一种能够同时发生直流高电压和直流大电流的系统和方法与流程

本发明涉及直流高电压设备试验装置领域，并且更具体地，涉及一种能够同时发生直流高电压和直流大电流的系统和方法。

背景技术：

目前在直流高电压设备试验领域，经常需要同时进行直流高电压和直流大电流的考核。

但目前的直流高电压试验系统在试验中，主要存在两种情况：

一种情况是：只能输出直流高电压不能输出100A以上的直流大电流；另一种情况是：能输出直流大电流但不能输出10kV以上的直流高电压以及在输出直流高电压的同时以交流电流来代替直流电流。

由上述可知，现有的技术在对高压设备进行试验时，不能同时满足直流高电压和直流大电流的考核，存在局限性。

技术实现要素：

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种能够同时发生直流高电压和直流大电流的系统，所述系统包括：电动机、绝缘传送带、直流大电流发生模块、绝缘平台和直流高压发生器，

所述电动机，分别与电源和绝缘传送带相连接，用于产生整个系统的输入能量；

所述绝缘传送带，与直流大电流发生模块相连接，用于隔离所述电动机与直流大电流发生模块上的直流高电压；

所述直流大电流发生模块，与负载相连接，用于产生直流大电流，所述直流大电流发生模块包括：发电机、变压器和整流器；

所述绝缘平台，位于直流大电流发生模块的下方，用于将所述直流大电流发生模块与直流高电压置于等电位的状态，使得所述直流大电流发生模块能够承受直流高电压；以及

所述直流高压发生器，与负载相连接，用于发生直流高电压。

优选地，其中所述系统还包括：电源、电动机控制模块、电动机测量模块、直流大电流测量模块、直流高电压测量模块和直流高电压控制模块，

所述电源，与电动机相连接，用于给电动机提供电能；

所述电动机控制模块，与电动机相连接，用于对电动机的转速进行调整控制；

所述电动机测量模块，与电动机相连接，用于对电动机的运行参数进行测量；

所述直流大电流测量模块，分别与整流器和负载相连接，用于对直流大电流进行测量；

所述直流高电压测量模块，与直流高压发生器相连接，用于对直流高电压进行测量；以及

所述直流高电压控制模块，与直流高压发生器相连接，用于调整直流高压发生器产生的直流高电压。

优选地，其中所述高电压为10kV以上的电压，所述直流大电流为100A以上的直流电流。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使用所述系统同时发生直流高电压和直流大电流的方法，其特征在于，所述方法包括：

直流大电流发生模块将电动机输出的机械能转化为直流大电流，并将所述直流大电流输出到负载上；以及

直流高压发生器发生直流高电压，并将所述直流高电压输出到负载上。

优选地，其中所述直流大电流发生模块将电动机输出的机械能转化为直流大电流的方法包括：

发电机将电动机输出的机械能转化为三相交流电流输出到变压器；

变压器对所述三相交流电流的电压进行调整后输入到整流器；以及

整流器进行整流后输出直流大电流。

本发明的有益效果在于：

1.本发明采用电动机产生的机械能作为直流大电流发生模块的能量来源，通过绝缘传送带隔离了所述电动机与直流大电流发生模块上的直流高电压，有效的对电动机进行了保护。

2.本发明将直流大电流发生模块置于绝缘平台上，用于将所述直流大电流发生模块与直流高电压置于等电位的状态，使得所述直流大电流发生模块能够承受直流高电压。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为根据本发明实施方式的能够同时发生直流高电压和直流大电流的系统100的结构示意图；以及

