本發(fā)明涉及電力設(shè)備性能研究領(lǐng)域，具體涉及對沖擊電容器在直流疊加沖擊電壓下的絕緣狀態(tài)進行研究的一種產(chǎn)生直流疊加沖擊電壓的試驗電路。

背景技術(shù)：

特高壓直流輸電技術(shù)已經(jīng)逐步應用得越發(fā)廣泛，在我國特高壓電網(wǎng)建設(shè)中，特高壓直流輸電主要用于遠距離、中間無落點、無電壓支撐的大功率輸電工程。特高壓直流輸電設(shè)備主要包括：換流閥、換流變壓器、平波電抗器、交流濾波器等。相對于傳統(tǒng)的高壓直流輸電，特高壓直流輸電的直流側(cè)電壓更高。容量更大，因此對換流閥、換流變壓器、直流濾波器和避雷器等設(shè)備提出了更高的要求。

實際運行中，高壓換流站極中性母線內(nèi)部過電壓對中性母線設(shè)備會產(chǎn)生嚴重危害。其中，直流輸電中復合電壓對沖擊電容器的損害是最為明顯的，在實際情況中，沖擊電容器的絕緣性能在直流疊加沖擊電壓作用下逐漸下降，以致發(fā)生電容器擊穿等故障。

為了評價沖擊電容器在直流疊加沖擊電壓下的絕緣狀態(tài)，需要搭建直流疊加沖擊電壓試驗電路，但現(xiàn)有技術(shù)方案中對該類型電路均未涉及。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題提供一種產(chǎn)生直流疊加沖擊電壓的試驗電路。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種產(chǎn)生直流疊加沖擊電壓的試驗電路，包括用于與測試品串聯(lián)構(gòu)成測試回路的第二電阻、沖擊電壓發(fā)生器和直流電壓發(fā)生器，直流電壓發(fā)生器產(chǎn)生穩(wěn)定的直流電壓，第二電阻起限流作用，防止測試品被擊穿后的電流過大，保證試驗安全；在沖擊電壓發(fā)生器上并聯(lián)有用于調(diào)節(jié)衰減震蕩波的調(diào)制電路，調(diào)制電路與沖擊電壓發(fā)生器構(gòu)成調(diào)制回路。整個裝置串聯(lián)加載在測試品上，電路正常工作后，直流電壓發(fā)生器產(chǎn)生的直流電壓疊加上沖擊電壓發(fā)生器經(jīng)過調(diào)制回路調(diào)制后產(chǎn)生的衰減振蕩波對測試品進行加壓試驗。本電路能產(chǎn)生直流疊加沖擊的復合電壓，與測試品的實際工況相符，可用于對測試品在直流疊加沖擊電壓下的絕緣狀態(tài)進行研究。在試驗過程中，直流電壓通過沖擊電壓發(fā)生器、第二電阻施加在測試品兩端；沖擊電壓則通過直流電壓發(fā)生器和第二電阻施加在測試品兩端，形成復合工況下的電容絕緣性能測試回路；電壓幅值不斷加大，一旦達到測試品的擊穿電壓幅值，測試品將發(fā)生擊穿，而第二電阻可以在測試品擊穿時將電流控制在安全范圍，采用該電路即可對測試品的絕緣狀態(tài)進行研究。

作為優(yōu)選，所述調(diào)制電路包括相串聯(lián)的第一電阻和電感。利用第一電阻和電感的串聯(lián)構(gòu)成調(diào)制電路，其兩端分別連接在沖擊電壓發(fā)生器上與沖擊電壓發(fā)生器一同構(gòu)成調(diào)制回路，該回路為二階振蕩電路。通過調(diào)節(jié)調(diào)制電感的電感值和調(diào)制電阻的阻抗值可以改變所產(chǎn)生震蕩波的振蕩頻率和衰減時間，振蕩波的峰值由沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生電壓決定。

作為優(yōu)選，所述沖擊電壓發(fā)生器的信號端和直流電壓發(fā)生器的信號端均連接在工控機上，利用工控機對直流電壓發(fā)生器和沖擊電壓發(fā)生器的工作狀態(tài)進行控制，實現(xiàn)試驗的啟停。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明利用直流電壓發(fā)生器產(chǎn)生直流電壓疊加上沖擊電壓發(fā)生器經(jīng)過調(diào)制回路調(diào)制后產(chǎn)生衰減振蕩波對測試品進行加壓試驗，為電容絕緣性能測試提供電路硬件支撐。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明直流疊加沖擊電壓試驗電路圖。

圖2為圖1的等效電路。

圖3為本發(fā)明試驗電路仿真時試品電壓和沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生波形比較圖，其中，實線表示試品電壓，虛線表示沖擊電壓，單位為10⁴V。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施例和附圖，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1

如圖1所示一種產(chǎn)生直流疊加沖擊電壓的試驗電路，包括用于與測試品串聯(lián)構(gòu)成測試回路的第二電阻R2、沖擊電壓發(fā)生器和直流電壓發(fā)生器，在沖擊電壓發(fā)生器上并聯(lián)有用于調(diào)節(jié)衰減震蕩波的調(diào)制電路。

實施例2

本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上對電路的個別部分做了細化，譬如，如圖1所示，調(diào)制電路包括相串聯(lián)的第一電阻R1和電感L。

為了便于對沖擊電壓發(fā)生器和直流電壓發(fā)生器的工作狀態(tài)進行控制，沖擊電壓發(fā)生器的信號端和直流電壓發(fā)生器的信號端均連接在工控機上。利用工控機控制沖擊電壓發(fā)生器和直流電壓發(fā)生器的啟停，以達到對整個電路的控制目的，以便于操作和遠程操控，實現(xiàn)智能化。

本實施例的第一電阻R1和電感L均起調(diào)制作用，其確定了沖擊電壓振蕩波形的衰減時 間和振蕩頻率，在已知衰減震蕩波的衰減時間和頻率后可以確定其參數(shù)。具體方法如下：

根據(jù)二階電路產(chǎn)生的欠阻尼衰減響應公式U(t)＝(ω₀/ω_d)·U₀e^-αtcos(ω_dt-β)，衰減系數(shù)為e^-αt，通常衰減震蕩波經(jīng)過3τ～5τ即衰減到穩(wěn)態(tài)，若取衰減時間t0為4τ，則根據(jù)衰減響應公式中：α＝1/τ＝4/t₀＝R₁/2L，可以確定出

以實際數(shù)據(jù)對上述參數(shù)確定方法進行驗證，設(shè)電容值C1為40μF，衰減時間為0.1s，振蕩周期為0.01s，則可以求出相應的電感、電阻值L＝63.1mH，R₁＝5Ω。

上述電路正確性可以由下述例子加以驗證：取試品電容C2為120pF，采用的直流電壓發(fā)生器的型號為：PXZGF-60KV/2mA或GDZG-300，直流電壓取2kV。沖擊電壓發(fā)生器采用GDCY-20kV，沖擊電壓幅值取20kV，其等值電容C1為40μF，阻尼電阻R1為5Ω。圖1為該發(fā)明的實際電路連接方式，圖2為該發(fā)明等效電路，圖3為上述仿真條件下試品電壓和沖擊電壓發(fā)生器產(chǎn)生電壓的波形比較，可以看出，通過直流電壓疊加衰減振蕩沖擊電壓，實現(xiàn)了在試品電容上產(chǎn)生直流疊加沖擊電壓的目的。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。