專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于電力輸電設(shè)備試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于高壓斷路器關(guān)合試 驗(yàn)的裝置。
背景技術(shù)：
[0002]高壓斷路器運(yùn)行在系統(tǒng)中，是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護(hù)設(shè)備，能夠開(kāi)斷、關(guān) 合及承載運(yùn)行線路的正常電流，也能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)承載、關(guān)合及開(kāi)斷規(guī)定的異常電流。為了 考核斷路器的性能，以確保其運(yùn)行的可靠性，需采取必要的試驗(yàn)方式對(duì)其進(jìn)行考核?？己说?主要目的在于驗(yàn)證高壓斷路器能夠滿足預(yù)期要求，即能夠在系統(tǒng)最嚴(yán)苛情況下可靠動(dòng)作。 其中需驗(yàn)證的重要一個(gè)性能就是關(guān)合短路故障。[0003]電力系統(tǒng)中的電力設(shè)備或輸電線路在未投入運(yùn)行前就已經(jīng)存在絕緣故障，甚至處 于短路狀態(tài)，這種故障成為“預(yù)伏故障”。當(dāng)斷路器關(guān)合有預(yù)伏故障的電路時(shí)，在關(guān)合過(guò)程 中，常在動(dòng)靜觸頭尚未接觸前，在電源電壓作用下，觸頭間隙擊穿(通常稱(chēng)為預(yù)擊穿)，隨即 出現(xiàn)短路電流。在關(guān)合過(guò)程中出現(xiàn)短路電流，會(huì)對(duì)斷路器的關(guān)合造成很大的阻力，這是由于 短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力造成的。有的情況下，甚至出現(xiàn)觸頭合不到底的情況。此時(shí)觸頭間 形成持續(xù)電弧，造成斷路器的嚴(yán)重?fù)p壞甚至爆炸。為了避免出現(xiàn)上述情況，斷路器應(yīng)具有足 夠的關(guān)合短路故障的能力。[0004]GB/T 1984-2003《高壓交流斷路器》6. 104. 2. 1中指出斷路器關(guān)合額定短路關(guān)合 電流的能力在試驗(yàn)方式TlOOs中驗(yàn)證。6. 104中給出了關(guān)合前的外施電壓和關(guān)合電流的規(guī) 定。6. 104. 2. 2中確定了三相試驗(yàn)和單相試驗(yàn)的試驗(yàn)程序。如果電源為理想電源，則在額 定操作中可直接滿足試驗(yàn)要求。但對(duì)于試驗(yàn)室，受設(shè)備容量的限制，對(duì)于電壓等級(jí)較高(> 126kV)的斷路器，不可能直接滿足全部的開(kāi)斷和關(guān)合要求，因此標(biāo)準(zhǔn)提出采用分步試驗(yàn)對(duì) 斷路器的開(kāi)斷和關(guān)合能力進(jìn)行考核。TlOOs可分為關(guān)合試驗(yàn)TlOOs (a)和TlOOs (b)進(jìn)行。[0005]當(dāng)采用一個(gè)電源分步進(jìn)行也無(wú)法滿足試驗(yàn)要求時(shí)，試驗(yàn)室采用合成試驗(yàn)方式進(jìn)行 試驗(yàn)。當(dāng)采用合成法進(jìn)行合成關(guān)合試驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)回路有相關(guān)規(guī)定，并有特殊要求。從標(biāo) 準(zhǔn)出發(fā)，試驗(yàn)室回路必須能夠滿足全電壓關(guān)合，最大非對(duì)稱(chēng)電流關(guān)合及全電壓開(kāi)斷等。目前 試驗(yàn)室沒(méi)有現(xiàn)成的可滿足試驗(yàn)要求回路，試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備和回路能夠滿足最大非對(duì)稱(chēng)關(guān)合 及全電壓開(kāi)斷，但全電壓關(guān)合還是空白。[0006]全電壓關(guān)合回路中的關(guān)鍵設(shè)備為關(guān)合裝置，國(guó)內(nèi)外各試驗(yàn)所采用的關(guān)合裝置也不 盡相同。我國(guó)西安高壓電器研究院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)西高院)在上世紀(jì)80年代完成了 IlOkV, 31. 5kA全電壓關(guān)合試驗(yàn)用關(guān)合裝置，但未投入工業(yè)化運(yùn)行。國(guó)外ABB的Ludvika試驗(yàn)站、 西門(mén)子試驗(yàn)站及印度容量試驗(yàn)站采用俄羅斯空氣間隙關(guān)合裝置，CESI采用等離子槍關(guān)合裝 置；KEMA采用自主研發(fā)的關(guān)合裝置。[0007]現(xiàn)有關(guān)合裝置理論上可實(shí)現(xiàn)IlOkV斷路器的全電壓關(guān)合試驗(yàn)，但沒(méi)有投入工業(yè)化 運(yùn)行，同時(shí)無(wú)法滿足更高電壓等級(jí)斷路器的關(guān)合試驗(yàn)要求，本實(shí)用新型旨在解決這一技術(shù) 問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)全電壓關(guān)合試驗(yàn)回路能力的提升。