CN110888001A - 直流网压突变试验装置及直流网压突变试验的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流网压突变试验装置，所述装置包括输入端接入三相工业电源且输出端接入被试品的上限/下限电压输送模块，其中，上限/下限电压输送模块具备：上限/下限电压设置子模块，其接收上限/下限电压设置指令和上限/下限电压参数，将对应子模块的输出电压值调节为试验所需的上限/下限电压；上限/下限电压控制子模块，其在试验实施时，利用接收到的上限/下限突变模式指令，控制该子模块的通断，以获取相应的上限/下限电压；上限/下限电压输出子模块，其在获取到上限/下限电压后，将其传送至被试品。本发明所输出的突变电压受电流影响很小，可实现被试品空载工况下的网压突变试验，电压突变范围达到无极调节。

Description

直流网压突变试验装置及直流网压突变试验的实现方法

技术领域

本发明涉及轨道交通控制技术领域，尤其是涉及一种直流网压突变试验装置及直流网压突变试验的实现方法。

背景技术

依据轨道交通机车车辆用电力变流器的要求，轨道交通机车车辆用变流器均需进行网压突变试验。其中，城市轨道交通辅助变流器，要求应能承受输入电压的突变，并且输入电压在DC1500V±300V范围内跳变。

在现有技术中，针对网压突变试验装置通常需要在直流电压输入端串联分压电阻和短接开关，通过电阻分压实现网压突变功能。这种方式存在以下问题：1、被试品空载无电流时，无法进行网压突变试验；2、突变电压范围窄，如果串联较大分压电阻时，会导致突变电压不稳定，且受电流波动影响较大；3、分压电阻需要种类多，导致试验准备时间周期长；4、需要耗费大量的人力物力，自动化程度低，试验效率低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种直流网压突变试验装置，包括分别用于提供网压突变试验所需的上限/下限电压的上限/下限电压输送模块，其中，所述上限/下限电压输送模块的输入端接入三相工业电源，输出端接入被试品，并具备：上限/下限电压设置子模块，其用于接收上限/下限电压设置指令和上限/下限电压参数，根据所述上限/下限电压参数，并利用所述上限/下限电压设置指令，将对应子模块的输出电压值调节为所述上限/下限电压；上限/下限电压控制子模块，其与所述上限/下限电压设置子模块连接，用于在试验实施时，利用接收到的上限/下限突变模式指令，控制所述上限/下限电压控制子模块的通断，以输送从所述上限/下限电压设置子模块得到的所述上限/下限电压；上限/下限电压输出子模块，其与所述上限/下限电压控制子模块连接，用于在获取到所述上限/下限电压后，将其传送至所述被试品。

优选地，所述上限/下限电压设置子模块包括：上限/下限调压单元，其用于接收上限/下限输入电源指令，在当前指令有效的情况下，获取三相交流电源信号，将所述三相交流电源信号进行调节，并输出与获取到的所述上限/下限电压参数匹配的上限/下限交流电压调节信号，其中，所述上限/下限电压设置指令包括所述上限/下限输入电源指令；上限/下限变压单元，其与所述上限/下限调压单元连接，用于接收上限/下限变压控制指令，在当前指令有效的情况下，通过电磁感应原理将所述上限/下限交流电压调节信号进行变压处理，生成相应的上限/下限交流变压信号，其中，所述上限/下限电压设置指令还包括所述上限/下限变压控制指令；上限/下限整流单元，其与所述上限/下限变压单元连接，用于将所述上限/下限交流变压信号进行整流处理，得到网压突变试验所需的所述上限/下限电压。

优选地，所述上限/下限电压设置子模块，其进一步用于接收对应模块的上限/下限电压范围指令，根据所述上限/下限电压范围指令，将该子模块的输出电压范围设置成与所述上限/下限电压匹配的范围。

优选地，所述上限/下限变压单元包括：上限/下限变压器，其用于将针对当前模块的所述上限/下限交流电压调节信号进行变压处理；与所述上限/下限变压器输出端连接的上限/下限电压范围调节器，所述上限/下限电压范围调节器包括第一上限/下限断路器、第二上限/下限断路器和第三上限/下限断路器，其中，所述第一上限/下限断路器用于根据接收到的所述上限/下限电压范围指令，将所述上限/下限变压器输出端的两组绕组进行串联，以为所述上限/下限电压输送模块提供满足所述上限/下限电压的上限/下限电压第一范围，所述第二上限/下限断路器联合所述第三上限/下限断路器用于根据接收到的所述上限/下限电压范围指令，将所述上限/下限变压器输出端的两组绕组进行并联，以为所述上限/下限电压输送模块提供满足所述上限/下限电压的上限/下限电压第二范围；分别与所述上限/下限调压单元和所述上限/下限变压器连接的上限/下限变压断路器，所述上限/下限变压断路器用于接收所述上限/下限变压控制指令，在检测出该指令有效后闭合，以为所述上限/下限变压器提供相应的所述上限/下限交流电压调节信号。

优选地，所述上限/下限调压单元包括：与所述三相工业电源连接的上限/下限调压断路器，所述上限/下限调压断路器用于接收所述上限/下限输入电源指令，在检测出该指令有效后闭合，以为上限/下限调压器提供相应的所述三相交流电源信号；与所述上限/下限调压断路器连接的所述上限/下限调压器，所述上限/下限调压器用于根据获取到的所述上限/下限电压参数，调节所述三相交流电源信号。

优选地，所述上限电压输出子模块集成于第一耐高压二极管；所述下限电压输出子模块集成于第二耐高压二极管。

另一方面，本发明提出了一种直流网压突变试验的实现***，包括：如上述所述的试验装置；控制装置，其与所述试验装置中的上限/下限电压输送模块均相连，用于生成所述上限/下限电压输送模块对应的上限/下限电压设置指令和上限/下限电压参数，并向所述试验装置发送，以及在试验实施时，生成对应模块的上限/下限突变模式指令，并向所述试验装置输送，以控制所述试验装置执行直流网压突变试验所需的突变模式。

优选地，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行上限电压突变下限电压的试验时，所述控制装置，其用于生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送，进一步，在预设的切换时间阈值后，生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

优选地，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行下限电压突变上限电压的试验时，所述控制装置，其用于生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送，进一步，在预设的切换时间阈值后，生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

另外，本发明还提出了一种直流网压突变试验的实现方法，所述实现方法利用如上述所述的实现***对被试品进行相应的直流网压突变试验，其中，所述实现方法包括：步骤一、控制装置生成试验装置中上限/下限电压输送模块对应的上限/下限电压设置指令和上限/下限电压参数，并向所述试验装置发送；步骤二、所述试验装置中的上限/下限电压设置子模块接收所述上限/下限电压设置指令和所述上限/下限电压参数，根据所述上限/下限电压参数，并利用所述上限/下限电压设置指令，将对应子模块的输出电压值调节为上限/下限电压；步骤三、在试验实施时，所述控制装置生成对应模块的上限/下限突变模式指令，并向所述试验装置输送，以控制所述试验装置执行直流网压突变试验所需的突变模式；步骤四、在试验实施时，所述试验装置中的上限/下限电压控制子模块利用接收到的对应模块的所述上限/下限突变模式指令，控制所述上限/下限电压控制子模块的通断，以输送从所述上限/下限电压设置子模块得到的所述上限/下限电压，进一步在所述试验装置中的上限/下限电压输出子模块获取到所述上限/下限电压后，将其传送至所述被试品。

优选地，在所述步骤三中，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行上限电压突变下限电压的试验时，所述控制装置生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送；进一步，在预设的切换时间阈值后，所述控制装置生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

