CN113075508A - 一种超低频高压试验设备 - Google Patents

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王治刚
钱伟
李红军
周崇屹
张艳
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Abstract

本发明提供的一种超低频高压试验设备，包括正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路和正负电流控制电路，所述正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路和正负电流控制电路依次串联连接形成一正弦电路回路。本发明具备试验功率要求低，设备体积小，测试电缆的容量大，长度长等优点，由于其信号为交变信号，无残余电荷存在电缆绝缘层中，优于直流耐压试验。本发明便携、无残余电荷的优点满足现场操作人员使用需求，而这也正是工频耐压、变频串联谐振耐压、直流耐压所不具备的。

Description

一种超低频高压试验设备
技术领域
本发明属于电气控制***技术领域，尤其涉及一种超低频高压试验设备，主要应用于10kV交联聚乙烯电力电缆的耐压试验。
背景技术
一般电缆耐压试验时，往往需要用到直流试验或变频串联谐振耐压试验。然而，直流试验容易有残余电荷存在于电缆绝缘层中。变频串联谐振耐压试验由于其需要很多电抗器组合，并且需要大功率的电源支撑，因此现场使用起来对电缆易造成一定程度的损伤，或者耗费极大人力、物力，极不方便。
综上，现有技术中电缆耐压试验设备存在以下缺点：
1)串联谐振耐压试验，接线极其复杂，设备极其笨重，长距离电缆为满足谐振频率在20-300Hz，现场需要多名测试人员配合多台电抗器。
2)串联谐振耐压试验因为串联谐振的频率较高，需要的功率很大，有时甚至需要一台小型变压器才能满足测试。
3)直流耐压试验，有残余空间电荷存在电缆绝缘层中，无法释放干净，送电运行时易造成电场叠加，造成电缆击穿。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种试验功率要求低、设备体积小、测试容量长的超低频高压试验设备。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种超低频高压试验设备，包括正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路和正负电流控制电路，所述正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路和正负电流控制电路依次串联连接形成一正弦电路回路。
优选地，上述超低频高压试验设备，还包括时间控制电路，所述正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路、正负电流控制电路和时间控制电路依次串联连接形成一正弦电路回路。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述逆变电路包括第一逆变器、第二逆变器，所述第一逆变器、第二逆变器并联设置。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述谐振回路包括第一谐振回路和第二谐振回路，所述第一谐振回路和第二谐振回路并联设置。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述变压器回路包括第一变压器、第二变压器，所述第一变压器和第二变压器并联设置。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述倍压整流电路包括第一倍压整流电路、第二倍压整流电路，所述第一倍压整流电路和第二倍压整流电路并联设置。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述正负电流控制电路包括正电流控制电路、负电流控制电路，所述正电流控制电路和负电流控制电路并联设置。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述正负直流源、第一逆变器、第一谐振回路、第一变压器、第一倍压整流电路、正电流控制电路、时间控制电路依次串联连接形成第一正弦电路回路。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述正负直流源、第二逆变器、第二谐振回路、第二变压器、第二倍压整流电路、负电流控制电路、时间控制电路依次串联连接形成第二正弦电路回路。
优选地，上述超低频高压试验设备，所述第一正弦电路回路与第二正弦电路回路并联连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明具备试验功率要求低，设备体积小，测试电缆的容量大，长度长等优点，由于其信号为交变信号，无残余电荷存在电缆绝缘层中，优于直流耐压试验。本发明便携、无残余电荷的优点满足现场操作人员使用需求，而这也正是工频耐压、变频串联谐振耐压、直流耐压所不具备的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明超低频高压试验设备原理示意图；
其中，1、正负直流源；2、逆变电路；3、谐振回路；4、变压器回路；5、倍压整流电路；6、正负电流控制电路；21、第一逆变器21；22、第二逆变器；31、第一谐振回路；32、第二谐振回路；41、第一变压器；42、第二变压器；51、第一倍压整流电路；52、第二倍压整流电路；61、正电流控制电路；62、负电流控制电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
