一种火花间隙自放电特性试验装置的制作方法

本实用新型涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种火花间隙自放电特性试验装置。

背景技术：

火花间隙是一种过电压保护装置，通常与MOV(MetalOxideVaristors，金属氧化物限压器)共同作为高压传输线路中串补电容组的过电压保护装置。串补电容的两端并联一MOV，MOV作为一非线性电阻，近似一稳压器，可以抑制串补电容两端的电压升高，避免串补电容因过电压而发生击穿，从而起到保护串补电容的作用；MOV两端并联一火花间隙，当线路中的短路电流过大或MOV累计吸收能量超过其定值时，火花间隙将发生击穿，起到分流作用，从而避免MOV因过电流发生损坏。

火花间隙发生击穿是一种自触发过程，当串补电容两端电压高于自触发电压时，火花间隙发生击穿。在火花间隙的使用过程中，花火间隙的电极表面容易产生污垢沉积，从而导致火花间隙的自放电电压下降，即花火间隙两端的电压还未达到预设的自触发电压值，花火间隙便可发生击穿。若在串补电容与MOV正常工作的电压下，火花间隙过早的发生击穿，将影响了高压输电线路及电网的安全稳定性。

为了解决火花间隙的自触发问题，分析火花间隙的放电特性，需要测量不同间隙距离下的击穿电压。但是，现有技术中，火花间隙的间隙距离较为固定，因此，在进行火花间隙放电特性试验时，需要在试验电路中置换不同的火花间隙，才可测量不同自放电电压的火花间隙，从而造成试验过程复杂，耗时、耗力。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种火花间隙自放电特性试验装置。

一种火花间隙自放电特性试验装置，用于火花间隙自放电特性试验，其特征在于，包括调压器、试验变压器与限流电阻，调压器的输入端用于连接外部电源信号，调压器的输出端连接试验变压器的低压端，所述调压器用于调整施加在待测火花间隙上的电压；

所述限流电阻与待测火花间隙串联后连接在所述试验变压器的高压端；

待测火花间隙的两端并联一标准电压互感器，所述标准电压互感器用于检测待测火花间隙的自放电电压。

优选地，待测火花间隙的两端并联电压表。

本实用新型的实施例提供的一种火花间隙自放电特性试验装置，该火花间隙自放电特性试验装置用于检测火花间隙的自放电特性，采用标准电压互感器测量火花间隙的自放电电压值，准确度等级可以达到0.002级，避免了电容分压测量电压方式中，因测量不准确而导致的过电压或击穿等事件的发生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种火花间隙的电路图；

图2为一种主间隙的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种火花间隙自放电特性试验装置的电路图；

图1-3中的标号分别表示为：1-闪络间隙，2-续流间隙，31-工作电极，32-对电极，33-参考电极，41-第一滑轮，42-第二滑轮，TA-调压器，RL-限流电阻，V1-电压表，V2-标准电压互感器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1为一种火花间隙的电路图，如图1所示，火花间隙包括主间隙、密封间隙、均压电容器、脉冲变压器与限流电阻。主间隙包括主间隙G1与主间隙G2，主间隙G1与主间隙G2均为自放电型间隙。主间隙G1与主间隙G2串联形成主间隙支路，主间隙支路的两端分别与电网的低压端与高压端连接。均压电容器与主间隙支路并联，本实施例中，均压电容器包括均压电容器C1、均压电容器C2、均压电容器C3与均压电容器C4。均压电容器C1与均压电容器C2串联后与主间隙G1并联，均压电容器C3与均压电容器C4串联后与主间隙G2并联。

密封间隙包括密封间隙Tg1与密封间隙Tg2，密封间隙Tg1与密封间隙Tg2均为触发放电型间隙，脉冲变压器包括脉冲变压器T1、脉冲变压器T2、脉冲变压器T3与脉冲变压器T4，限流电阻包括限流电阻R1与限流电阻器R2。

触发控制系统的输出端分别与脉冲变压器T1的一次绕组和脉冲变压器T2的一次绕组连接；密封间隙Tg1、限流电阻R1与脉冲变压器T3的一次绕组、脉冲变压器T4的一次绕组串联后和均压电容C1并联；密封间隙Tg2与限流电阻R2串联后与均压电容器C2并联；脉冲变压器T1与脉冲变压器T3的二次绕组分别连接密封间隙Tg1与密封间隙Tg2的低压端；脉冲变压器T2与脉冲变压器T4的二次绕组分别连接密封间隙Tg1与密封间隙Tg2的高压端。

火花间隙自放电的过程如下：当触发控制信号接受到触发指令时，将同时向脉冲变压器T1、脉冲变压器T2的一次绕组发出点火脉冲，经升压后使密封间隙Tg1放电，放电产生的小火花将促使密封间隙Tg1迅速击穿。密封间隙Tg1击穿后，均压电容器C1将通过脉冲变压器T3、脉冲变压器T4的一次绕组以及限流电阻R1放电，在脉冲变压器T3、脉冲变压器T4的二次绕组产生的高压脉冲将使密封间隙Tg2击穿，并使均压电容器C2通过限流电阻R2放电。当均压电容器C1、均压电容器C2的电压迅速降低时，主间隙G2上的电压将迅速升高至自放电水平并被击穿放电，同时，主间隙G1上的电压也将迅速升高至自放电水平并被击穿放电，至此，两个串联的主间隙均完成自放电。

