本发明涉及直流避雷器试验技术领域，具体涉及一种直流避雷器长波筛选试验装置及方法。
背景技术：
建设长距离、低损耗、大容量的超/特高压直流输电系统，是我国经济发展形式的资源分布特点决定的。它将西部地区的资源优势转化为经济优势，促进区域经济协调、平衡发展，有利于改善电网结构，提高电力系统运行的安全可靠性。同时我国经济的持续高速增长，用电负荷的不断上升，大容量和特大容量的电厂的建设，都为直流输电系统的发展创造了条件。
换流站是直流输电工程的枢纽，对整个直流输电工程起关键作用，站内交、直流设备价格昂贵，对主设备的过电压保护离不开避雷器。中性母线避雷器是安排于换流站中性母线上的一系列避雷器组合，在直流系统正常运行时电压很低，但当发生某些操作或故障时，中性母线上易产生过电压，严重时将造成连接在中性母线上设备损坏。因此，为限制中性母线过电压，保护中性母线上设备的安全，加装在中性母线上的中性母线避雷器的作用显得非常重要。为保护直流场设备不受过电压损伤，该避雷器需具备吸收高达几十兆焦耳、甚至上百兆焦耳能量的能力，一般由多柱避雷器并联组成，以均分系统遭受冲击时所产生的能量。
国内直流工程系统调试或运行中多次发生中性母线避雷器故障事件，严重威胁系统安全稳定运行。经对故障现象的分析，发现多数故障为单片阀片的穿孔或开裂，但避雷器吸收能量均未超出整体设计值，且中性避雷器故障前承受了长持续时间的过电压作用，约50ms～200ms。目前，国内标准规定：对于存在缺陷的阀片采用方波冲击电流耐受试验进行筛选，试验波形为2ms方波，与避雷器实际承受波形存在较大差异，通过2ms方波冲击电流耐受试验无法有效筛除缺陷阀片。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种直流避雷器长波筛选试验装置及方法，以期达到模拟现场真实过电压工况，筛除存在缺陷的阀片的技术效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种直流避雷器长波筛选试验装置，包括电阻片试品、电流采集器、交直流分压器、长波筛选试验装置、冲击发生装置和直流高压发生装置，所述电阻片试品与电流采集器串联形成支路，该支路两端分别与交直流分压器、长波筛选试验装置、冲击发生装置和直流高压发生装置并联。
进一步地，所述长波筛选试验装置包括开关k1、直流充电电源、电容器c1～c10、可变电感l1～l10和触发间隙，所述可变电抗器l1～l10串联连接，串联后两端分别与开关k1、触发间隙连接，每台可变电抗器设置有1个或多个不同电感值的中间抽头；所述电容器c1～c10其高压端与可变电感l1～l10高压抽头连接，低压端接地，与可变电抗器l1～l10组成链式放电回路；所述开关k1一端与可变电感l1～l10连接，另一端与直流充电电源连接，所述直流充电电源的低电压端接地；所述触发间隙一端与可变电感l1～l10连接，另一端与长波筛选试验成套装置输出端连接。
进一步地，所述冲击发生装置包括开关k2、冲击发生器，所述开关k2一端与直冲击发生装置输出端连接，另一端与电阻片试品高压端连接。
进一步地，所述直流高压发生装置包括开关k3、直流高压发生器，所述开关k3一端与直流高压发生装置输出端连接，另一端与电阻片试品高压端连接。
进一步地，所述电流采集器采用电阻分流器。
直流避雷器长波筛选试验方法，包括以下步骤：
步骤1、长波筛选前测试，其包括以下步骤：
步骤11、合上k3，通过直流高压发生装置对电阻片试品施加直流电压，当电流采集器的输出电流值达到直流参考电流时，通过交直流分压器，读取电阻片试品的直流参考电压，测量结束后断开k3；
步骤12、合上k2，通过冲击发生装置对电阻片试品施加30/60μs冲击电压，当电流采集器的输出电流值达到操作配合电流时，通过交直流分压器，读取电阻片试品的操作残压，测量结束后断开k2；
步骤2、长波筛选试验，其包括以下步骤：
步骤21、合上开关k1，通过直流充电电源对电容器c1～c10进行充电，调节可变电感l1～l10的抽头，来获得不同波长和幅值的高电压，通过触发间隙，施加到电阻片试品，试验电压波长应不小于设备规范中规定的时间，电阻片试品注入能量为最大设计能量；
步骤22、试验应以3次冲击为一组进行，共进行6组。每组中各次冲击间隔时间不能超过60s，每组之间时间间隔应足够长以使电阻片试品冷却到环境温度；
步骤23、通过交直流分压器和电流采集器，采集每次试验中电阻片试品上的电压和电流信号波形参数，并进行分析和存储；
步骤24、对电阻片试品进行外观检查，如果电阻片试品出现击穿或闪络的现象，则判定试验不通过，如未发现击穿或闪络的现象，进行下一步骤试验；
步骤3、长波筛选后测试，其包括以下步骤：
步骤31、再次合上k3，通过直流高压发生装置对长波筛选试验后的电阻片试品施加直流电压，当电流采集器的输出电流值达到直流参考电流时，通过交直流分压器，读取长波筛选试验后的电阻片试品的直流参考电压，测量结束后断开k3；
步骤32、再次合上k2，通过冲击发生装置对长波筛选试验后的电阻片试品施加30/60μs冲击电压，当电流采集器的输出电流值达到操作配合电流时，通过交直流分压器，读取长波筛选试验后的电阻片试品的操作残压，测量结束后断开k2。
进一步地，试验结果的判定方法：
当满足下列条件之一时，直流避雷器长波筛选试验不通过：
试品出现击穿或闪络；
试品长波筛选试验前后直流参考电压变化率大于5％；