如图1所示，本发明提供的一种超低频高压试验设备，包括正负直流源1、逆变电路2、谐振回路3、变压器回路4、倍压整流电路5和正负电流控制电路6，所述正负直流源1、逆变电路2、谐振回路3、变压器回路4、倍压整流电路5和正负电流控制电路6依次串联连接形成一正弦电路回路。
优选地，本发明实施例还包括时间控制电路，所述正负直流源1、逆变电路2、谐振回路3、变压器回路4、倍压整流电路5、正负电流控制电路6和时间控制电路依次串联连接形成一正弦电路回路。
实施中，本发明采用正负直流源的方式，正负直流源1同时通过逆变电路2，变为交流，通过谐振回路3，改变频率，然后通过变压器回路4进行升压，接着使用倍压整流电路5，使电压输出为正和负的电压，然后通过正负电流控制电路6，输出变化的正负电压和电流输出，然后通过时间控制电路，将频率控制在0.1Hz，并实现对设备内部的电容装置充放电。
具体地，根据功率计算公式，本发明实施例在功率一定的情况下，降低输出频率，提高测试的电容量，即提高测试电缆的长度，电缆越长电容量越大。本发明满足必要的正弦输出信号，即满足0.1Hz正弦波信号，并能够使其测试长距离电缆。
具体地，本发明实施例所述逆变电路2包括第一逆变器21、第二逆变器22，所述第一逆变器21、第二逆变器22并联设置。所述谐振回路3包括第一谐振回路31和第二谐振回路32，所述第一谐振回路31和第二谐振回路32并联设置。所述变压器回路4包括第一变压器41、第二变压器42，所述第一变压器41和第二变压器42并联设置。所述倍压整流电路5包括第一倍压整流电路51、第二倍压整流电路52，所述第一倍压整流电路51和第二倍压整流电路52并联设置。所述正负电流控制电路6包括正电流控制电路61、负电流控制电路62，所述正电流控制电路61和负电流控制电路62并联设置。
具体实施中，本发明实施例所述正负直流源1、第一逆变器21、第一谐振回路31、第一变压器41、第一倍压整流电路51、正电流控制电路61、时间控制电路依次串联连接形成第一正弦电路回路。所述正负直流源1、第二逆变器22、第二谐振回路32、第二变压器42、第二倍压整流电路52、负电流控制电路62、时间控制电路依次串联连接形成第二正弦电路回路。
优选地，本发明实施例所述第一正弦电路回路与第二正弦电路回路并联连接。本发明实施例以超低频正弦主机为例，其原理在于正负直流电源，通过逆变电路，谐振电路，升压电路，倍压整流电路，然后通过电流及时间控制，实现正电压和负电压的变化及交替，并且可以给电容有短暂的充电时间，以达到长距离电缆测试的目的。
优选地，本发明超低频高压试验设备尺寸优选为520mm x300mm x450mm，采用行李箱式设计，底部设置有滑轮，方便推拉，总重量约25kg，使用轻便。本发明采用降频的方式，将频率控制在0.01Hz-0.1Hz之间，根据s＝2πfCU2，可以得出其试验功率相当于工频下的1/500，体积和重量都便于携带。
综上，本发明超低频高压试验设备具有以下优点：
1)本发明使用便携，轻便，无需多人到现场抬设备，大大节约人力。
2)本发明频率极低，实现输入功率小，无需大容量发电机，500W移动电源即可实现，经济节约。
3)本发明无残余电荷，对电缆损伤极小。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超低频高压试验设备，其特征在于：包括正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路和正负电流控制电路，所述正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路和正负电流控制电路依次串联连接形成一正弦电路回路。
2.根据权利要求1所述的超低频高压试验设备，其特征在于：还包括时间控制电路，所述正负直流源、逆变电路、谐振回路、变压器回路、倍压整流电路、正负电流控制电路和时间控制电路依次串联连接形成一正弦电路回路。
3.根据权利要求1或2所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述逆变电路包括第一逆变器、第二逆变器，所述第一逆变器、第二逆变器并联设置。
4.根据权利要求3所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述谐振回路包括第一谐振回路和第二谐振回路，所述第一谐振回路和第二谐振回路并联设置。
5.根据权利要求4所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述变压器回路包括第一变压器、第二变压器，所述第一变压器和第二变压器并联设置。
6.根据权利要求5所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述倍压整流电路包括第一倍压整流电路、第二倍压整流电路，所述第一倍压整流电路和第二倍压整流电路并联设置。
7.根据权利要求6所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述正负电流控制电路包括正电流控制电路、负电流控制电路，所述正电流控制电路和负电流控制电路并联设置。
8.根据权利要求7所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述正负直流源、第一逆变器、第一谐振回路、第一变压器、第一倍压整流电路、正电流控制电路、时间控制电路依次串联连接形成第一正弦电路回路。
9.根据权利要求8所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述正负直流源、第二逆变器、第二谐振回路、第二变压器、第二倍压整流电路、负电流控制电路、时间控制电路依次串联连接形成第二正弦电路回路。
10.根据权利要求9所述的超低频高压试验设备，其特征在于：所述第一正弦电路回路与第二正弦电路回路并联连接。
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