CN103424583A - 一种自动换极性直流升压装置 - Google Patents

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叶奇明
徐涛
霍锋
谢梁
罗晓庆
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Abstract

本发明涉及一种自动换极性直流升压装置，属于高压试验技术领域。本发明通过电动机构中电机的正反转动高压硅堆转动，进而改变高压硅堆的极性。本发明可以对任意冲击发生器进行全自动换极性升压控制，并且外侧无高压，可适用于任意冲击电压发生器，具有工作效率高、安全可靠性强、空间占用小的优点。

Description

一种自动换极性直流升压装置
技术领域
本发明涉及一种自动换极性直流升压装置，属于高压试验技术领域。
背景技术
随着超高压和特高压输变电技术的发展，输电线路杆塔和一次电气设备的内外绝缘的设计对输变电工程的运行可靠性和经济性具有重要影响。为了实现合理尺度的绝缘设计，需要通过试验装置模拟***正、负极性冲击过电压，施加于绝缘试品，开展试验检测，确定绝缘强度。
通常采用电容器组并联充电和串联放电原理建立冲击电压发生器产生正、负极性电压，用以模拟电力***正、负极性冲击过电压。在进行两种极性的冲击电压试验过程中，在完成一种极性（正极性或负极性），转而进行另一种极性电压试验时，需要改变冲击电压发生器的输出电压极性。
冲击电压发生器在充电过程中，通过改变升压装置极性，改变每级电容器的充电电压极性，进而实现正、负极性高幅值冲击电压的极性转换。
改变升压装置的传统的方法是利用调压器和硅堆串联的方式，占用空间比较大，而且换极性需要断电后进行手动更换，既不方便也不准确，也存在危险性工作效率低等问题。
而且该种方法经调压器高压输出后高压裸露在外面，其它处于地电位的部件设计需要保持一定绝缘距离，所以，从经济性和使用安全角度考虑，传统的升压装置极性转换方法，存在明显的不足。 
发明内容
针对背景技术的不足，本发明通过电动机构中电机的正反转动高压硅堆转动，进而改变高压硅堆的极性。本发明可以对任意冲击发生器进行全自动换极性升压控制，并且外侧无高压，可适用于任意冲击电压发生器，具有工作效率高、安全可靠性强、空间占用小的优点。
本发明的技术方案是：
一种自动换极性直流升压装置，包括电气单元、高压套管、高压硅堆、低压侧接线柱和高低压绕组，其中高低压绕组包括高压绕组和低压绕组，高压硅堆是由两支相同规格的高压硅堆串联组成，其特征在于：它还包括电动机构和绝缘传动连杆，通过电动机构中电机的正反转，可以带动高压硅堆转动。
如上所述的自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高压套管外侧为伞裙结构。
如上所述的自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高压套管内部金属件和电气连接部分均使用球状均压措施处理。
如上所述的任一自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高低压绕组中高压绕组与低压绕组之间有静电屏蔽层，高压绕组为半绝缘结构，一端为接地电极，另一端为高压电极。
如上所述的任一自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的两支高压硅堆中点连接到高压端上，一支硅堆正极和另一支硅堆负极分别经高压套管连接到外部电器设备上。
如上所述的自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高低压绕组、高压套管和高压硅堆放在油箱内。
本发明的有益效果是：采用本装置后，可以对任意冲击发生器进行全自动换极性升压控制，并且外侧无高压，有利于现场近距离调试和故障诊断，可对高压设备提供高效、安全可靠试验技术支持。
附图说明
图1是本发明实施例的自动换极性直流升压装置的原理框图。
图2是本发明实施例的电气单元控制原理图。
具体实施方式
附图标记说明：
1—电气单元、2—高压套管、3—高压硅堆、4—低压侧接线柱、5—高低压绕组、电动机构6、绝缘传动连杆7。
以下结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，是利用自动换极性直流升压装置对4000kV高海拔快装式冲击电压发生装置进行自动换极性升压试验。