优选地，在所述步骤三中，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行下限电压突变上限电压的试验时，所述控制装置生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送；进一步，在预设的切换时间阈值后，所述控制装置生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明提出一种直流网压突变试验装置以及直流网压突变试验的实现方法。该试验装置采用变压、整流的处理方法，直接将三相工业电源调节为与突变网压试验所需的上限/下限电压，并通过控制上限/下限电压输送模块内相应的上限/下限电压控制子模块的通断状态，实现直流网压突变试验中突变电压的跳变功能。这种试验装置所输出的突变电压受电流影响很小，网压突变特性***，能够实现被试品空载工况下的网压突变试验。另外，本发明所涉及的试验装置，在上限/下限电压输送模块内加入了相应的上限/下限电压范围调节器，使得上限/下限电压输送模块能够输出较大范围的电压，进一步使得电压突变范围至少可以达到国标范围内的无极调节，实现上限/下限电压输送模块均可输出0～2000V电压的任意范围变化，以满足网压突变试验国标中被试品需要在DC1500V(正负300V)内跳变的功能。进一步的，本发明所涉及的试验装置自动化程度高，只需要在控制装置自动设置即可，试验时间短，试验效率极高。

虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，为并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。

本发明的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***的结构示意图。

图2为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***中的直流网压突变试验装置200的结构示意图。

图3为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***中的直流网压突变试验装置200的原理示意图。

图4为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***中的直流网压突变试验装置200的具体电路结构示意图。

图5为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现方法的步骤图。

图6为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现方法的具体流程图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

依据轨道交通机车车辆用电力变流器的要求，轨道交通机车车辆用变流器均需进行网压突变试验。其中，城市轨道交通辅助变流器，要求应能承受输入电压的突变，并且输入电压在DC1500V±300V范围内跳变。

在现有技术中，针对网压突变试验装置通常需要在直流电压输入端串联分压电阻和短接开关，通过电阻分压实现网压突变功能。这种方式存在以下问题：1、被试品空载无电流时，无法进行网压突变试验；2、突变电压范围窄，如果串联较大分压电阻时，会导致突变电压不稳定，且受电流波动影响较大；3、分压电阻需要种类多，导致试验准备时间周期长；4、需要耗费大量的人力物力，自动化程度低，试验效率低。

因此，为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种用于直流网压突变试验的装置及直流网压突变试验的实现方法。该网压突变试验装置利用两路电压输送模块，通过控制装置分别获取到的上限/下限电压参数，直接将工业通用的三相电源转换成试验所需的上限/下限电压，进一步，通过获取突变模式指令，即可实现上限、下限电压的灵活切换，从而完成相应的网压突变试验。其中，每路电压输送模块还具备电压范围调节器，以实现电压突变范围的调节，可完成对上限/下限电压的范围任意调节。在试验实施过程中，只需要通过控制装置对试验装置进行设置和指令控制即可，试验过程简单、高效。

图1为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***的结构示意图。如图1所示，上述***包括控制装置100和试验装置200。其中，控制装置100分别与试验装置200中的上限电压输送模块210和下限电压输送模块220连接，用于在试验准备阶段，生成针对上限电压输送模块210的上限电压设置指令和上限电压参数，并且针对下限电压输送模块220的下限电压设置指令和下限电压参数，并分别向试验装置200中的上限电压输送模块210和下限电压输送模块220发送，以及在试验实施时，生成针对上限电压输送模块210的上限突变模式指令，和针对下限电压输送模块220的下限突变模式指令，并分别向试验装置200中的上限电压输送模块210和下限电压输送模块220输送，以控制试验装置200执行直流网压突变试验所需的突变模式。试验装置200包括上限电压输送模块210和下限电压输送模块220，分别用于为被试品(被试品：机车变流器)提供网压突变试验所需的上限电压和下限电压。具体地说，上限电压输送模块210用于为被试品提供网压突变试验所需的上限电压，参考图4，其输入端接入三相工业电源(380V)，并且输出端接入被试品的输入端的两端。同样地，下限电压输送模块220用于为被试品提供网压突变试验所需的下限电压，参考图4，其输入端接入三相工业电源(380V)，并且输出端接入被试品的输入端的两端。

下面先对试验装置200进行说明。试验装置200中的上限电压输送模块210至少包括上限电压设置子模块211、上限电压控制子模块212和上限电压输出子模块213。其中，(参考图4)上限电压设置子模块211用于在试验准备阶段，接收针对上限电压输送模块210的上限电压设置指令和上限电压参数，根据上限电压参数，并利用上限电压设置指令，将对应于上限电压设置子模块211的输出电压值调节为上限电压，用以进行输出。上限电压控制子模块212与上限电压设置子模块211连接，用于在试验实施时，利用接收到的针对上限电压输送模块210的上限突变模式指令，控制上限电压控制子模块211的通断，以输送从上限电压设置子模块211得到的上限电压。在一个实施例中，在接收到有效的上限突变模式指令的情况下，上限电压控制子模块211导通，将上限电压设置子模块211需要输出的上限电压传输至下述上限电压输出子模块213中。在另一个实施例中，在接收到无效的上限突变模式指令的情况下，控制上限电压控制子模块211保持断开状态，无法将上限电压设置子模块211需要输出的上限电压传输至下述上限电压输出子模块213中。上限电压输出子模块213与上述上限电压控制子模块212连接，用于在获取到上限电压后，将其传送至被试品，使得被试品获得网压突变试验所需的与上述上限电压参数匹配的上限电压。

进一步的，下限电压输送模块220至少包括下限电压设置子模块221、下限电压控制子模块222和下限电压输出子模块223。其中，(参考图4)下限电压设置子模块221用于在试验准备阶段，接收针对下限电压输送模块220的下限电压设置指令和下限电压参数，根据下限电压参数，并利用下限电压设置指令，将对应于下限电压设置子模块221的输出电压值调节为下限电压，用以进行输出。下限电压控制子模块222与下限电压设置子模块221连接，用于在试验实施时，利用接收到的针对下限电压输送模块220的下限突变模式指令，控制下限电压控制子模块221的通断，以输送从下限电压设置子模块221得到的下限电压。在一个实施例中，在接收到有效的下限突变模式指令的情况下，下限电压控制子模块221导通，将下限电压设置子模块221需要输出的下限电压传输至下述下限电压输出子模块223中。在另一个实施例中，在接收到无效的上限突变模式指令的情况下，下限电压控制子模块221保持断开状态，无法将下限电压设置子模块221需要输出的下限电压传输至下述下限电压输出子模块223中。下限电压输出子模块223与上述下限电压控制子模块222连接，用于在获取到下限电压后，将其传送至被试品，使得被试品获得网压突变试验所需的与上述下限电压参数匹配的下限电压。

这样，上限电压控制子模块211通过检测上限突变模式指令的有效性、以及下限电压控制子模块221检测下限突变模式指令的有效性的方式，对自身子模块的通断状态进行控制，在上限电压控制子模块211接收到有效的上限突变模式指令，并且下限电压控制子模块221在接收到无效的下限突变模式指令的情况下，将上限电压设置子模块211设置完成的需要输出的上限电压传输至上限电压输出子模块213中，从而使得被试品获得网压突变试验所需的与上限电压参数匹配的上限电压。另外，在下限电压控制子模块221接收到有效的下限突变模式指令，并且上限电压控制子模块211接收到无效的上限突变模式指令的情况下，将下限电压设置子模块221设置完成的需要输出的下限电压传输至下限电压输出子模块223中，从而使得被试品获得网压突变试验所需的与下限电压参数匹配的下限电压。进一步的，通过控制对上限/下限突变模式指令的有效性的变换，可实现直流网压的瞬间切换，从而实现直流网压跳变的功能。

进一步，优选地，在一个实施例中，如图4所示，在上限电压输送模块210中，上述上限电压控制子模块211采用上限电压输出断路器3QF31。上限电压输出子模块213集成于第一耐高压二极管VD1，具体地，该模块213采用第一耐高压二极管VD1。在下限电压输送模块220中，上述下限电压控制子模块221采用下限电压输出断路器4QF31。下限电压输出子模块223集成于第二耐高压二极管VD2，进一步，该模块223采用第二耐高压二极管VD2。