图2为一种主间隙的结构示意图，如图2所示，主间隙包括工作电极31、对电极32与参考电极33三个电极，其中，工作电极31用于与电网的低压端连接，对电极32、参考电极33均用于与电网的低压端连接。工作电极31与对电极32之间的间隙形成闪络间隙1，参考电极33与对电极32之间的间隙形成续流间隙2。与现有的闪络间隙不同，本实施例中，闪络间隙1为可调间隙，即该闪络间隙1的间隙距离可调节。由主间隙的结构与特性可知，主间隙的自放电电压即为闪络间隙1的自放电电压，闪络间隙1的自放电电压大小由闪络间隙1的间隙距离确定。因此，通过调节闪络间隙1的间隙距离，可改变该闪络间隙1的自放电电压，从而实现对主间隙自放电电压的调整。

闪络间隙1的间隙距离由工作电极31与对电极32之间的距离决定，若增大工作电极31与对电极32之间的距离，即增大闪络间隙1的间隙距离，则主间隙的自放电电压将增大；若减小工作电极31与对电极32之间的距离，即减小闪络间隙1的间隙距离，则主间隙的自放电电压将降低。

调整闪络间隙1的间隙距离的方法有多种，本实施例中，通过改变工作电极31与对电极32之间间距进行调节。在工作电极31与对电极32的连接线上设有第一滑轨，第一滑轨内设有第一滑轮41，第一滑轮41与工作电极31固定连接。在实际使用时，推动第一滑轮41沿第一轨道内运动，从而带动工作电极31在滑轨内移动，最终，实现两个电 极之间相对距离的改变。当然，滑轮也可与对电极32固定连接，通过对电极32的移动，实现两个电极之间相对距离的改变。或者，工作电极31与对电极32均可在滑轨内移动，实现两个电极之间相对距离的改变。

调整闪络间隙1的间隙距离的方法还包括，将主间隙中的工作电极31与对电极32分别集成在不同模块上，通过调整两个模块的距离，改变工作电极31与对电极32之间的间距，从而实现对闪络间隙1的间隙调整，最终达到调整闪络间隙1自放电电压的目的。

当然，续流间隙2也可为可调间隙，具体包括，参考电极33与对电极32的连接线上设有第二滑轨，第二滑轨内设有第二滑轮42，第二滑轮42与对电极32固定连接。通过滑动第二滑轮42，从而带动对电极32相对于参考电极33运动，改变对电极32与参考电极33之间的相对距离。

三个电极均为石墨半球形或球形电极。石墨电极重量轻、方便安装，不会导致设备变形，并且石墨球形电极制造的尺寸大小不受限制。

图3为本实用新型实施例提供的一种火花间隙自放电特性试验装置的电路图，如图3所示，火花间隙自放电特性试验装置包括调压器TA、试验变压器、限流电阻RL与待测火花间隙，调压器TA的输入端用于连接外部电源信号例如AC380V，调压器TA的输出端连接试验变压器的低压端，调压器TA用于调整施加在待测火花间隙上的电压。

限流电阻RL与待测火花间隙串联后连接在试验变压器的高压端。待测火花间隙的两端并联一标准电压互感器V2，标准电压互感器V2用于检测待测火花间隙的自放电电压。

与传统的采用电容分压方式测量自放电电压相比，本实施例中采用标准电压互感器V2测量高低端电压值，准确度等级可以达到0.002级，避免传统方法采用的电容分压方式，可准确测量谐波电压、非线性负荷电压，解决了传统电容分压方式只能测量50±0.5Hz的频率范围的电压值的问题，有效避免了因为测量不准确导致的过电压和击穿事件发生。同时，准确度等级提高后，可准确测量放电电压值，提高了测量精度。

本实施例中，待测火花间隙的两端还并联电压表V1，电压表V1与标准电压互感器V2共同测量火花间隙的自触发电压。

本实施例提供的火花间隙自放电特性试验装置可用于测量火花间隙不同间隙距离下的自触发电压，以及固定间隙下不同污秽物的自触发电压。具体试验过程包括，

在试验前，将待测火花间隙连接在火花间隙自放电特性试验装置上，并固定工作电极31与对电极32的位置，确保闪络间隙1在实验过程中不会发生变化；

在试验准备工作完成后，将火花间隙自放电特性试验装置接通电源，开始测试；

在试验过程中，调节调压器TA，使待测火花间隙两端电压缓慢升高，直至待测火花间隙发生自放电，记录此时标准电压互感器V2的示数，即为待测火花间隙的自放电电压；

调节调压器TA，使其回到零位，以备下次试验，断开电源，试验结束。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。