线的长度来模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式下产生的特快速瞬态过电压。
2.根据权利要求1所述的试验回路，其特征在于，所述分支母线的一端连接在所述第 一隔离开关设备和第一隔离管套之间的管道上的连接方式为卡接、对接或用螺钉螺母连 接。
3.根据权利要求1所述的试验回路，其特征在于，所述分支母线为气体绝缘金属封闭 开关设备GIS管道；所述GIS管道的长度为3m、6m或9m。
4.根据权利要求1所述的试验回路，其特征在于，所述分支母线为可调节的GIS管道， 所述可调节的GIS管道的长度为2m至10m。
5.根据权利要求1所述的试验回路，其特征在于，所述第一隔离开关设备为被操作隔 离开关DSl设备，所述第二隔离开关设备为辅助隔离开关DA设备，第一隔离管套为连接电 源的套管，第二隔离管套为连接负载的套管；或者所述第一隔离开关设备为被操作的隔离开关DA设备，所述第二隔离开关设备为辅助 的隔离开关DSl设备，所述第一隔离管套为连接电源的套管，所述第二隔离管套为连接负 载的套管；或者所述第一隔离开关设备为辅助的隔离开关DSl设备，所述第二隔离开关设备为被操作 的隔离开关DA设备，所述第一隔离管套为连接负载的套管，所述第二隔离管套为连接电源的套管。
6.根据权利要求5所述的试验回路，其特征在于，所述DSl设备与所述DA设备之间的 管道的长度为5. 27m至7. 27m ；所述分支母线上的一端到第一隔离开关设备之间的管道长度为1. 245m至3. 245m ； 所述分支母线上的一端到第一隔离管套之间的管道长度通过仿真得到，为10. 6m至12. 6mο
7.根据权利要求5所述的试验回路，其特征在于，所述DSl设备中带有分合闸电阻；所 述DA设备中未带分合闸电阻。
8.根据权利要求1至7任一项所述的试验回路，其特征在于，所述第一隔离开关设备的 另一端通过管道与所述第一隔离管套的一端连接包括所述第一隔离开关设备的另一端通 过L型管道与所述第一隔离管套的一端连接；所述第二隔离开关设备的另一端通过管道与所述第二隔离管套的一端连接包括所述 第二隔离开关设备的另一端通过L型管道与所述第二隔离管套的一端连接。
9.根据权利要求8所述的试验回路，其特征在于，所述L型管道的拐角处可拆卸。
专利摘要本实用新型提供一种试验回路，所述试验回路包括第一隔离开关设备、第二隔离开关设备、第一隔离管套、第二隔离管套；第一隔离开关设备的一端通过管道与第二隔离开关设备的一端连接，第一隔离开关设备的另一端通过管道与第一隔离管套一端连接，第二隔离开关设备的另一端通过管道与第二隔离管套的一端连接，还包括分支母线，分支母线的一端连接在第一隔离开关设备和第一隔离管套之间的管道上，另一端悬空，通过改变分支母线的长度来模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式，以模拟GIS变电站中不同的GIS接线方式下隔离开关断口和GIS管道上出现的VFTO波形。
文档编号G01R31/327GK201751858SQ201020231160
公开日2011年2月23日 申请日期2010年6月17日 优先权日2010年6月17日
发明者何慧雯, 吴军辉, 周沛洪, 戴敏, 李振强, 李文艺, 林集明, 谷定燮, 陈国强, 陈维江, 韩彬 申请人:国网电力科学研究院;国家电网公司;中国电力科学研究院;河南平高电气股份有限公司