图3为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***中的直流网压突变试验装置200的原理示意图。如图3所示，本发明将上述上限电压设置子模块211和下限电压设置子模块221分别看作是直流源输入DC1和DC2，用以输出网压突变试验所需的上限电压和下限电压，利用集成于第一耐高压二极管VD1的上限电压输出子模块213、以及集成于第二耐高压二极管VD2的下限电压输出子模块223的高电位导通且低电位截止的原理，通过控制可看作为开关K1的上限电压控制子模块211和可看作为开关K2的下限电压控制子模块221的通断状态，将两个不同电位的上限/下限电压输出至被试品中。进一步的，通过控制对开关K1和开关K2的切换控制，实现直流网压的瞬间切换，从而实现直流网压跳变的功能。

其中，在控制可看作为开关K1的上限电压控制子模块211和可看作为开关K2的下限电压控制子模块221均处于导通状态，或者控制可看作为开关K1的上限电压控制子模块211处于导通状态且可看作为开关K2的下限电压控制子模块221处于断开状态时，试验装置200向被试品输出上限电压参数对应的上限电压。在控制可看作为开关K1的上限电压控制子模块211处于断开状态和可看作为开关K2的下限电压控制子模块221处于导通状态时，试验装置200向被试品输出下限电压参数对应的下限电压。需要说明的是，在试验装置200实施上限电压短时间内突变为下限电压，或下限电压短时间内突变为上限电压的实验过程中，为了防止电压中断现象的出现，优选地，采用在控制可看作为开关K1的上限电压控制子模块211和可看作为开关K2的下限电压控制子模块221均处于导通状态的方式，利用上限电压输出子模块213中的第一耐高压二极管VD1、以及下限电压输出子模块223中的第二耐高压二极管VD2的高电位导通、低电位截止的原理，使得试验装置200向被试品输出相应的上限电压。这样，在上限电压和下限电压切换过程中，仅需控制可看作为开关K1的上限电压控制子模块211的通断状态即可完成突变电压跳变过程，从而限制了电压中断现象的出现。

由于现有技术中的网压突变试验的突变电压装置，多利用串/并联分压电阻的直流源输入的方式，这种方式的突变电压的可调节的范围较窄，本发明所涉及的上限/下限电压输送模块210、220中的可看作直流源输入端的上限/下限电压设置子模块211、221通过调压、变压和整流部分，能够实现变压部分的上/下限电压范围的设置，使得上限/下限电压输送模块210、220均可以实现满足网压突变试验国标要求的电压范围。优选地，上限/下限电压输送模块210、220均具备适用于无极调节输出电压所匹配的上限/下限第一范围和上限/下限第二范围。其中，上限/下限第一范围是上限/下限电压输送模块210、220的输出电压在1000V以上时所对应的范围，上限/下限第二范围是上限/下限电压输送模块210、220的输出电压在1000V以下且500V以上时所对应的范围。在本发明实施例的试验装置200中，上限/下限电压输送模块210、220均可输出0～2000V范围内任意设置的上限/下限电压。

进一步的，在上限电压输送模块210中的上限电压设置子模块211，还能够用于接收针对上限电压输送模块210的上限电压范围指令，根据上限电压范围指令，将该子模块211的输出电压范围设置成与获取到的上限电压匹配的范围。其中，上限电压范围指令包括上限电压第一范围指令或上限电压第二范围指令。

进一步的，在下限电压输送模块220中的下限电压设置子模块221，还能够用于接收针对下限电压输送模块220的下限电压范围指令，根据下限电压范围指令，将该子模块221的输出电压范围设置成与获取到的下限电压匹配的范围。其中，下限电压范围指令包括下限电压第一范围指令或下限电压第二范围指令。

其中，上述控制装置100还能够用于在试验准备阶段，生成针对上限电压输送模块210的上限电压范围指令，并且生成针对下限电压输送模块220的下限电压范围指令，并(同时)向试验装置200发送。

图2为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***中的直流网压突变试验装置200的结构示意图。图4为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现***中的直流网压突变试验装置200的具体电路结构示意图。下面结合图2和图4对上限电压输送模块210中的上限电压设置子模块211，以及下限电压输送模块220中的下限电压设置子模块221的功能和内部结构进行说明。

参考图2和图4，上限电压设置子模块211包括上限调压单元2111、上限变压单元2112和上限整流单元2113。其中，上限调压单元2111用于接收针对上限电压输送模块210的上限输入电源指令，在上限输入电源指令有效的情况下，获取三相交流电源信号(380V)，将三相交流电源信号进行调节，并输出与获取到的上限电压参数匹配的上限交流电压调节信号。进一步，上限电压设置指令包括上限输入电源指令。上限变压单元2112与上限调压单元2111连接，用于接收针对上限电压输送模块210的上限变压控制指令，在上限变压控制指令有效的情况下，通过电磁感应原理将从上限调压单元2111获取到的上限交流电压调节信号进行变压处理，生成相应的上限交流变压信号。进一步，上限电压设置指令还包括上限变压控制指令。上限整流单元2113与上限变压单元2112连接，用于将从上限变压单元2112获取到的对应的上限交流变压信号进行整流处理，得到直流网压突变试验所需的上限电压，用以输送至被试品。这样，上限电压输送模块210通过内部的上限电压设置子模块211以变压、整流的方式将三相工业电源直接调节为网压突变试验所需的上限电压，这种方式相较于通过分压电阻实现直流源输入而言，受电流影响较小，网压突变特性硬，能够实现被试品空载工况下的网压突变试验。

具体地，上限调压单元2111包括：与三相工业电源连接的上限调压断路器3QF11和与上限调压断路器3QF11连接的上限调压器3TM1。上限调压断路器3QF11用于接收上限输入电源指令，在检测出上限输入电源指令有效后闭合，以为上限调压器3TM1提供三相交流电源信号(380V)。上限调压器3TM1用于根据获取到的上限电压参数，调节三相交流电源信号，将该上限调压器3TM1输出信号调节至与上限电压参数匹配的交流电压调节信号。需要说明的是，此处的上限电压参数并非为试验所需的上限电压值一致的参数，是通过控制装置100获取本次试验所需的上限电压设置信息(即为试验所需的上限电压值)，并根据本发明中的上限调压单元2111、以及上限变压单元2112内相关的变压器线匝比例，得到的上限电压参数，使得上限调压单元2111内的上限调压器3TM1在获得相应的上限电压参数后，将其输出电压调节至与上限电压参数匹配的输出电压，使得上限电压输送模块210即可输出本次试验所需的上限电压值。

进一步的，如图4所示，上限变压单元2112包括：与上述上限调压器3TM1连接的上限变压器3TM2、以及与上限变压器3TM2连接的上限变压断路器3QF21。上限变压器3TM2用于将从上限调压器3TM1获取到的交流电压调节信号，按照该器件固有的初、次级线圈的匝数比例进行变压处理，生成相应的上限交流变压信号。优选地，在一个实施例中上限变压器3TM2采用三绕组变压器，其中一组绕组所为上限变压器3TM2的初级输入线圈，另外两组绕组所为上限变压器3TM2的次级输出线圈。

上限变压断路器3QF21一端与上限调压单元2111连接，另一端与上限变压器3TM2的输入端的初级线圈连接，用于接收针对上限电压输送模块210的上限变压控制指令，在检测出上限变压控制指令有效后闭合，使得将从上限调压单元2111获取到的经过调压处理的上限交流电压调节信号传输至上限变压器3TM2，以为上限变压器3TM2提供用于变压处理的相应的上限交流电压调节信号。

