一种直流断路器耐压局放试验电路及试验方法与流程

本发明涉及直流输电领域，具体涉及一种直流断路器耐压局放试验电路及试验方法。

背景技术：

直流断路器是构建直流电网的关键设备，对于直流故障的快速处理和隔离，直流换流站的投入和切除，具有重要的作用。直流断路器耐压局放试验作为一种非破坏性试验，是绝缘检测和诊断的重要方法。这是由于断路器设备绝缘内部常存在一些弱点，例如在浇注、挤制或层绕绝缘内部容易出现气隙或气泡。虽然放电能量很微弱，不影响设备的短时绝缘强度，但是日积月累将引起绝缘老化，最后可能导致整个绝缘在正常电压下发生击穿。目前该试验方法在国内外还尚未有相关学术研究，能够可靠的判断直流断路器的设备绝缘状态。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于，现有技术无法可靠的判断直流断路器的设备绝缘状态，为解决上述问题，本发明提供一种直流断路器耐压试验电路及试验方法。

本发明提供的一种直流断路器耐压局放试验电路，包括：直流电源、平衡电容、测量电流互感器、局放测试仪，其中：所述直流电源为待测直流断路器试品提供电能；所述平衡电容与所述待测直流断路器试品并联连接；所述测量电流互感器采集所述直流断路器试品与所述平衡电容的差分信号，对所述差分信号进行放大后输出至所述局放测试仪；所述局放测试仪接收放大后的差分信号，测量所述待测直流断路器试品的局部放电量。

优选地，所述的直流断路器耐压局放试验电路，还包括：限流保护电阻，所述限流保护电阻串联连接于所述直流电源和所述待测直流断路器试品之间，用以将所述直流断路器试品的充电电流保持在预设范围内。

优选地，所述限流保护电阻的电阻值的范围为100ω～2kω，功率为100w～2kw。

优选地，所述直流电源包括并联连接的交流电压源、桥式整流电路及稳压电容。

优选地，所述稳压电容的电容值的范围为10μf～300μf。

为了解决上述问题，本发明还提供一种直流断路器耐压局放测试方法，包括：在预设时间内，将待测直流断路器试品的电压保持在预设范围内；采集所述待测直流断路器试品与平衡电容之间的差分信号；根据所述差分信号获取所述待测直流断路器试品的局部放电量。

优选地，在采集所述待测直流断路器试品与平衡电容之间的差分信号之后、根据所述差分信号获取所述待测直流断路器试品的局部放电量之前，还包括：对所述差分信号进行放大。

本发明技术方案，具有如下优点：对构成直流断路器的半导体及其模块进行试验，以检验每级模块耐压和局部放电量是否满足设计技术要求，从而正确可靠的判断直流断路器的设备绝缘状态，本发明的电路和方法能够兼容半桥、并联、串联和单独器件等直流断路器半导体组件构成形式，简单易行，具有很强的操作性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种直流断路器耐压局放试验电路的一个具体示例的组成图；

图2为本发明实施例中一种直流断路器耐压局放试验方法的一个具体示例的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种直流断路器耐压局放试验电路，能够兼容全桥、半桥、并联、串联和单独器件等直流断路器半导体组件构成形式，在本实施例中，是以直流断路器试品采用全桥形式为例进行说明，但本发明并不以此为限。

如图1所示，该直流断路器耐压局放试验电路包括：直流电源1、平衡电容2、测量电流互感器3、局放测试仪4。

其中，直流电源1为待测直流断路器试品5提供电能。

在本实施例中，该直流电源1包括并联连接的交流电压源11桥式整流电路12、稳压电容13。本实施例中交流电源(ac)11通过桥式整流电路12以后，将交流电源转化为直流电源。在本实施例中，稳压电容13的电容值的范围为10μf～300μf。

平衡电容2与待测直流断路器试品5并联连接；在测试过程中，该平衡电容2能够和待测直流断路器试品5形成放电通路。

测量电流互感器5采集待测直流断路器试品5与平衡电容2的差分信号，对差分信号进行放大后输出至局放测试仪4；测量电流互感器3简称测量ct，在本实施例中，其原边采样待测直流断路器试品5和平衡电容2的差分信号，副边将该信号放大后，输入至局放测试仪4。

局放测试仪4接收放大后的差分信号，测量待测直流断路器试品5的局部放电量。通过电流和电荷之间的关系表达式，将测量的电流差分信号计算为电荷，也就是局部放电量。

在一较佳的实施例中，直流断路器耐压局放试验电路还包括：限流保护电阻6，限流保护电阻6串联连接于直流电源1和待测直流断路器试品5之间，用以将待测直流断路器试品5的充电电流保持在预设范围内，从而防止电源对试品的充电电流过大，以便及时对试品充能，防止直流电压跌落。优选地，限流保护电阻6的电阻值的范围为100ω～2kω，功率为100w～2kw，充电电流保持的预设范围为0～5a。

在试验过程中，该直流断路器耐压局放试验电路需要将试品端安全、可靠接地，防止在局放试验过程中，由于电压过高，导致人身触电。

本实施例还提供一种直流断路器耐压局放测试方法，如图2所示，该直流断路器耐压局放测试方法主要包括以下步骤：

s1：在预设时间内，将待测直流断路器试品的电压保持在预设范围内；

s2：采集待测直流断路器试品与平衡电容之间的差分信号；

s3：根据差分信号获取待测直流断路器试品的局部放电量。

在实际应用中，试验开始时，逐步的提高直流电压源的电压，直到该电压达到耐压局放试验的要求值，在该电压下保持要求的局放测试时间。耐压的试验的要求值是技术规范要求的，试品的不同可能有差异，时间也是一样存在差异。一般地，电压可在2kv～4kv之间，时间为2min～30min之间。若试品有局部放电，该放电脉冲会通过试品和平衡电容之间差分，从而进入测试磁环进行感应，感应生成的差分信号进入局放测试仪，从而根据该差分信号得到试品的局部放电量。在外部施加直流电压时，外部电压源对试品中的电容器充电，当电容电压充到外部电压源的峰值时，电容器不再充电，由于该全桥模块电路的电容器只能充电，却无法对外放电，只能通过与之并联的电阻泄放能量，由于并联的电阻阻值很大，其放电过程相对较慢。在本实施例中，试验电源电压约为2.63kv，试品两端的电压和电容上的电压分别为2.548kv和2.546kv，试品试验回路中一直存在约为0.04a的电流，试品两端的电压和电容的电压差主要为二极管的管压降。

在一较佳的实施例中，在步骤s2之后与步骤s3之前还包括步骤s2’，对待测直流断路器试品与平衡电容之间的差分信号进行放大，能够更好地采集差分信号以此来获得局部放电量。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。