一种用于触发间隙开关的直流大电流通流试验回路制造技术

本发明专利技术公开了一种用于触发间隙开关的直流大电流通流试验回路，属于高电压技术领域。本发明专利技术试验回路，包括：电流源支路，所述电流源支路，包括：直流充电回路、能量泄放支路、储能电容器、续流二极管、电抗器、燃弧时间控制开关K1、保护开关K2、分压器Ⅰ和电流线圈；所述电压源支路，包括：直流高压发生器、恢复电压调节电容和恢复电压上升时间调节电阻R和分压器Ⅱ。本发明专利技术试验回路的试验电压可满足触发要求、输出直流电流满足通流能力考核需求、熄弧瞬间即可施加恢复电压满足快速绝缘恢复考核需求，直流电流峰值、燃弧时间、恢复电压峰值及上升时间灵活可调，可满足不同试验参数需求。可满足不同试验参数需求。可满足不同试验参数需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于触发间隙开关的直流大电流通流试验回路


[0001]本专利技术涉及高电压
，并且更具体地，涉及一种用于触发间隙开关的直流大电流通流试验回路。

技术介绍

[0002]触发间隙开关是一种可用于交、直流系统的新型亚毫秒级快速关合开关，常与断路器并联作为快速控制/保护开关，触发间隙开关负责快速触发导、断路器随后合闸帮助间隙转移电流开始绝缘恢复。以白鹤滩
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800kV直流工程可控自恢复消能装置控制用触发间隙开关为例，最低可触发电压20kV、通流要求30kA/30ms、绝缘恢复要求熄弧后1s可耐受 DC80kV。
[0003]触发间隙开关断口由固定不可以移动的高、低压电极构成，通过在间隙中燃弧来维持电流通路，短时通流大，电弧烧蚀可能会使触头烧损，同时产生大量金属蒸汽和气体分解产物，均会影响熄弧后快速绝缘恢复，需要开展通流试验，研究并验证大电流通流及绝缘恢复能力，通流试验回路是触发间隙开关研发及性能验证的重要手段。
[0004]触发间隙开关的通流试验回路需要产生大电流，控制短时流过触发间隙开关后施加高幅值恢复电压，回路容量大，恢复电压高，控制复杂。目前，交流通流试验可以借助交流断路器短路开断试验用合成回路开展，直流通流试验还没有可用的试验回路，直接采用交流短路开断合成回路不能满足要求，需研究提出新的试验回路(包括电路拓扑、调控方法和设备参数确定方法等)。
[0005]交流短路开断试验用合成回路由低压大电流电流源和高压小电流电压源构成，通过电流源输出试验电流并控制燃弧时间，电压源通过球隙点火控制施加恢复电压。
[0006]上述回路用于触发间隙直流通流试验在以下几方面不满足要求：、
[0007]1)电流源输出电压通常只有10kV，低于最低可触发电压，触发间隙开关难以可靠触发导通，如果提升试验电压则会导致电源容量提高，大幅增加试验成本；
[0008]2)电流源输出为交流电流，与直流燃弧存在一定的差异，交直流电弧的等价方法目前尚没有定论，如果将其改造为直流输出则需要增加大容量硅堆等整流设备，改造成本很高；
[0009]3)试验回路依靠电流源支路辅助开关开断电流以控制燃弧时间，辅助开关在电流过零时才能熄弧开断，如果将电流源改造为直流输出则没有了电流过零点，辅助开关无法开断电流，导致无法控制燃弧时间。