另外，在一个实施例中，优选地，上限变压单元2112还包括与上限变压器3TM2连接的上限电压范围调节器3KM3。上限电压范围调节器3KM3与上述上限变压器3TM2的输出端的次级线圈连接，包括：第一上限断路器3KM31、第二上限断路器3KM32和第三上限断路器3KM33。其中，第一上限断路器3KM31用于将上限变压器3TM2的输出端的两组绕组进行串联(上限电压范围串联模式)，以为对应的上限电压输送模块210提供满足上限电压的第一范围(上限电压第一范围)；第二上限断路器3KM32联合第三上限断路器3KM33用于将上限变压器3TM2输出端的两组绕组进行并联(上限电压范围并联模式)，以为对应的上限电压输送模块210提供满足上限电压的第一范围(上限电压第二范围)。

进一步，上限电压范围调节器3KM3用于接收针对上限电压输送模块210的上限电压范围指令，并根据上限电压范围指令，将上限变压器3TM2的输出电压范围设置成与试验所需的上限电压匹配的范围。也就是说，上限电压范围调节器3KM3用于接收并识别针对上限电压输送模块210的上限电压范围指令，并根据上限电压范围指令，调整上限变压器3TM2的变压比例，使得上限变压器3TM2输出与预设的上限电压范围模式匹配的上限交流变压信号。具体地，上限电压范围调节器3KM3在接收到上限电压范围指令为上限电压第一范围指令时，其中，上限电压第一范围指令包括有效的第一上限断路器指令、无效的第二上限断路器指令和无效的第三上限断路器指令，分别驱动第一上限断路器3KM31闭合、第二上限断路器3KM32断开和第三上限断路器3KM33断开，使得上限变压器3TM2的输出端的两组绕组进行串联(上限电压范围串联模式)。这样，增大了上限变压器3TM2变压处理的初、次级线圈的匝数比，从而在输入电压相同的情况下，可输出电压值更大的变压结果，以达到了扩大上限电压输送模块210突变电压范围的目的，从而通过根据所选取的上限变压器3TM2的初、次级线圈的匝数比，可实现能够输出1000V以上的上限电压的功能。另外，上限电压范围调节器3KM3在接收到上限电压范围指令为上限电压第二范围指令时，其中，上限电压第二范围指令包括无效的第一上限断路器指令、有效的第二上限断路器指令和有效的第三上限断路器指令，分别驱动第一上限断路器3KM31断开、第二上限断路器3KM32闭合和第三上限断路器3KM33闭合，使得上限变压器3TM2的输出端的两组绕组进行并联(上限电压范围并联模式)，使得上限变压器3TM2变压处理的初、次级线圈的匝数比相较于上限电压范围串联模式而言调整为了并联连接方式，从而通过根据所选取的上限变压器3TM2的初、次级线圈的匝数比，可实现能够输出相较于上限电压第一范围而言，范围更小的1000V以下的上限电压的功能。这样，针对1000V以下的上限电压采用减小变压器输入、输出电压比例的方式，实现了针对1000V以下的上限电压的精确调节。

如图2、图4所示，上限整流单元2113包括与上限变压单元2112中的上限电压范围调节器3KM3的输出端连接的上限整流器21131、以及与上限整流器21131连接的上限检测器21132。其中，上限整流器21131用于对从上限变压单元2112中获得的经变压处理后的上限交流变压信号进行整流处理，输出对应于上限电压的整流结果，即输出相应的试验所需的上限电压。其中，上限整流器21131集成于现有的整流柜内，完成整流处理过程得到相应的直流输出信号(上限电压)。具体地，如图4所示，上限整流器21131包括：熔断器FU121-123、均压电阻RS121-123、整流二极管VT101-106、限流电阻RS111、滤波电容C111、放电电阻R1等。由于上限整流器21131为现有技术中常见的设备，故在此不作赘述。

上限检测器21132位于上限整流器21131的输出端，如图4所示，包括：上限电压传感器BV11和上限电流传感器BA11，分别用于测量针对上限电压输送模块210中上限电压设置子模块211所输出的电压(值)和电流(值)，以便实验实施人员监测试验准备和/或实施过程中的(向被试品所输入的)上限电压情况。

另外，再次参考图2和图4，上限电压设置子模块211还包括位于上限电压设置子模块211和上限电压控制子模块212之间的上限线路保护子模块214。上限线路保护子模块214采用上限线路保护断路器3FU51，用于检测针对上限电压输送模块210所在线路的电流，当流经上限电压输送模块210的电流高于预设的上限保护电流阈值时，上限线路保护子模块211(其中的上限线路保护断路器3FU51)断开，以对上限电压输送模块210所在通路进行保护。

参考图2和图4，下限电压设置子模块221包括下限调压单元2211、下限变压单元2212和下限整流单元2213。其中，下限调压单元2211用于接收针对下限电压输送模块220的下限输入电源指令，在下限输入电源指令有效的情况下，获取三相交流电源信号(380V)，将三相交流电源信号进行调节，并输出与获取到的下限电压参数匹配的下限交流电压调节信号。进一步，下限电压设置指令包括下限输入电源指令。下限变压单元2212与下限调压单元2211连接，用于接收针对下限电压输送模块220的下限变压控制指令，在下限变压控制指令有效的情况下，通过电磁感应原理将从下限调压单元2211获取到的下限交流电压调节信号进行变压处理，生成相应的下限交流变压信号。进一步，下限电压设置指令还包括下限变压控制指令。下限整流单元2213与下限变压单元2212连接，用于将从下限变压单元2212获取到的对应的下限交流变压信号进行整流处理，得到直流网压突变试验所需的下限电压，用以输送至被试品。这样，下限电压输送模块220通过内部的下限电压设置子模块221以变压、整流的方式将三相工业电源直接调节为网压突变试验所需的下限电压，这种方式相较于通过分压电阻实现直流源输入而言，受电流影响较小，网压突变特性硬，能够实现被试品空载工况下的网压突变试验。

具体地，下限调压单元2211包括：与三相工业电源连接的下限调压断路器4QF11和与下限调压断路器4QF11连接的下限调压器4TM1。下限调压断路器4QF11用于接收下限输入电源指令，在检测出下限输入电源指令有效后闭合，以为下限调压器4TM1提供三相交流电源信号(380V)。下限调压器4TM1用于根据获取到的下限电压参数，调节三相交流电源信号，将该下限调压器4TM1输出信号调节至与下限电压参数匹配的交流电压调节信号。需要说明的是，此处的下限电压参数并非为试验所需的下限电压值一致的参数，是通过控制装置100获取本次试验所需的下限电压设置信息(即为试验所需的下限电压值)，并根据本发明中的下限调压单元2211、以及下限变压单元2212内相关的变压器线匝比例，得到的下限电压参数，使得下限调压单元2211内的下限调压器4TM1在获得相应的下限电压参数后，将其输出电压调节至与下限电压参数匹配的输出电压，使得下限电压输送模块220即可输出本次试验所需的下限电压值。

进一步的，如图4所示，下限变压单元2212包括：与上述下限调压器4TM1连接的下限变压器4TM2、以及与下限变压器4TM2连接的下限变压断路器4QF21。下限变压器4TM2用于将从下限调压器4TM1获取到的交流电压调节信号，按照该器件固有的初、次级线圈的匝数比例进行变压处理，生成相应的下限交流变压信号。优选地，在一个实施例中，下限变压器4TM2采用三绕组变压器，其中一组绕组所为下限变压器4TM2的初级输入线圈，另外两组绕组所为下限变压器4TM2的次级输出线圈。

下限变压断路器4QF21一端与下限调压单元2211连接，另一端与下限变压器4TM2的输入端的初级线圈连接，用于接收针对下限电压输送模块220的下限变压控制指令，在检测出下限变压控制指令有效后闭合，使得将从下限调压单元2211获取到的经过调压处理的下限交流电压调节信号传输至下限变压器4TM2，以为下限变压器4TM2提供用于变压处理的相应的下限交流电压调节信号。