图2为根据本发明实施方式的同时发生直流高电压和直流大电流的方法200的流程图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为根据本发明实施方式的能够同时发生直流高电压和直流大电流的系统的结构示意图。如图1所示，所述能够同时发生直流高电压和直流大电流的系统包括：电动机1、绝缘传送带2、直流大电流发生模块、绝缘平台6和直流高压发生器7，其中所述直流大电流发生模块包括：发电机3、变压器4和整流器5。优选地，其中所述电动机1，分别与电源和绝缘传送带2相连接，用于产生整个系统的输入能量；所述绝缘传送带2，与直流大电流发生模块相连接，用于隔离所述电动机1与直流大电流发生模块上的直流高电压；所述直流大电流发生模块，分别与直流大电流测量模块12和负载相连接，用于产生直流大电流；所述绝缘平台6，位于直流大电流发生模块的下方，用于将所述直流大电流发生模块与直流高电压置于等电位的状态，使得所述直流大电流发生模块能够承受直流高电压；所述直流高压发生器7，与负载相连接，用于发生直流高电压。优选地，其中所述高电压为10kV以上的电压，所述直流大电流为100A以上的直流电流。其中绝缘传送带包括：金属芯、环氧树脂和硅橡胶伞裙。绝缘平台可以由支柱绝缘子和不锈钢平台组成。

优选地，其中所述系统还包括：电源、电动机控制模块8、电动机测量模块11、直流大电流测量模块12、直流高电压测量模块10和直流高电压控制模块9，所述电源，与电动机相连接，用于给电动机提供电能；所述电动机控制模块，与电动机相连接，用于对电动机的转速进行调整控制；所述电动机测量模块，与电动机相连接，用于对电动机的运行参数进行测量；所述直流大电流测量模块12，分别与整流器5和负载相连接，用于对直流大电流进行测量；所述直流高电压测量模块，与直流高压发生器相连接，用于对直流高电压进行测量；以及所述直流高电压控制模块，与直流高压发生器相连接，用于调整直流高压发生器产生的直流高电压。

图2为根据本发明实施方式的同时发生直流高电压和直流大电流的方法200的流程图。如图2所示，所述方法200从步骤201处开始，在步骤201直流大电流发生模块将电动机输出的机械能转化为直流大电流，并将所述直流大电流输出到负载上。优选地，其中所述直流大电流发生模块将电动机输出的机械能转化为直流大电流的方法包括：发电机将电动机输出的机械能转化为三相交流电流输出到变压器；变压器对所述三相交流电流的电压进行调整后输入到整流器；以及整流器进行整流后输出直流大电流。

优选地，在步骤202直流高压发生器发生直流高电压，并将所述直流高电压输出到负载上。利用同时发生直流高电压和直流大电流的系统对负载同时施加直流高电压和直流大电流的方法为：电动机1接工频电源，通过电动机控制模块8调节电动机的转速来控制整个模块输入的能量；电动机测量模块11与电动机1相连，测量电动机的主要运行参数，如转速、温度、励磁电压等；电动机1通过绝缘传动轴2与发电机3相连，发电机3将电动机1输出的机械能转化为三相交流电输出到变压器4中，变压器4又将输入的三相交流电改变到需要的合适电压范围输入整流器5中进行整流，其中发电机3、变压器4和整流器5同时放置在绝缘平台6上，整流后的直流电流直接输出到负载上，比如电缆试品等；直流大电流测量模块12与整流器5连接，可以测量直流大电流；同时直流高压发生器7又将直流高电压输出到负载上，因此试品上此时既有直流高电压输入，也有直流大电流输入。此时，发电机3、变压器4和整流器5也将承受着直流高压发生器7输出的直流高电压；但绝缘平台6和绝缘传动带2使发电机3、变压器4和整流器5具备耐受直流高电压的能力。在模块工作时，直流高压发生器7发生直流高电压，电动机1产生机械能通过绝缘传送带带动在绝缘平台6上直流大电流发生模块产生直流大电流；绝缘平台6使直流大电流发生模块承受直流高压发生器7产生的直流高电压，绝缘传动带2隔离了直流大电流发生模块上的直流高电压，使电动机1不承受直流高电压。

整个方法还包括：直流高电压测量模块10，作为一个电阻分压器与直流高压发生器7相连接，用于测量直流高电压；以及直流高电压控制模块9，用于对直流高压发生器7产生的电压进行控制。

已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。

通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。