基于高压脉冲叠加直流电场发生技术的变压器油净化器制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于高压脉冲叠加直流电场发生技术的变压器油净化器，该装置通过IGBT单管串联电路产生双极性高压脉冲，并通过叠加电路在前述IGBT单管串联电路产生的双极性高压脉冲基础上叠加高压直流。将前述基于IGBT串联的高压脉冲叠加直流电场发生器产生的复合电压作用于拥有正、负极板的净油装置后，将在正、负极板间产生直流陡脉冲复合电场。双极性陡脉冲电场所具有的丰富频率成分将能够作用于多种胶体杂质微粒上，使之产生往复运动而脱离油分子，然后在高压直流电场作用下向极板作定向运动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供一种基于高压脉冲叠加直流电场发生技术的变压器油净化器，该装置通过IGBT单管串联电路产生双极性高压脉冲，并通过叠加电路在前述IGBT单管串联电路产生的双极性高压脉冲基础上叠加高压直流。将前述基于IGBT串联的高压脉冲叠加直流电场发生器产生的复合电压作用于拥有正、负极板的净油装置后，将在正、负极板间产生直流陡脉冲复合电场。双极性陡脉冲电场所具有的丰富频率成分将能够作用于多种胶体杂质微粒上，使之产生往复运动而脱离油分子，然后在高压直流电场作用下向极板作定向运动。【专利说明】基于高压脉冲叠加直流电场发生技术的变压器油净化器
本技术涉及脉冲功率
，具体涉及基于IGBT串联的高压脉冲叠加直流电场发生器。
技术介绍
变压器油是变压器中重要的绝缘和散热介质，对变压器的安全运行起着重要作用。但在变压器油的生产、储存、运输、安装过程中不可避免的会混进杂质，并且在变压器长期运行后，会在电、光、热、化学等因素作用下老化，产生大量杂质微粒，包括金属微粒、油中分解气体、胶体以及纤维等，影响变压器油的性能。传统的净化变压器油的方法如压力式滤油机过滤法、吸附过滤法、真空过滤法等对老化变压器油的净化效果有限，并且由于各种限制难以满足在线净化的需要。日本于上世纪七十年代最早开始研究静电净油法，主要应用于液压油的净化处理。前苏联、美国、印度等随之开展该方法的研究，并相继推出了各种不同规格型号的静电净油设备。例如，日本东京KLEENTEK工业公司生产的EOC-R系列静电净油机在世界各地广泛应用于液压油和润滑油的净化处理。我国自上世纪八十年代开始研究这项技术，天津市滤油器厂、吉林市第一机械厂等单位相继研制出具有自主知识产权的静电净油机。另外，中国矿业大学北京研究生部的周士瑜等人自1980年开始开展静电净油的理论分析与集尘体的设计。然而人们也发现静电净油法同样存在一定缺陷，即无法清除溶于油中的胶体杂质。这种胶体杂质吸附在油分子周围，无法在高压直流电场作用下定向运动，从而难以被清除。假使能够使得劣化变压器油中胶体杂质颗粒得到净化，就可以回收劣化变压器油进行净化处理，无疑将会极大减小变压器油使用成本，最大限度地经济利用变压器油。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于高压脉冲叠加直流电场发生技术的变压器油净化器，该装置通过IGBT单管串联电路产生双极性高压脉冲(时域中具有快速上升沿、较高幅值的指数衰减脉冲，其在频域中所具有的频率成分非常丰富，频带很宽，本文中称之为陆脉冲)，并通过置加电路在如述IGBT单管串联电路广生的双极性闻压脉冲基础上置加闻压直流。将前述基于IGBT串联的高压脉冲叠加直流电场发生器产生的复合电压作用于拥有正、负极板的净油装置后，将在正、负极板间产生直流陡脉冲复合电场。双极性陡脉冲电场所具有的丰富频率成分将能够作用于多种胶体杂质微粒上，使之产生往复运动而脱离油分子，然后在高压直流电场作用下向极板作定向运动。这样，直流电场处理劣化变压器油中一般杂质颗粒的同时，由于双极性陡脉冲电场作用而脱离油分子的胶体杂质颗粒带电之后也将在直流电场作用下向两侧极板运动。这样，在净化一般杂质颗粒的同时可以显著提高对劣化变压器油中胶体杂质微粒的净化效果。