另外，在一个实施例中，优选地，下限变压单元2212还包括与下限变压器4TM2连接的下限电压范围调节器4KM3。下限电压范围调节器4KM3与上述下限变压器4TM2的输出端的次级线圈连接，包括：第一下限断路器4KM31、第二下限断路器4KM32和第三下限断路器4KM33。其中，第一下限断路器4KM31用于将下限变压器4TM2的输出端的两组绕组进行串联(下限电压范围串联模式)，以为对应的下限电压输送模块220提供满足下限电压的第一范围(下限电压第一范围)；第二下限断路器4KM32联合第三下限断路器4KM33用于将下限变压器4TM2输出端的两组绕组进行并联(下限电压范围并联模式)，以为对应的下限电压输送模块220提供满足下限电压的第一范围(下限电压第二范围)。

进一步，下限电压范围调节器4KM3用于接收针对下限电压输送模块220的下限电压范围指令，并根据下限电压范围指令，将下限变压器4TM2的输出电压范围设置成与试验所需的下限电压匹配的范围。也就是说，下限电压范围调节器4KM3用于接收并识别针对下限电压输送模块220的下限电压范围指令，并根据下限电压范围指令，调整下限变压器4TM2的变压比例，使得下限变压器4TM2输出与预设的下限电压范围模式匹配的下限交流变压信号。具体地，下限电压范围调节器4KM3在接收到下限电压范围指令为下限电压第一范围指令时，其中，下限电压第一范围指令包括有效的第一下限断路器指令、无效的第二下限断路器指令和无效的第三下限断路器指令，分别驱动第一下限断路器4KM31闭合、第二下限断路器4KM32断开和第三下限断路器4KM33断开，使得下限变压器4TM2的输出端的两组绕组进行串联(下限电压范围串联模式)。这样，增大了下限变压器4TM2变压处理的初、次级线圈的匝数比，从而在输入电压相同的情况下，可输出电压值更大的变压结果，以达到了扩大下限电压输送模块220突变电压范围的目的，从而通过根据所选取的下限变压器4TM2的初、次级线圈的匝数比，可实现能够输出1000V以上的下限电压的功能。另外，下限电压范围调节器4KM3在接收到下限电压范围指令为下限电压第二范围指令时，其中，下限电压第二范围指令包括无效的第一下限断路器指令、有效的第二下限断路器指令和有效的第三下限断路器指令，分别驱动第一下限断路器4KM31断开、第二下限断路器4KM32闭合和第三下限断路器4KM33闭合，使得下限变压器4TM2的输出端的两组绕组进行并联(下限电压范围并联模式)，使得下限变压器4TM2变压处理的初、次级线圈的匝数比相较于上限电压范围串联模式而言调整为了并联连接方式，从而通过根据所选取的下限变压器4TM2的初、次级线圈的匝数比，可实现能够输出相较于下限电压第一范围而言，范围更小的1000V以下的下限电压的功能。这样，针对1000V以下的下限电压采用减小变压器输入、输出电压比例的方式，实现了针对1000V以下的下限电压的精确调节。

如图2、图4所示，下限整流单元2213包括与下限变压单元2212中的下限电压范围调节器4KM3的输出端连接的下限整流器22131、以及与下限整流器22131连接的下限检测器22132。其中，下限整流器22131用于对从下限变压单元2212中获得的经变压处理后的下限交流变压信号进行整流处理，输出对应于下限电压的整流结果，即输出相应的试验所需的下限电压。其中，下限整流器22131集成于现有的整流柜内，完成整流处理过程得到相应的直流输出信号(下限电压)。具体地，如图4所示，下限整流器22131包括：熔断器FU221-223、均压均压电阻RS221-223、整流二极管VT201-206、限流电阻RS211、滤波电容C211、放电电阻R2等。由于上限整流器21131为现有技术中常见的设备，故在此不作赘述。

下限检测器22132位于下限整流器22131的输出端，如图4所示，包括：下限电压传感器BV21和下限电流传感器BA21，分别用于测量针对下限电压输送模块220中下限电压设置子模块221所输出的电压(值)和电流(值)，以便实验实施人员监测试验准备和/或实施过程中的(向被试品所输入的)下限电压情况。

另外，再次参考图2和图4，下限电压设置子模块221还包括位于下限电压设置子模块221和下限电压控制子模块222之间的下限线路保护子模块224。下限线路保护子模块224采用下限线路保护断路器4FU51，用于检测针对下限电压输送模块220所在线路的电流，当流经下限电压输送模块220的电流高于预设的下限保护电流阈值时，下限线路保护子模块221(其中的下限线路保护断路器4FU51)断开，以对下限电压输送模块220所在通路进行保护。

另外，如图4所示，在上述上限电压输送模块210和下限电压输送模块220的输出端和被试品的输入端之间连接有突变状态检测器230。其中，如图4所示，突变状态检测器230包括突变电流传感器BA31和突变电压传感器BV31，分别用于在直流网压突变试验的实施过程中，测量试验装置200向被试品所输入的突变电流(值)和突变电压(值)，以便实验实施人员监测试验实施过程中，向被试品所输入的上限/下限电压情况。

接下来，对控制装置100进行详细说明。在试验准备阶段，控制装置100获取试验所需的试验输入信息(其中，试验输入信息包括：本次试验所需的上限电压设置信息、下限电压设置信息、上限电压设置指令、下限电压设置指令、上限电压范围模式信息和下限电压范围模式信息。)，并根据获取到的试验输入信息生成相应的上限电压设置指令、下限电压设置指令、上限电压参数和下限电压参数，进一步，将针对上限电压输送模块210的上限电压设置指令和上限电压参数向上限电压输送模块210发送，将针对下限电压输送模块220的下限电压设置指令和下限电压参数向下限电压输送模块220发送。进一步，在试验准备阶段，需要向上限电压输送模块210内的上限调压断路器3QF11和上限变压断路器3QF21分别发送有效的上限输入电源指令和有效的上限变压控制指令，使得上限电压输送模块210内的上限调压断路器3QF11和上限变压断路器3QF21闭合，向上限电压输送模块210内的上限调压器3TM1发送上限电压参数；并且需要向下限电压输送模块220内的下限调压断路器4QF11和下限变压断路器4QF21分别发送有效的下限输入电源指令和有效的下限变压控制指令，使得下限电压输送模块220内的下限调压断路器4QF11和下限变压断路器4QF21闭合，向下限电压输送模块220内的下限调压器4TM1发送下限电压参数。这样，便实现了通过控制装置100控制上限电压输送模块210中的上限电压设置子模块211和下限电压输送模块220中的下限电压设置子模块221分别输出与控制装置100获取到的试验所需的上限电压(上限电压设置信息)和下限电压(下限电压设置信息)。

进一步的，在试验准备阶段，控制装置100除了可生成针对本次试验的上限电压设置指令、下限电压设置指令、上限电压参数和下限电压参数外，还能够根据获取到的试验输入信息中的上限电压范围模式信息(包括上限电压范围串联模式和上限电压范围并联模式)和下限电压范围模式信息(包括下限电压范围串联模式和下限电压范围并联模式)，生成针对上限电压输送模块210的上限电压范围指令，并向上限电压输送模块210内的上限电压范围调节器3KM3发送，以及生成针对下限电压输送模块220的下限电压范围指令，并向下限电压输送模块200内的下限电压范围调节器4KM3发送。

