一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法
【专利摘要】本发明涉及一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，所述方法包括(1)将整流电路与待测电容元件并联；(2)待测电容元件两端并联放电间隙；(3)调节待测变压器输出电压直至放电间隙击穿；(4)维持待测变压器电压恒定下，测定待测电容元件重复频率冲击电流；(5)通过耐受冲击电流次数判断待测电容元件是否符合要求。本发明通过整流电路对电容元件充电，再利用击穿的间隙进行快速放电，从而对电容元件施加重复频率10～20Hz的冲击电流，可以对其耐受重复频率冲击电流的能力进行试验，方法简单可靠易执行。
【专利说明】一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力设备重复频率冲击电流试验的方法，具体讲涉及一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法。
【背景技术】
[0002]串联补偿技术已开始应用于特高压交流系统。
[0003]100kV串联补偿装置主要包括串联补偿装置平台、旁路断路器、旁路隔离开关、串联隔离开关、简称为CVT的电容式电压互感器(capacitor voltage transformer)和支柱绝缘子等。其中的各个部分在系统运行分别起着不同的重要作用:例如隔离开关和断路器是用来切换串联补偿平台各种运行方式的；CVT是用以监测线路和串联补偿平台电压，并且为继电保护装置提供电压信号的。
[0004]然而，在串补平台运行调试期间，隔离开关在带电母线上投切特高压串补平台时，触头间出现间歇性电弧，作为串补平台中电压的监测设备一CVT容易出现绝缘问题。
[0005]用隔离开关操作空载母线或带电母线系统是高压变电站的一种普遍形式的操作倒闸。如此操作中，隔离开关的触头间会出现间歇电弧，且在一次操作中多次熄灭、重燃。而隔离开关投切固定串联电容器补偿是一种比较特殊的操作形式，目前的探究主要针对的是投切过程中串补装置内部电容器组的过电压及保护系统的动作特性；开关装置中电弧对系统的影响也仅局限在与电容器组并联的旁边断路器中。高压系统中，设备的绝缘水平一般高、绝缘裕度大，隔离开关操作时引起的过电压、过电流对电力设备几乎没有危害，主要考虑的是空间电磁耦合对二次系统的影响，因此对相关一次电力设备的影响没有相关报道。然而在特高压系统中，设备绝缘裕度相对较小，暂态过电压对一次设备绝缘状态有严重影响；另外，对于特高压固定电容器组串联补偿装置，其特定的接线结构和操作过程所造成的操作过电压和过电流也有其特殊性。
[0006]特高压串联补偿装置中操作过电压和过电流的特殊性容易引起其中的CVT的绝缘故障。对CVT的解体的大量检查以及出现绝缘问题的事故的详细分析发现，CVT中电容元件在隔离开关投切时发生故障的主要原因在于:由于电容元件焊接位置的偏置导致充电电流集中，这就增大了其充放电过程中流过重复频率冲击电流时的电动力集中，导致铝箔与焊接点的接触不良，进而在重复频率电流下导致的铝箔间的电位差使焊接处发生火花放电；此外，在电容元件内部，由于重复频率冲击电流引起的元件振动不均匀，导致元件内部电场集中，从而使铝箔电极的边缘处容易发生绝缘击穿。
[0007]然而，由于隔离开关投切固定串联电容器补偿是比较特殊的操作，需要提供一种检测CVT中电容元件耐受重复频率冲击电流能力的方法。
【发明内容】
[0008]针对现有技术的不足，本发明提供一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法。可有效解决CVT电容元件耐受重频冲击电流能力的考核问题，从而能够对电容元件在重频冲击电流下的绝缘性能进行试验，确定绝缘耐受能力，保障CVT的安全可靠运行。
[0009]本发明的目的是采用下述技术方案实现的
[0010]一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其改进之处在于，所述方法包括
[0011](I)将整流电路与待测电容元件并联；
[0012](2)待测电容元件两端并联放电间隙；
[0013](3)调节待测变压器输出电压直至放电间隙击穿；
[0014](4)维持待测变压器电压恒定下，测定待测电容元件重复频率冲击电流；
[0015](5)通过耐受冲击电流次数判断待测电容元件是否符合要求。
[0016]优选的，所述步骤(I)包括将大气侧电容元件与工频试验变压器、保护电阻以及硅堆组成的半波整流电路并联。
[0017]优选的，所述步骤(2)包括在待测电容元件两端并联棒棒电极结构的放电间隙。
[0018]优选的，所述步骤(3)包括调节待测变压器输出电压为电容元件充电，直至放电间隙击穿。
[0019]优选的，所述步骤⑷包括维持待测变压器输出电压不变，形成电容元件充电、放电间隙击穿的循环过程，用于检测电容式电压互感器中电容元件在重复频率为10?20Hz下的重复频率冲击电流。
[0020]优选的，所述步骤(5)所述耐受冲击电流的次数超过2400次。
[0021]优选的，由所述待测电容元件、半波整流电路以及棒棒放电间隙并联组成待测回路。
[0022]进一步地，所述工频试验变压器额定电压为10kV ;所述保护电阻为工频试验变保护电阻，阻值10kQ ;所述硅堆为高压硅堆。
[0023]进一步地，所述棒棒电极结构为棒棒结构放电间隙，间隙距离为2_ ;所述待测电容元件为4个被试CVT电容元件串联组成；测量线圈为Rogowski线圈,测量灵敏度为1mV/A0
[0024]与现有技术比，本发明的有益效果为:
[0025]本发明通过整流电路对电容元件充电，再利用击穿的间隙进行快速放电，从而对电容元件施加重复频率10?20Hz的冲击电流，可以对其耐受重复频率冲击电流的能力进行试验，方法简单可靠易执行。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明提供的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法流程图。
[0027]图2为本发明提供的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法试验回路不意图。