为实现本技术目的而采用的技术方案是这样的，一种基于高压脉冲叠加直流电场发生技术的变压器油净化器，包括电源系统、双极性高压脉冲形成系统，直流陡脉冲叠加电路，信号转换系统，同步触发模块和负载，以及若干IGBT单管模块。所述电源系统包括市电电源，以及由所述市电电源供电的高压直流模块、双极性高压直流模块和开关电源。所述高压直流模块产生并输出不高于+20kV的高压直流电。所述双极性高压直流模块产生并通过正极性输出端输出一路不高于+12kV的高压直流电，同时，产生并通过负极性输出端输出一路不高于-12kV的高压直流电，所述正极性输出端和负极性输出端输出电压的绝对值相等。所述开关电源产生并输出15V的直流电。每一个所述IGBT单管模块包括一个IGBT单管、DC — DC模块、光/电转换器、开关驱动器和栅极保护电路，所述DC - DC模块接收电源系统中开关电源输入的直流电，所述DC — DC模块的输出端向所述开关驱动器和光/电转换器的电源端供电。所述光/电转换器接收到光信号时，输出控制信号到开关驱动器的控制端；所述开关驱动器接收到控制信号时，输出驱动信号到IGBT单管的栅极；所述栅极保护电路输入端通过电路接线与IGBT单管的栅极连接，所述栅极保护电路输出端通过电路接线与IGBT单管的输出端(本文中将IGBT单管的管脚C称作IGBT单管的输入端，IGBT单管的管脚E称作IGBT单管的输出端，余者类同)连接。所述双极性高压脉冲形成系统包括充电电阻R1、正极性脉冲充电开关、正极性脉冲回路电容器Cl和正极性脉冲放电开关。所述正极性脉冲充电开关包括N个串联的IGBT单管模块，所述正极性脉冲放电开关包括N个串联的IGBT单管模块，N为正整数；所述N个IGBT单管模块的串联是指:将第一个IGBT单管模块中的IGBT单管的输出端与下一个IGBT单管模块中的IGBT单管的输入端连接，以此类推。所述正极性脉冲充电开关中:第一个IGBT单管模块中的IGBT单管的输入端是所述正极性脉冲充电开关的输入端，第N个IGBT单管模块的IGBT单管的输出端是所述正极性脉冲充电开关的输出端；所述正极性脉冲放电开关中:第一个IGBT单管模块中的IGBT单管的输入端是所述正极性脉冲放电开关的输入端，第N个IGBT单管模块中的IGBT单管的输出端是所述正极性脉冲放电开关的输出端。特别地，当N会2时，每个IGBT单管模块的IGBT单管的输入端、输出端需要分别与动/静态均压电路的输入端、输出端连接(即并联均压)，以此避免N个IGBT单管模块的IGBT单管串联连接时各个IGBT单管模块的IGBT单管之间由于分压不均引起IGBT单管损坏。所述充电电阻Rl的一端与双极性高压直流模块的正极性输出端连接以获取充电电源，充电电阻Rl的另一端与正极性脉冲充电开关的输入端连接；所述正极性脉冲充电开关的输出端与正极性脉冲回路电容器Cl的一端连接，所述正极性脉冲回路电容器Cl的另一端则与大地连接；所述正极性脉冲放电开关的输入端与所述正极性脉冲充电开关的输出端连接。所述双极性高压脉冲形成系统还包括充电电阻R2、负极性脉冲充电开关、负极性脉冲回路电容器C2和负极性脉冲放电开关；所述负极性脉冲充电开关包括N个串联的IGBT单管模块，负极性脉冲放电开关包括N个串联的IGBT单管模块，N为正整数。所述负极性脉冲充电开关中:第一个IGBT单管模块中的IGBT单管的输入端是所述负极性脉冲充电开关的输入端，第N个IGBT单管模块的IGBT单管的输出端是所述负极性脉冲充电开关的输出端。所述负极性脉冲放电开关中:第一个IGBT单管模块中的IGBT单管的输入端是所述负极性脉冲放电开关的输入端，第N个IGBT单管模块中的IGBT单管的输出端是所述负极性脉冲放电开关的输出端。所述充电电阻R2的一端与双极性高压直流模块的负极性输出端连接以获取充电电源，充电电阻R2的另一端与负极性脉冲充电开关的输入端连接；所述负极性脉冲充电开关的输出端与负极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：米彦，姚陈果，李成祥，周龙翔，张晏源，廖瑞金，李剑，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：实用新型
国别省市：