进一步的，若试验所需的上限电压(上限电压设置信息)满足上限电压第一范围，则向上限电压输送模块210内的上限电压范围调节器3KM3发送包括针对第一上限断路器3KM31的有效的第一上限断路器指令、针对第二上限断路器3KM32的无效的第二上限断路器指令和针对第三上限断路器3KM33的无效的第三上限断路器指令，以驱动上限电压范围调节器3KM3动作为上限电压范围串联模式。

进一步的，若试验所需的上限电压(上限电压设置信息)满足上限电压第二范围，则向上限电压输送模块210内的上限电压范围调节器3KM3发送包括针对第一上限断路器3KM31的无效的第一上限断路器指令、针对第二上限断路器3KM32的有效的第二上限断路器指令和针对第三上限断路器3KM33的有效的第三上限断路器指令，以驱动上限电压范围调节器3KM3动作为上限电压范围并联模式。

进一步的，若试验所需的下限电压(下限电压设置信息)满足下限电压第一范围，则向下限电压输送模块220内的下限电压范围调节器4KM3发送包括针对第一下限断路器4KM31的有效的第一下限断路器指令、针对第二下限断路器4KM32的无效的第二下限断路器指令和针对第三下限断路器4KM33的无效的第三下限断路器指令，以驱动下限电压范围调节器4KM3动作为下限电压范围串联模式。

进一步的，若试验所需的下限电压(下限电压设置信息)满足下限电压第二范围，则向下限电压输送模块220内的下限电压范围调节器4KM3发送包括针对第一下限断路器4KM31的无效的第一下限断路器指令、针对第二下限断路器4KM32的有效的第二下限断路器指令和针对第三下限断路器4KM33的有效的第三下限断路器指令，以驱动下限电压范围调节器4KM3动作为下限电压范围并联模式。

在试验实施阶段，控制装置100获取本对本次突变试验的包括：突变模式信息、试验切换指令和试验结束指令的试验实施需求信息，并根据获取到的试验实施需求信息生成与网压突变试验所需的(当前)突变模式所对应的上限突变模式指令和下限突变模式指令。其中，(当前)突变模式包括：上限电压突变下限电压(模式)、下限电压突变上限电压(模式)和试验结束(模式)。

具体地，在一个实施例中，在进行上限电压突变下限电压(模式)时，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的有效的上限突变模式指令和生成针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压输送模块210内的上限电压控制子模块212和下限电压输送模块220内的下限电压控制子模块222发送，使得上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222均导通(均处于导通状态)，从而被试品先获得试验装置200输出的上限电压。进一步，在预设的切换时间阈值后，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的无效的上限突变模式指令和生成针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压输送模块210内的上限电压控制子模块212和下限电压输送模块220内的下限电压控制子模块222发送，使得上限电压控制子模块212断开(处于断开状态)，并且下限电压输送模块220导通(处于导通状态)，从而被试品获得了试验装置200输出的下限电压。这样，试验装置200在控制装置100的控制下，完成了上限电压突变下限电压的试验突变模式。需要说明的是，切换时间阈值表示直流网压突变试验中，试验装置200从输出上限电压到输出下限电压之间所对应的时间，即突变电压的切换时间，该时间的长短根据试验需求进行设定，本发明对上述切换时间阈值不作具体限定，本领域技术人员可根据实际需求进行设置。

在一个实施例中，在进行下限电压突变上限电压(模式)时，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的无效的上限突变模式指令和生成针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压输送模块210内的上限电压控制子模块212和下限电压输送模块220内的下限电压控制子模块222发送，使得上限电压控制子模块212断开(处于断开状态)，并且下限电压输送模块220导通(处于导通状态)，从而被试品获得了试验装置200输出的下限电压。进一步，在预设的切换时间阈值后，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的有效的上限突变模式指令和生成针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压输送模块210内的上限电压控制子模块212和下限电压输送模块220内的下限电压控制子模块222发送，使得上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222均导通(均处于导通状态)，从而被试品先获得试验装置200输出的上限电压。这样，试验装置200在控制装置100的控制下，完成了下限电压突变上限电压的试验突变模式。

需要说明的是，在试验装置200实施上限电压短时间内突变为下限电压，或下限电压短时间内突变为上限电压的实验过程中，为了防止电压中断现象的出现，优选地，采用控制上限电压控制子模块211和下限电压控制子模块221均处于导通状态的方式，利用上限电压输出子模块213中的第一耐高压二极管VD1、以及下限电压输出子模块223中的第二耐高压二极管VD2的高电位导通、低电位截止的原理，使得试验装置200向被试品输出相应的上限电压。这样，在上限电压和下限电压切换过程中，仅需控制上限电压控制子模块211的通断状态即可完成突变电压跳变过程。

在一个实施例中，在进行试验结束(模式)时，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的无效的上限突变模式指令和生成针对下限电压输送模块220的无效的下限突变模式指令，并分别向上限电压输送模块210内的上限电压控制子模块212和下限电压输送模块220内的下限电压控制子模块222发送，使得上限电压控制子模块212和下限电压输送模块220均断开(均处于断开状态)，从而被试品无法从试验装置200获得相应的上限电压或下限电压。进一步，在预设的结束时间阈值后，控制装置100向试验装置200发送针对上限电压设置子模块211中的上限调压断路器3QF11的无效的上限输入电源指令、针对上限电压设置子模块211中的上限变压断路器3QF21的无效的上限变压控制指令、针对上限电压设置子模块211中的上限电压范围调节器3KM3的无效的上限电压范围指令(其中，无效的上限电压范围指令包括：针对第一上限断路器3KM31的无效的第一上限断路器指令、针对第二上限断路器3KM32的无效的第二上限断路器指令和针对第三上限断路器3KM33的无效的第三上限断路器指令)、针对下限电压设置子模块221中的下限调压断路器4QF11的无效的下限输入电源指令、针对下限电压设置子模块221中的下限变压断路器4QF21的无效的下限变压控制指令和针对下限电压设置子模块221中下限电压范围调节器4KM3的无效的下限电压范围指令(其中，无效的下限电压范围指令包括：针对第一下限断路器4KM31的无效的第一下限断路器指令、针对第二下限断路器4KM32的无效的第二下限断路器指令和针对第三下限断路器4KM33的无效的第三下限断路器指令)，以结束当前被试品的直流网压突变试验。

另一方面，本发明还提出了一种直流网压突变试验的实施方法，该方法利用上述直流网压突变试验的实施***实现了对被试品的所实施的直流网压突变试验，其中，本方法所涉及的各个装置、模块、子模块和单元等均具备上述直流网压突变试验的实施***中相应设备的功能。图5为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现方法的步骤图。图6为本申请实施例中的直流网压突变试验的实现方法的具体流程图。下面结合图5和图6对该实施方法进行说明。

在步骤S510中，在试验准备阶段，控制装置100生成试验装置200中上限电压输送模块210所对应的上限电压设置指令和上限电压参数、以及生成试验装置200中下限电压输送模块220所对应的下限电压设置指令和下限电压参数，并向试验装置200发送。具体地，在试验准备阶段，首先，进入步骤S601，控制装置100获取试验所需的试验输入信息，其中，试验输入信息包括：本次试验所需的上限电压设置信息、下限电压设置信息、上限电压设置指令、下限电压设置指令、上限电压范围模式信息和下限电压范围模式信息。然后，控制装置100根据上述试验输入信息生成针对上限电压输送模块210的上限电压设置指令和上限电压参数、以及针对下限电压输送模块220所对应的下限电压设置指令和下限电压参数，进一步，将针对上限电压输送模块210的上限电压设置指令和上限电压参数向上限电压输送模块210发送，将针对下限电压输送模块220的下限电压设置指令和下限电压参数向下限电压输送模块220发送。

