高电压大容量冲击电压发生器的制作方法

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高电压大容量冲击电压发生器的制作方法

随着我国经济的飞速发展，电力工业需要不断建设以满足经济发展的需求，同时 为达到国家节能减排的目标，电网运行的电压等级由超高压上升到了特高压等级。目前，我 国的特高压交直流工程正处于快速发展阶段，特高压意味着更高的运行电压，需要对电网 以及设备正常运行进行大量的试验工作，为实际工程提供设计参考和支持。由于特高压杆 塔较高，非常容易受到雷击，因此对线路防雷击闪络特性的研究在特高压工程设计和建设 过程中具有十分重要的意义。特高压系统相关运行经验在国际上都很少，故需要建立一套 高电压的实验装置对特高压设备进行大量的雷电冲击试验。但是目前我国还没有可以产生 5000kV以上标准雷电冲击电压的设备，给特高压工程设计的推进造成了较大的障碍。冲击电压发生器的工作原理是多级电容并联充电，然后串联放电，以达到产生高 压冲击的目的。若产生5000kV以上雷电冲击，冲击发生器中需要安装几十组电容，整个发 生器的尺寸会非常大。过大的设备尺寸造成了放电回路中杂散参数对冲击波形有很大的 影响，尤其是对于雷电冲击，杂散电感会在放电过程中产生较为严重的振荡，不能产生符合 国标要求的波形。在传统的雷电冲击发生器中，通常是利用波头波尾电阻调整产生的雷电 冲击波形，而这种方法无法抑制由于杂散电感产生的振荡，故目前高电压大尺寸的雷电冲 击发生器中这种方法并不适用，无法仅利用调波电阻产生标准雷电冲击波。例如中国电科 院的7200kV冲击发生装置，采用了传统的电阻调波方法，其产生的雷电冲击波前时间为 2. 3 μ s，远高于国标中要求的标准雷电冲击波前时间(1. 2 μ s士30% )。

发明内容随着高电压大容量雷电冲击发生器的广泛应用，杂散电感成为了影响雷电冲击波 形的主要因素，而传统的雷电冲击电压的电阻调波方法无法抑制杂散电感带来的不利影 响，故无法在此类设备中产生标准雷电冲击。本实用新型目的在于提供一种新的高电压大 容量冲击电压发生器，通过调波，有效抑制杂散电感产生的振荡，产生符合国标要求的标准 雷电冲击。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是高电压大容量冲击电压发生 器，它包括充电电容、波头电阻、波尾电阻、分压器、负载和球隙，有多个由充电电容、波头电 阻、波尾电阻构成的冲击电压发生单元，波头电阻安装在放电回路中，其特征在于在部分 或全部冲击电压发生单元中，在波头电阻两端并联安装调波电容。调波电容可以有效的补偿放电回路中的杂散电感对雷电冲击波形的影响，抑制由 于杂散电感的产生的振荡并有效的降低波前时间。安装调波电容后，可以利用大尺寸冲击 发生装置产生符合国标的标准雷电冲击。[0007]如上所述的高电压大容量冲击电压发生器，其特征在于采用的调波电容可以是 单纯电容，也可以是电容和电阻的组合体(例如将电容与电阻封装在一起，整体作为一个 调波元件)或者是电容与其他元件的组合体(例如两组不同容量的电容之间的组合或者电 容和分压器的组合，其效果与单独安装电容效果一样)。如上所述的高电压大容量冲击电压发生器，其特征在于采用的调波电容可以使 用干式电容，或是油浸式电容，或者其他形式的电容。(例如MKK、MKP电容器，效果与前两 种电容一样)采用上述高电压大容量冲击电压发生器，对冲击电压发生器进行雷电调波，具体 步骤如下1)按发明的技术方案构建高电压大容量冲击电压发生器；2)检查现场安全措施及冲击发生装置接线是否正确，检查波头电阻、波尾电阻以 及调波电容安装是否正确，检查地线是否完全接好；3)接入电源，核实现场安装后准备加压。4)设定充电电压，进行冲击试验。如果试验波形不符合标准要求，降压接地后调整 波头电阻以及调波电容；如试验波形符合标准要求，设定电压对试品进行标准雷电冲击试验。有益效果采用本调波装置和方法后，可以利用大容量高电压冲击发生器产生标 准雷电冲击电压，可对特高压工程提供标准雷电冲击试验技术支持。本装置体积小，成本 低，仅需在现有的设备基础上增加少量调波电容即可产生标准雷电冲击电压。

具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。图1中标记说明主电容1，调波电容2，波头电阻3，波尾电阻4，分压器5，负载6， 球隙7。参见图1，调波电容2与波头电阻3并联，放电回路与分压器5和负载6—端相连。 主电容1充电结束后，利用直流触发使球隙7同步击穿，主电容1通过波头电阻3、波尾电阻 4和调波电容2向分压器5和负载6放电。以下是利用本实用新型的雷电调波装置及方法对国网电科院7500kV冲击电压发 生器进行雷电调波试验。根据初期设计方案，本次雷电调波中原有调波电阻17只，主电容50只，新制作调 波电阻50只，调波电容25只，其中雷电波头电阻18 Ω X 42只，调波电容17nF X 25只，波尾 电阻100 Ω X 25只。在现有的设备基础上，设计多种调波方案，对7500kV冲击发生器雷电 冲击波形进行调整优化。在不安装调波电容的情况下对冲击发生器进行雷电调波，安装全部波头波尾电阻 后，雷电冲击波前时间为2. 6 μ s，调整波头电阻值，波前时间最低可降至l.Mys，但是回路中会有较大的振荡产生，过冲超过了国标要求。仅利用波头波尾电阻无法产生符合国标 的标准雷电冲击波形。将调波电容安装至冲击发生器上后进行冲击实验，改变调波电容以及波头电阻的 值以寻求最好的调波效果。结果如表1所示表1雷电调波数据
权利要求1.高电压大容量冲击电压发生器，它包括充电电容、波头电阻、波尾电阻、分压器、负载 和球隙，有多个由充电电容、波头电阻、波尾电阻构成的冲击电压发生单元，波头电阻安装 在放电回路中，其特征在于在部分或全部冲击电压发生单元中，在波头电阻两端并联安装 调波电容。

2.根据权利要求1所述的高电压大容量冲击电压发生器，其特征是采用的调波电容 可以是单一电容，或者是两组不同容量的电容之间的组合，或者电容和分压器的组合。
3.根据权利要求1或2所述的高电压大容量冲击电压发生器，其特征是采用的调波 电容是干式电容，或是油浸式电容，或者是MKK、MKP电容器。
专利摘要高电压大容量冲击电压发生器，它包括充电电容、波头电阻、波尾电阻、分压器、负载和球隙，有多个由充电电容、波头电阻、波尾电阻构成的冲击电压发生单元，波头电阻安装在放电回路中，其特征在于在部分或全部冲击电压发生单元中，在波头电阻两端并联安装调波电容。本装置克服了传统方法的调波电阻无法产生标准雷电冲击的缺陷，可以有效抑制由于杂散电感产生的不利影响，产生标准雷电冲击电压；本装置仅需在现有的设备基础上增加少量元件即可产生标准雷电冲击，具有体积小，成本低等优点。 

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