试品长波筛选试验前后操作残压变化率大于5％。
进一步地，直流避雷器长波筛选试验为抽样试验，抽样比例为：
当直流避雷器阀片总数小于500时，抽样比例为3％，但抽样数不少于10；
当直流避雷器阀片总数大于等于500时，抽样比例为5％。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：尽可能模拟现场真实过电压工况，考核直流避雷器阀片的能量耐受能力，筛除存在缺陷的阀片，提高直流避雷器的运行可靠性。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图中附图标记的含义：1、电阻片试品，2、电流采集器，3、交直流分压器，4、长波筛选试验装置，5、冲击发生装置，6、直流高压发生装置，41、直流充电电源，42、触发间隙，51、冲击发生器，61、直流高压发生器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例1：
一种直流避雷器长波筛选试验装置，包括电阻片试品1、电流采集器2、交直流分压器3、长波筛选试验装置4、冲击发生装置5和直流高压发生装置6，所述电阻片试品1与电流采集器2串联形成支路，用于测量试验过程流过电阻片试品1的电流，该支路两端分别与交直流分压器3、长波筛选试验装置4、冲击发生装置5和直流高压发生装置6并联，所述交直流分压器3用于测量试验过程中电阻片试品1两端的直流和冲击电压，所述长波筛选试验成套装置4、直流高压发生装置6和冲击发生装置5用于产生试验所需的长波筛选电压、直流电压和冲击电压。
其中，所述长波筛选试验装置4包括开关k1、直流充电电源41、电容器c1～c10、可变电感l1～l10和触发间隙42，所述可变电抗器l1～l10串联连接，串联后两端分别与开关k1、触发间隙42连接，每台可变电抗器设置有1个或多个不同电感值的中间抽头，通过调节可变电抗器l1～l10的抽头以产生波长为2ms～200ms的方波电压；所述电容器c1～c10其高压端与可变电感l1～l10高压抽头连接，低压端接地，与可变电抗器l1～l10组成链式放电回路，以产生4kv～8kv的方波电压；所述开关k1一端与可变电感l1～l10连接，另一端与直流充电电源41连接，所述直流充电电源41的低电压端接地；所述触发间隙42一端与可变电感l1～l10连接，另一端与长波筛选试验成套装置4输出端连接。
所述冲击发生装置5包括开关k2、冲击发生器51，所述开关k2一端与直冲击发生装置5输出端连接，另一端与电阻片试品1高压端连接，以产生30/60μs冲击电压。
所述直流高压发生装置6包括开关k3、直流高压发生器61，所述开关k3一端与直流高压发生装置6输出端连接，另一端与电阻片试品1高压端连接，以产生4kv～8kv的直流电压。
所述电流采集器2采用电阻分流器。
直流避雷器长波筛选试验方法，包括以下步骤：
步骤1、长波筛选前测试，其包括以下步骤：
步骤11、合上k3，通过直流高压发生装置6对电阻片试品1施加直流电压，当电流采集器2的输出电流值达到直流参考电流时，通过交直流分压器3，读取电阻片试品1的直流参考电压，测量结束后断开k3；
步骤12、合上k2，通过冲击发生装置5对电阻片试品1施加30/60μs冲击电压，当电流采集器2的输出电流值达到操作配合电流时，通过交直流分压器3，读取电阻片试品1的操作残压，测量结束后断开k2；
步骤2、长波筛选试验，其包括以下步骤：
步骤21、合上开关k1，通过直流充电电源41对电容器c1～c10进行充电，调节可变电感l1～l10的抽头，来获得不同波长和幅值的高电压，通过触发间隙42，施加到电阻片试品1，试验电压波长应不小于设备规范中规定的时间，电阻片试品1注入能量为最大设计能量；
步骤22、试验应以3次冲击为一组进行，共进行6组。每组中各次冲击间隔时间不能超过60s，每组之间时间间隔应足够长以使电阻片试品1冷却到环境温度；
步骤23、通过交直流分压器3和电流采集器2，采集每次试验中电阻片试品1上的电压和电流信号波形参数，并进行分析和存储；
步骤24、对电阻片试品1进行外观检查，如果电阻片试品1出现击穿或闪络的现象，则判定试验不通过，如未发现击穿或闪络的现象，进行下一步骤试验；
步骤3、长波筛选后测试，其包括以下步骤：
步骤31、再次合上k3，通过直流高压发生装置6对长波筛选试验后的电阻片试品1施加直流电压，当电流采集器2的输出电流值达到直流参考电流时，通过交直流分压器3，读取长波筛选试验后的电阻片试品1的直流参考电压，测量结束后断开k3；
步骤32、再次合上k2，通过冲击发生装置5对长波筛选试验后的电阻片试品1施加30/60μs冲击电压，当电流采集器2的输出电流值达到操作配合电流时，通过交直流分压器3，读取长波筛选试验后的电阻片试品1的操作残压，测量结束后断开k2。
其中，试验结果的判定方法：
当满足下列条件之一时，直流避雷器长波筛选试验不通过：
试品出现击穿或闪络；
试品长波筛选试验前后直流参考电压变化率大于5％；
试品长波筛选试验前后操作残压变化率大于5％。
直流避雷器长波筛选试验为抽样试验，抽样比例为：
当直流避雷器阀片总数小于500时，抽样比例为3％，但抽样数不少于10；
当直流避雷器阀片总数大于等于500时，抽样比例为5％。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。