进一步，在试验准备阶段，在步骤S604中，需要向上限电压输送模块210内的上限调压断路器3QF11和上限变压断路器3QF21分别发送有效的上限输入电源指令和有效的上限变压控制指令，使得上限电压输送模块210内的上限调压断路器3QF11和上限变压断路器3QF21闭合，向上限电压输送模块210内的上限调压器3TM1发送上限电压参数；并且在步骤S605中，需要向下限电压输送模块220内的下限调压断路器4QF11和下限变压断路器4QF21分别发送有效的下限输入电源指令和有效的下限变压控制指令，使得下限电压输送模块220内的下限调压断路器4QF11和下限变压断路器4QF21闭合，向下限电压输送模块220内的下限调压器4TM1发送下限电压参数。这样，便实现了通过控制装置100控制上限电压输送模块210中的上限电压设置子模块211和下限电压输送模块220中的下限电压设置子模块221分别输出与控制装置100获取到的试验所需的上限电压(上限电压设置信息)和下限电压(下限电压设置信息)。

进一步的，在试验准备阶段，控制装置100除了可生成针对本次试验的上限电压设置指令、下限电压设置指令、上限电压参数和下限电压参数外，还能够根据获取到的试验输入信息中的上限电压范围模式信息和下限电压范围模式信息，生成针对上限电压输送模块210的上限电压范围指令，并在向上限电压输送模块210发送相应的上限电压设置指令和上限电压参数前，执行步骤S602，向上限电压输送模块210内的上限电压范围调节器3KM3发送与上限电压范围模式信息匹配的上限电压范围指令，同样地，还需生成针对下限电压输送模块220的下限电压范围指令，并在向上限电压输送模块220发送相应的下限电压设置指令和下限电压参数前，执行步骤S603，向下限电压输送模块220内的下限电压范围调节器4KM3发送与下限电压范围模式信息匹配的下限电压范围指令。

然后，进入到步骤S520中，试验装置200中的上限电压设置子模块210接收上限电压设置指令和上限电压参数，根据上限电压参数，并利用上限电压设置指令，将上限电压设置子模块210的输出电压值调节为上限电压，用以进行输出，并且下限电压设置子模块220接收下限电压设置指令和下限电压参数，根据下限电压参数，并利用下限电压设置指令，将下限电压设置子模块220的输出电压值调节为下限电压，用以进行输出。

具体地，上限电压输送模块210进入到步骤S608中，进一步上限电压输送模块210内的上限调压断路器3QF11和上限变压断路器3QF21分别接收到有效的上限输入电源指令和有效的上限变压控制指令，使得上限调压断路器3QF11和上限变压断路器3QF21闭合，并且执行步骤S609，上限调压器3TM1接收上限电压参数，将该上限调压器3TM1的输出电压，按照上限电压参数进行调节，使得上限电压设置子模块210输出相应的上限电压(与上限电压设置信息匹配)。

同样地，下限电压输送模块220进入到步骤S610中，进一步下限电压输送模块220内的下限调压断路器4QF11和下限变压断路器4QF21分别接收到有效的下限输入电源指令和有效的下限变压控制指令，使得下限调压断路器4QF11和下限变压断路器4QF21闭合，并且执行步骤S611，下限调压器4TM1接收下限电压参数，将该下限调压器4TM1的输出电压，按照下限电压参数进行调节，使得下限电压设置子模块220输出相应的下限电压(与下限电压设置信息匹配)。

另外，在上限电压输送模块210和下限电压输送模块220设置相应的上限/下限电压前，需要执行步骤S606，上限电压输送模块210中的上限电压范围调节器3KM3接收包括针对第一上限断路器3KM31的第一上限断路器指令、针对第二上限断路器3KM32的第二上限断路器指令和针对第三上限断路器3KM33的第三上限断路器指令的上限电压范围指令，并识别每种指令的有效性，以驱动上限电压范围调节器3KM3动作为上限电压范围串联或并联模式。与此同时，还需要执行步骤S607，下限电压输送模块220中的下限电压范围调节器4KM3接收包括针对第一下限断路器4KM31的第一下限断路器指令、针对第二下限断路器4KM32的第二下限断路器指令和针对第三下限断路器4KM33的第三下限断路器指令的下限电压范围指令，并识别每种指令的有效性，以驱动下限电压范围调节器4KM3动作为下限电压范围串联或并联模式。

接着，进入到步骤S530中，在试验实施时，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的上限突变模式指令，以及针对下限电压输送模块220的下限突变模式指令，并向试验装置200输送，以控制试验装置200执行直流网压突变试验所需的突变模式。其中，(当前)突变模式包括：上限电压突变下限电压(模式)、下限电压突变上限电压(模式)和试验结束(模式)。

具体地，在试验实施时，首先，执行步骤S612，控制装置100获取本对本次突变试验的包括突变模式信息、试验切换指令和试验结束指令的试验实施需求信息。然后，控制装置100根据获取到的试验实施需求信息，判断当前试验所需的突变模式，生成针对上限电压输送模块210的上限突变模式指令和针对下限电压输送模块220的下限突变模式指令，进一步将上限突变模式指令向上限电压输送模块210中的上限电压控制子模块212发送(步骤S613)，将下限突变模式指令向下限电压输送模块220中的下限电压控制子模块222发送(步骤S614)。

其中，在一个实施例中，在控制装置100判断当前试验所需的突变模式为上限电压突变下限电压(模式)时，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的有效的上限突变模式指令和生成针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222发送。进一步，在预设的切换时间阈值后，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的无效的上限突变模式指令和针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222发送。

在一个实施例中，在控制装置100判断当前试验所需的突变模式为下限电压突变上限电压(模式)时，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的无效的上限突变模式指令和针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222发送。进一步，在预设的切换时间阈值后，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的有效的上限突变模式指令和针对下限电压输送模块220的有效的下限突变模式指令，并分别向上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222发送。

在一个实施例中，在控制装置100判断当前试验所需的突变模式为试验结束(模式)时，控制装置100生成针对上限电压输送模块210的无效的上限突变模式指令和生成针对下限电压输送模块220的无效的下限突变模式指令，并分别向上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222发送。进一步，在预设的结束时间阈值后，控制装置100向试验装置200发送针对上限电压设置子模块211中的上限调压断路器3QF11的无效的上限输入电源指令、针对上限电压设置子模块211中的上限变压断路器3QF21的无效的上限变压控制指令、针对上限电压设置子模块211中的上限电压范围调节器3KM3的无效的上限电压范围指令(其中，无效的上限电压范围指令包括：针对第一上限断路器3KM31的无效的第一上限断路器指令、针对第二上限断路器3KM32的无效的第二上限断路器指令和针对第三上限断路器3KM33的无效的第三上限断路器指令)、针对下限电压设置子模块221中的下限调压断路器4QF11的无效的下限输入电源指令、针对下限电压设置子模块221中的下限变压断路器4QF21的无效的下限变压控制指令和针对下限电压设置子模块221中的下限电压范围调节器4KM3的无效的下限电压范围指令(其中，无效的下限电压范围指令包括：针对第一下限断路器4KM31的无效的第一下限断路器指令、针对第二下限断路器4KM32的无效的第二下限断路器指令和针对第三下限断路器4KM33的无效的第三下限断路器指令)，以结束当前被试品的直流网压突变试验。

最后，进入到步骤S540中，在试验实施时，试验装置200中的上限电压控制子模块212接收上限突变模式指令，并利用上限突变模式指令，控制试验装置200中的上限电压控制子模块212的通断(步骤S615)，进一步在上限电压输出子模块213(的阳极)获取到高电位的上限电压后，将其传送至被试品；与此同时，试验装置200中的下限电压控制子模块222接收下限突变模式指令，并利用下限突变模式指令，控制试验装置200中的下限电压控制子模块222的通断(步骤S616)，进一步在下限电压输出子模块223(的阳极)获取到高电位的下限电压后，将其传送至被试品。这样，试验装置200通过接收针对上限电压控制子模块212的上限突变模式指令和针对下限电压控制子模块222的下限突变模式指令，并检测其有效性，来控制上限电压控制子模块212和下限电压控制子模块222的通断状态，使得被试品获得相应的上限电压或下限电压或结束试验。