本发明实施例提供的自动换极性直流升压装置，包括电气单元1、高压套管2、高压硅堆3、低压侧接线柱4和高低压绕组5，其中高低压绕组5包括高压绕组和低压绕组，高压硅堆3是由两支相同规格的高压硅堆串联组成，高压硅堆3和电动机构6通过绝缘传动连杆7相连接，通过电动机构6中电机的正反转，可以带动高压硅堆3转动，进而改变高压硅堆3的极性。
本发明的高低压绕组5中高压绕组与低压绕组之间有静电屏蔽层。高压绕组为半绝缘结构，一端为接地电极，另一端为高压电极。高压硅堆3由两支高压硅堆串联，中点连接到该装置高压端上。一支硅堆正极和另一支硅堆负极分别经高压套管2连接到外部电器设备上，以半波整流方式输出两路极性相反的直流高压。本发明的高低压绕组5、高压套管2和高压硅堆3最好放在油箱内，这就就实现了无高电压外露的自动极性转换功能，
如附图1所示，所述自动换极性升压装置是将0～380V电压源通过低压绕组和高压绕组，升压到0～138kV ，由高压硅堆3将0～138kV电压整流，转换成0～±150kV电压信号。由高压套管2将高压直接由高压电缆传输到指定电器设备上，达到装置外侧无高压的目的。高压套管2外侧都采用伞裙设计，增加了高压套管2表面爬距，高压电缆直接安装在高压套管2内将高压输出，高压套管2内部金属件和电气连接部分均使用球状均压措施处理，使装置内部电场强度大大减弱，而且整支套管安装在油箱内，缩减了绝缘距离，减小了装置自身体积和占地面积。当高压硅堆3不在正确的连接位置或不是试验要求的极性时，按下极性转换按钮均可使电动机构6朝相应的方向转动直至到达高压硅堆的正确连接位置。到达其正确连接位置时，相应的限位受控开关切断电源并给出反馈信号，使机构停止运行。
如图2所示，是本发明实施例的自动换极性直流升压装置联电气单元1示意图。KA1、KA2为互锁继电器，SB1为正极性按钮，SB2为负极性按钮，SQ2为正极性限位开关，SQ1为负极性限位开关，H0为电源指示灯，H1为正转指示灯，H1-为正极性指示灯，H2为正转指示灯，H2-为正极性指示灯。
当高压硅堆3处于正极性位置时，SQ2限位开关动作，H1-正极性指示灯工作，SB1回路则为断开状态。如需调换极性为负极性时，按下SB2按钮，通过KA1辅助常闭触点使KA2动作，SB1回路处于开路，H2灯工作，使电机启动并反转，当高压硅堆3转至负极性位置时，限位开关SQ1动作，H2-灯工作，SB2回路断开，电机停止工作，达到转换极性的目的。当高压硅堆3处于负极性位置需调换为正极性时，工作原理上同。
当高压硅堆3处于中间位置时，按下SB1或SB2按钮，电机将按指令开始转动，使高压硅堆3转到指定位置后，相应的限位开关工作，指示灯工作，电机停止转动。
采用本发明的自动换极性直流升压装置进行试验，包括如下步骤：
检查现场安全措施及该装置接线是否正确，检查地线是否完全接好；
接入电源，核实现场安装后准备加压；
设定充电电压，进行升压试验，如果试验波形不符合标准要求，降压接地后调整极性；如试验波形符合标准要求，设定电压对试品进行冲击试验。
利用上述调试结果进行冲击试验，对八***导线相地间隙进行40组正负两种极性轮流切换进行冲击试验，40组试验波形均满足国标要求。

Claims (6)

1.一种自动换极性直流升压装置，包括电气单元、高压套管、高压硅堆、低压侧接线柱和高低压绕组，其中高低压绕组包括高压绕组和低压绕组，高压硅堆是由两支相同规格的高压硅堆串联组成，其特征在于：它还包括电动机构和绝缘传动连杆，通过电动机构中电机的正反转，可以带动高压硅堆转动。
2.如权利要求1所述的自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高压套管外侧为伞裙结构。
3.如权利要求1所述的自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高压套管内部金属件和电气连接部分均使用球状均压措施处理。
4.如权利要求1至3所述的任一自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高低压绕组中高压绕组与低压绕组之间有静电屏蔽层，高压绕组为半绝缘结构，一端为接地电极，另一端为高压电极。
5.如权利要求1至3所述的任一自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的两支高压硅堆中点连接到高压端上，一支硅堆正极和另一支硅堆负极分别经高压套管连接到外部电器设备上。
6.如权利要求1至3所述的任一自动换极性直流升压装置，其特征在于：所述的高低压绕组、高压套管和高压硅堆放在油箱内。
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