本實(shí)用新型完成后可實(shí)現(xiàn)^OkV及以下斷路器的全電壓關(guān)合試驗(yàn)，填補(bǔ)此項(xiàng)空白，提高試驗(yàn)?zāi)芰Α?實(shí)用新型內(nèi)容[0008]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于高壓斷路器關(guān)合 試驗(yàn)的裝置，該裝置與試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備結(jié)合形成可實(shí)現(xiàn)額定電壓550kV及以下斷路器全電 壓關(guān)合試驗(yàn)的回路。[0009]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決的[0010]這種用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置，該裝置由兩個(gè)相同試驗(yàn)回路連接構(gòu)成；所 述試驗(yàn)回路包括第一石墨球、第二石墨球、第一電容、第二電容、第一電阻和第二電阻，所述 第一電容、第二電容和第二石墨球串聯(lián)成回路，所述第一電阻與第二電容并聯(lián)，所述第二電 阻、第一石墨球與所述第二電容串聯(lián)形成回路，所述第一石墨球與第二石墨球連接。[0011]以上構(gòu)成本實(shí)用新型所述裝置的兩個(gè)所述試驗(yàn)回路中的兩個(gè)第二電容相互串接。[0012]本實(shí)用新型的用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，而且能夠與 試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備結(jié)合形成可實(shí)現(xiàn)額定電壓^OkV及以下斷路器全電壓關(guān)合試驗(yàn)的回路?？?服了現(xiàn)有關(guān)合裝置無(wú)法滿足更高電壓等級(jí)斷路器的關(guān)合試驗(yàn)要求，實(shí)現(xiàn)全電壓關(guān)合試驗(yàn)回 路能力的有效提升。


[0013]圖1為全電壓關(guān)合試驗(yàn)回路；[0014]圖2為本實(shí)用新型的關(guān)合裝置調(diào)試回路。
具體實(shí)施方式
[0015]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述[0016]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的該種用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置(圖1虛線框內(nèi)所 示)由兩個(gè)相同試驗(yàn)回路連接構(gòu)成，每個(gè)試驗(yàn)回路包括有第一石墨球Bi、第二石墨球B2、第 一電容C、第二電容Cl、第一電阻R2和第二電阻R3。其中的連接關(guān)系為第一電容C、第二 電容Cl和第二石墨球B2串聯(lián)成回路，第一電阻R2與第二電容Cl并聯(lián)，第二電阻R3、第一 石墨球Bl與第二電容Cl串聯(lián)形成回路，第一石墨球Bl與第二石墨球B2連接。如圖中所 示，兩個(gè)試驗(yàn)回路中的連接關(guān)系為各試驗(yàn)回路中的第二電容Cl相互串接，即第一個(gè)試驗(yàn) 回路(圖中虛線框左部分)的第一電阻R2、第二電容Cl、第二電阻R3和第二石墨球B2的 一端連接至一點(diǎn)后于第二個(gè)試驗(yàn)回路(圖中虛線框右部分)的第一電阻R2、第二電容Cl、 第二電阻R3和第二石墨球B2的連接點(diǎn)連接。[0017]本實(shí)用新型需要實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備的配合連接，如圖所示，在該裝置的兩端分別 連接有用于提供大電流的大電流回路和用于提供電壓的電壓源回路。大電流回路由 U-Ll-HK-TRV構(gòu)成；電壓源回路由Z-L-&構(gòu)成。另外還設(shè)有為關(guān)合裝置貫穿后合閘的輔助 斷路器AB，輔助斷路器AB兩端分別連接至兩個(gè)試驗(yàn)回路的第二石墨球B2的外端。被試斷 路器TB連接在左端靠近電壓源回路的一邊，其中被試斷路器TB —端接到電壓源回路和大 電流回路的公共接地端，被試斷路器TB的另一端連接到電壓源回路的輸出端。[0018]以下對(duì)本實(shí)用新型的工作過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)介紹[0019]大電流回路供給關(guān)合試驗(yàn)所需的短路關(guān)合電流或供給合成試驗(yàn)所需的短路關(guān)合 和開(kāi)斷電流。電壓源回路供給被試斷路器TB關(guān)合電壓。試驗(yàn)前，輔助斷路器AB和被試斷 路器TB均在分開(kāi)位置。試驗(yàn)時(shí)，電壓源回路充電至所需電壓，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，合上合閘開(kāi)關(guān)。 被試斷路器TB關(guān)合時(shí)，在外施電壓下發(fā)生預(yù)擊穿。由于第一電容C上充有電壓，于是通過(guò) 第一電阻R2和第二電容Cl的并聯(lián)支路。因預(yù)擊穿而導(dǎo)通了的被試斷路器TB以及電容放 電，第二電容Cl兩端的電壓急劇上升。當(dāng)電壓到達(dá)第一石墨球Bl觸發(fā)間隙的擊穿電壓時(shí)， 觸發(fā)間隙擊穿，第二電容Cl向觸發(fā)間隙放電，形成強(qiáng)烈的觸發(fā)火花。