技术实现思路

[0010]针对上述问题，本专利技术还提出了一种用于触发间隙开关的直流大电流通流试验回路，包括：
[0011]电流源支路，所述电流源支路，包括：直流充电回路、能量泄放支路、储能电容器、续流二极管、电抗器、燃弧时间控制开关K1、保护开关K2、分压器Ⅰ和电流线圈；
[0012]直流充电回路接入储能电容器，用于为储能电容器充电；能量泄放支路与储能电容器并联，用于异常情况下为储能电容器放电；储能电容器在间隙触通前提供试验电压，在间隙触通后提供大电流；续流二极管、续流二极管与储能电容器反并联，与电抗器和触发间隙组成直流衰减电流回路，所述直流衰减电流回路产生直流衰减电流；燃弧时间控制开关K1通过闭合转移触发间隙电流，控制燃弧时间；保护开关K2通过断开隔离恢复电压，保护电流源支路；分压器Ⅰ测量试验电压；电流线圈测量试验电流；
[0013]电压源支路，所述电压源支路，包括：直流高压发生器、恢复电压调节电容和恢复电压上升时间调节电阻R和分压器Ⅱ；
[0014]直流高压发生器用于对恢复电压调节电容充电；恢复电压调节电容在间隙熄弧后提供恢复电压；恢复电压上升时间调节电阻R在间隙通流时，限制直高发输出电流低于短路保护电流，且在间隙熄弧后与间隙断口杂散电容构成RC串联电路，控制间隙恢复电压的上升速率；分压器Ⅱ测量试验电压。
[0015]可选的，续流二极管反并联在储能电容器的两端，在储能电容器电压反向后导通将储能电容器旁落，在电抗器、间隙回路中产生直流衰减电流。
[0016]可选的，恢复电压上升时间调节电阻R的电阻值为MΩ级，恢复电压用电压源为大容量直流高压发生器，所述大容量直流高压发生器在通流前预加恢复电压，可在间隙熄弧瞬间立刻施加恢复电压。
[0017]可选的，试验回路在电抗器两端并联燃弧时间控制开关K1，通过闭合K1将间隙电流转移，即不影响恢复电压施加速率又可以控制间隙燃弧时间。
[0018]本专利技术试验回路的试验电压可满足触发要求、输出直流电流满足通流能力考核需求、熄弧瞬间即可施加恢复电压满足快速绝缘恢复考核需求，直流电流峰值、燃弧时间、恢复电压峰值及上升时间灵活可调，可满足不同试验参数需求。同时，试验回路对电源容量要求低，控制简单灵活，试验站、科研、生产单位均可以搭建。
附图说明
[0019]图1为本专利技术试验回路的电路拓扑图；
[0020]图2(a)
‑
(f)为本专利技术试验回路间隙通流试验过程仿真结果曲线图。
具体实施方式
[0021]现在参考附图介绍本专利技术的示例性实施方式，然而，本专利技术可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本专利技术，并且向所属
的技术人员充分传达本专利技术的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本专利技术的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
[0022]除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
[0023]下面结合实施例对本专利技术进行进一步的说明：
[0024]本专利技术试验回路提供的试验回路电路拓扑如图1所示，本专利技术采用合成回路型式。
[0025]电流源采用电容器组振荡放电加二极管续流的方式产生直流衰减电流，通过控制K1闭合时间选择隙燃弧时间；
[0026]电压源采用大容量直高发+MΩ级保护电阻实现熄弧瞬间施加指数上升恢复电压，通过控制电阻R及直高发输出电压选择恢复电压上升速率。两个支路的构成分别说明如下：
[0027]电流源支路由直流充电回路、能量泄放支路、储能电容器、续流二极管、电抗器、燃弧时间控制开关K1、保护开关K2、分压器Ⅰ和电流线圈组成。直流充电回路用于给储能电容器充电；能量泄放支路用于在回路设备异常情况下泄放储能电容器能量；储能电容器在间隙触通前提供试验电压，在间隙触通后提供大电流；续流二极管与储能电容反并联，与电抗器、触发间隙组成直流衰减电流回路；快速断路器K1闭合后可转移触发间隙电流，从而控制燃弧时间；断路器K2用于在电压源给试品施加恢复电压时，隔离高压保护电流源回路设备；分压器Ⅰ用于测量试验电压；电流线圈用于测量试验电流。
[0028]电压源支路由直流高压发生器、恢复电压调节电容和恢复电压上升时间调节电阻R和分压器Ⅱ组成。直流高压发生器用于给恢复电压调节电容充电，调节电容在间隙熄弧后提供恢本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于触发间隙开关的直流大电流通流试验回路，所述回路包括：电流源支路，所述电流源支路，包括：直流充电回路、能量泄放支路、储能电容器、续流二极管、电抗器、燃弧时间控制开关K1、保护开关K2、分压器Ⅰ和电流线圈；直流充电回路接入储能电容器，用于为储能电容器充电；能量泄放支路与储能电容器并联，用于异常情况下为储能电容器放电；储能电容器在间隙触通前提供试验电压，在间隙触通后提供大电流；续流二极管、续流二极管与储能电容器反并联，与电抗器和触发间隙组成直流衰减电流回路，所述直流衰减电流回路产生直流衰减电流；燃弧时间控制开关K1通过闭合转移触发间隙电流，控制燃弧时间；保护开关K2通过断开隔离恢复电压，保护电流源支路；分压器Ⅰ测量试验电压；电流线圈测量试验电流；电压源支路，所述电压源支路，包括：直流高压发生器、恢复电压调节电容和恢复电压上升时间调节电阻R和分压器Ⅱ；直流高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张然，李志兵，黄印，徐晓东，刘北阳，王浩，林金阳，田宇，赵科，徐阳，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：