本发明提出一种直流网压突变试验装置以及直流网压突变试验的实现方法。该试验装置利用两路上限/下限电压输送模块分别采用变压、整流的处理方法，直接将三相工业电源调节为与突变网压试验所需的上限/下限电压，并通过控制上限/下限电压输送模块内相应的上限/下限电压控制子模块的通断状态，实现直流网压突变试验中突变电压的跳变功能。这种试验装置所输出的突变电压受电流影响很小，网压突变特性***，能够实现被试品空载工况下的网压突变试验。另外，本发明所涉及的试验装置，在上限/下限电压输送模块内加入了相应的上限/下限电压范围调节器，使得上限/下限电压输送模块能够输出较大范围的电压，使得电压突变范围可以达到无极调节，实现上限/下限电压输送模块均可输出0～2000V电压的任意范围变化，以满足网压突变试验国标中被试品需要在DC1500V(正负300V)内跳变的功能。进一步的，本发明所设计的试验装置自动化程度高，只需要在控制装置自动设置即可，试验时间短，试验效率极高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种直流网压突变试验装置，包括分别用于提供网压突变试验所需的上限/下限电压的上限/下限电压输送模块，其中，所述上限/下限电压输送模块的输入端接入三相工业电源，输出端接入被试品，并具备：

上限/下限电压设置子模块，其用于接收上限/下限电压设置指令和上限/下限电压参数，根据所述上限/下限电压参数，并利用所述上限/下限电压设置指令，将对应子模块的输出电压值调节为所述上限/下限电压；

上限/下限电压控制子模块，其与所述上限/下限电压设置子模块连接，用于在试验实施时，利用接收到的上限/下限突变模式指令，控制所述上限/下限电压控制子模块的通断，以输送从所述上限/下限电压设置子模块得到的所述上限/下限电压；

上限/下限电压输出子模块，其与所述上限/下限电压控制子模块连接，用于在获取到所述上限/下限电压后，将其传送至所述被试品。

2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，所述上限/下限电压设置子模块包括：

上限/下限调压单元，其用于接收上限/下限输入电源指令，在当前指令有效的情况下，获取三相交流电源信号，将所述三相交流电源信号进行调节，并输出与获取到的所述上限/下限电压参数匹配的上限/下限交流电压调节信号，其中，所述上限/下限电压设置指令包括所述上限/下限输入电源指令；

上限/下限变压单元，其与所述上限/下限调压单元连接，用于接收上限/下限变压控制指令，在当前指令有效的情况下，通过电磁感应原理将所述上限/下限交流电压调节信号进行变压处理，生成相应的上限/下限交流变压信号，其中，所述上限/下限电压设置指令还包括所述上限/下限变压控制指令；

上限/下限整流单元，其与所述上限/下限变压单元连接，用于将所述上限/下限交流变压信号进行整流处理，得到网压突变试验所需的所述上限/下限电压。

3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于，

所述上限/下限电压设置子模块，其进一步用于接收对应模块的上限/下限电压范围指令，根据所述上限/下限电压范围指令，将该子模块的输出电压范围设置成与所述上限/下限电压匹配的范围。

4.根据权利要求3所述的试验装置，其特征在于，所述上限/下限变压单元包括：

上限/下限变压器，其用于将针对当前模块的所述上限/下限交流电压调节信号进行变压处理；

与所述上限/下限变压器输出端连接的上限/下限电压范围调节器，所述上限/下限电压范围调节器包括第一上限/下限断路器、第二上限/下限断路器和第三上限/下限断路器，其中，所述第一上限/下限断路器用于根据接收到的所述上限/下限电压范围指令，将所述上限/下限变压器输出端的两组绕组进行串联，以为所述上限/下限电压输送模块提供满足所述上限/下限电压的上限/下限电压第一范围，所述第二上限/下限断路器联合所述第三上限/下限断路器用于根据接收到的所述上限/下限电压范围指令，将所述上限/下限变压器输出端的两组绕组进行并联，以为所述上限/下限电压输送模块提供满足所述上限/下限电压的上限/下限电压第二范围；

分别与所述上限/下限调压单元和所述上限/下限变压器连接的上限/下限变压断路器，所述上限/下限变压断路器用于接收所述上限/下限变压控制指令，在检测出该指令有效后闭合，以为所述上限/下限变压器提供相应的所述上限/下限交流电压调节信号。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的试验装置，其特征在于，所述上限/下限调压单元包括：

与所述三相工业电源连接的上限/下限调压断路器，所述上限/下限调压断路器用于接收所述上限/下限输入电源指令，在检测出该指令有效后闭合，以为上限/下限调压器提供相应的所述三相交流电源信号；

与所述上限/下限调压断路器连接的所述上限/下限调压器，所述上限/下限调压器用于根据获取到的所述上限/下限电压参数，调节所述三相交流电源信号。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的试验装置，其特征在于，所述上限电压输出子模块集成于第一耐高压二极管；所述下限电压输出子模块集成于第二耐高压二极管。

7.一种直流网压突变试验的实现***，包括：

如权利要求1～6中任一项所述的试验装置；

控制装置，其与所述试验装置中的上限/下限电压输送模块均相连，用于生成所述上限/下限电压输送模块对应的上限/下限电压设置指令和上限/下限电压参数，并向所述试验装置发送，以及在试验实施时，生成对应模块的上限/下限突变模式指令，并向所述试验装置输送，以控制所述试验装置执行直流网压突变试验所需的突变模式。

8.根据权利要求7所述的实现***，其特征在于，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行上限电压突变下限电压的试验时，

所述控制装置，其用于生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送，进一步，在预设的切换时间阈值后，生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

9.根据权利要求7或8所述的实现***，其特征在于，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行下限电压突变上限电压的试验时，

所述控制装置，其用于生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送，进一步，在预设的切换时间阈值后，生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

10.一种直流网压突变试验的实现方法，所述实现方法利用如权利要求7～9中任一项所述的实现***对被试品进行相应的直流网压突变试验，其中，所述实现方法包括：

步骤一、控制装置生成试验装置中上限/下限电压输送模块对应的上限/下限电压设置指令和上限/下限电压参数，并向所述试验装置发送；

步骤二、所述试验装置中的上限/下限电压设置子模块接收所述上限/下限电压设置指令和所述上限/下限电压参数，根据所述上限/下限电压参数，并利用所述上限/下限电压设置指令，将对应子模块的输出电压值调节为上限/下限电压；

步骤三、在试验实施时，所述控制装置生成对应模块的上限/下限突变模式指令，并向所述试验装置输送，以控制所述试验装置执行直流网压突变试验所需的突变模式；

步骤四、在试验实施时，所述试验装置中的上限/下限电压控制子模块利用接收到的对应模块的所述上限/下限突变模式指令，控制所述上限/下限电压控制子模块的通断，以输送从所述上限/下限电压设置子模块得到的所述上限/下限电压，进一步在所述试验装置中的上限/下限电压输出子模块获取到所述上限/下限电压后，将其传送至所述被试品。

11.根据权利要求10所述的实现方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行上限电压突变下限电压的试验时，

所述控制装置生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送；

进一步，在预设的切换时间阈值后，所述控制装置生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

12.根据权利要求10或11所述的实现方法，其特征在于，在所述步骤三中，所述突变模式包括：上限电压突变下限电压和下限电压突变上限电压，其中，在进行下限电压突变上限电压的试验时，

所述控制装置生成无效的上限突变模式指令和有效的下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送；

进一步，在预设的切换时间阈值后，所述控制装置生成有效的所述上限/下限突变模式指令，并分别向所述上限/下限电压输送模块发送。

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