如果此時(shí)第一電容C 仍保有足夠高的電壓，則第二石墨球B2將觸發(fā)擊穿，短路關(guān)合電流通過(guò)第二石墨球B2流向 被試斷路器TB，實(shí)現(xiàn)了被試斷路器TB在規(guī)定的外施電壓下發(fā)生預(yù)擊穿，而后立即流過(guò)規(guī)定 的短路電流這一合成關(guān)合試驗(yàn)。[0020]為了減輕短路電流對(duì)第二石墨球B2的燒傷，避免電弧亂飛和消除第二石墨球B2 的電弧電壓對(duì)回路電流的影響，輔助斷路器AB在回路接通后數(shù)十毫秒合上。[0021]通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，斷路器關(guān)合過(guò)程中，發(fā)生預(yù)擊穿時(shí)第一石墨球Bl上出現(xiàn)了預(yù)期 的過(guò)電壓，根據(jù)小球距離可調(diào)，可選擇適當(dāng)?shù)膿舸r(shí)刻，第一石墨球Bl擊穿后第二石墨球 B2上隨即出現(xiàn)過(guò)電壓，第二石墨球B2球距亦可調(diào)，假設(shè)實(shí)際中已調(diào)至適當(dāng)球距，則第二石 墨球B2貫穿。即刻大電流被引入至被試斷路器TB，實(shí)現(xiàn)斷路器的全電壓關(guān)合。[0022]圖2所示為本實(shí)用新型裝置的調(diào)試回路，Z1-L1-Cd構(gòu)成關(guān)合后提供大電流的回路； AB為關(guān)合裝置貫穿后合閘的輔助斷路器；TB為被試斷路器；Z-L-&為電壓源回路；虛線框 內(nèi)為本實(shí)用新型所述的關(guān)合實(shí)驗(yàn)的裝置，為兩個(gè)相同模塊串聯(lián)構(gòu)成，其中Bi、B2分別為模 塊用石墨球，C、Cl、R2、R3為構(gòu)成模塊的電容和電阻元件。[0023]2.關(guān)合回路的調(diào)試及改進(jìn)[0024]通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬分析，確定了關(guān)合裝置各元件的選型和相對(duì)應(yīng)的回路參數(shù)。根據(jù) 關(guān)合裝置各元件的外形尺寸和絕緣要求，以及關(guān)合裝置模塊的回路結(jié)構(gòu)，進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)。本 實(shí)用新型屬于自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和安裝，在關(guān)合裝置就位后，結(jié)合試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備對(duì)裝置及回 路進(jìn)行調(diào)試。[0025]為增加調(diào)試效率，實(shí)際調(diào)試回路中電流源由振蕩回路提供，調(diào)試電壓達(dá)到預(yù)期要 求，發(fā)生預(yù)擊穿時(shí)刻到大電流引入時(shí)間也滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，從而實(shí)現(xiàn)高壓斷路器的全電壓關(guān)合試驗(yàn)。
權(quán)利要求1.一種用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置，其特征在于，該裝置由兩個(gè)相同試驗(yàn)回路連 接構(gòu)成；所述試驗(yàn)回路包括第一石墨球(Bi)、第二石墨球(B2)、第一電容(C)、第二電容 (Cl)、第一電阻(R2)和第二電阻(R3)，所述第一電容(C)、第二電容(Cl)和第二石墨球 (B2)串聯(lián)成回路，所述第一電阻(R2)與第二電容(Cl)并聯(lián)，所述第二電阻(R3)、第一石墨 球(Bi)與所述第二電容(Cl)串聯(lián)形成回路，所述第一石墨球(Bi)與第二石墨球(B2)連 接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置，其特征在于，兩個(gè)所述試 驗(yàn)回路中的兩個(gè)第二電容(Cl)相互串接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置，該裝置由兩個(gè)相同試驗(yàn)回路連接構(gòu)成；試驗(yàn)回路包括第一石墨球、第二石墨球、第一電容、第二電容、第一電阻和第二電阻，第一電容、第二電容和第二石墨球串聯(lián)成回路，第一電阻與第二電容并聯(lián)，第二電阻、第一石墨球與第二電容串聯(lián)形成回路，第一石墨球與第二石墨球連接。本實(shí)用新型的用于高壓斷路器關(guān)合試驗(yàn)的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，而且能夠與試驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備結(jié)合形成可實(shí)現(xiàn)額定電壓550kV及以下斷路器全電壓關(guān)合試驗(yàn)的回路?？朔爽F(xiàn)有關(guān)合裝置無(wú)法滿足更高電壓等級(jí)斷路器的關(guān)合試驗(yàn)要求，實(shí)現(xiàn)全電壓關(guān)合試驗(yàn)回路能力的有效提升。
文檔編號(hào)G01R31/333GK201819973SQ20102058475
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者姚斯立, 孫梅, 李剛, 杜煒 申請(qǐng)人:中國(guó)西電電氣股份有限公司