[0028]图3为本发明提供的流过被试CVT电容元件的单次脉冲电流波形图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0030]本发明的具体技术方案是:
[0031]1、将被试电容元件并联在工频试验变压器、保护电阻以及硅堆组成的半波整流电路两端；
[0032]2、在被试电容元件两端并联棒棒放电间隙，从而构成完整的试验回路；
[0033]3、缓慢调节试验变压器的输出电压，逐渐为被试电容元件充电，直至与电容元件并联的放电间隙能够持续击穿；
[0034]4、维持试验变压器的输出电压不变，从而在试验回路中形成电容元件充电、放电间隙击穿的循环过程，由此实现对CVT电容元件的重复频率冲击电流试验，重复频率为10 ?20Hz O
[0035]5、CVT电容元件耐受重频冲击电流能力的考核标准为:若电容元件耐受冲击电流的次数超过2400次，则该电容元件试验通过，否则试验不通过。
[0036]本发明通过与电容元件并联的间隙持续放电击穿的方法，实现CVT电容元件持续流过重复频率10?20Hz冲击电流，从而可以对串补平台中CVT电容元件耐受由于隔离操作引起的重复频率冲击电流的能力进行考核，保障CVT的安全可靠运行。
[0037]如图2所示，CVT电容元件的重复频率冲击电流试验回路示意图，其中:
[0038]Vs工频试验变压器，额定电压为10kV ；
[0039]RS为工频试验变保护电阻，阻值为10k Ω ；
[0040]D为高压硅堆；
[0041]S为放电间隙，棒棒结构，间隙距离为2mm ；
[0042]C为被试CVT电容元件，为4个电容单元串联组成；
[0043]测量线圈为Rogowski线圈，测量灵敏度为10mV/A。
[0044]实施例
[0045]如图1所示，本发明提出的CVT电容元件的重复频率冲击电流试验方法实施例详细说明包括如下步骤:
[0046]步骤1:将被试电容元件并联在工频试验变压器、保护电阻以及硅堆组成的半波整流电路两端；
[0047]步骤2:如图2所示，在被试电容元件两端并联放电间隙，从而构成完整的试验回路；
[0048]步骤3:缓慢调节试验变压器的输出电压，逐渐为电容元件充电，直至与电容元件并联的放电间隙能够持续击穿；
[0049]步骤4:维持试验变压器的输出电压不变，从而在试验回路中形成电容元件充电、放电间隙击穿的循环过程，由此实现对CVT电容元件的重复频率冲击电流试验。
[0050]步骤5:评价CVT电容元件的重复频率冲击电流试验:若电容元件耐受冲击电流的次数超过2400次，则该电容元件试验通过，否则试验不通过。
[0051]所述步骤I中，工频试验变额定电压为10kV ;保护电阻阻值为10kQ ；
[0052]所述步骤2中，所并联的放电间隙为棒棒电极结构，间隙距离为2mm ；
[0053]所述步骤3中，缓慢调节试验变压器输出电压的速度控制在5kV/s ；
[0054]所述步骤4中，试验变压器的输出电压维持在80kV，此时形成的流过被试电容元件的单次冲击电流波形如图3所示，重复频率为20Hz。
[0055]所述步骤5中，对试品进行重复冲击电流2min，即:耐受冲击电流的次数为2400次，试验过程中电容元件没有发生闪络或者击穿，则认为试验合格。
[0056]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述方法包括 (1)将整流电路与待测电容元件并联； (2)待测电容元件两端并联放电间隙； (3)调节待测变压器输出电压直至放电间隙击穿； (4)维持待测变压器电压恒定下，测定待测电容元件重复频率冲击电流； (5)通过耐受冲击电流次数判断待测电容元件是否符合要求。
2.如权利要求1所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述步骤(I)包括将大气侧电容元件与工频试验变压器、保护电阻以及硅堆组成的半波整流电路并联。
3.如权利要求1所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述步骤(2)包括在待测电容元件两端并联棒棒电极结构的放电间隙。
4.如权利要求1所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述步骤(3)包括调节待测变压器输出电压为电容元件充电，直至放电间隙击穿。
5.如权利要求1所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述步骤(4)包括维持待测变压器输出电压不变，形成电容元件充电、放电间隙击穿的循环过程，用于检测电容式电压互感器中电容元件在重复频率为10?20Hz下的重复频率冲击电流。
6.如权利要求1所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述步骤(5)所述耐受冲击电流的次数超过2400次。
7.如权利要求1所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，由所述待测电容元件、半波整流电路以及棒棒放电间隙并联组成待测回路。
8.如权利要求2所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述工频试验变压器额定电压为10kV ;所述保护电阻为工频试验变保护电阻，阻值10kQ ;所述硅堆为高压硅堆。
9.如权利要求3所述的一种检测电容式电压互感器中电容元件频率冲击电流方法，其特征在于，所述棒棒电极结构为棒棒结构放电间隙，间隙距离为2_ ;所述待测电容元件为4个被试CVT电容元件串联组成；测量线圈为Rogowski线圈，测量灵敏度为10mV/A。
【文档编号】G01R31/12GK104166079SQ201410438518
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】汲胜昌, 班连庚, 项祖涛, 韩彬, 马其燕, 李金宇, 周佩朋, 韩亚楠, 杨大业 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 西安交通大学