[发明专利]用于高海拔地区工频和冲击叠加电压试验的方法

说明书

技术领域

本发明属于高电压绝缘技术范畴，特别是输出较高电压情况下的用于高海拔地区工频和冲击叠加电压试验的方法技术领域。

背景技术

为实现我国能源的优化配置，充分利用西部地区丰富的水力煤炭资源，我国决定建设1000kV特高压交流输电工程。2006年9月，中国首个特高压交流输变电工程——晋东南-河南南阳-湖北荆门1000千伏特高压交流试验示范工程，经国家发改委核准后开工建设，2009年12月30日建成投入试运行，2009年1月6日正式投运。在未来的几年时间里，我国将规划建设更多的特高压交流输电工程。外绝缘的设计与选择交流输电工程在安全和经济方面重要的问题。特高压交流输电工程中一次设备的绝缘考核和空气间隙的选择将是工程实际中值得研究的重要课题。

在传统的输电线路设计中，一般不考虑导线上运行电压对冲击放电特性的影响。而在特高压交流输电工程中，由于工频电压持续施加在导线上，且幅值较高，因此研究预先存在的工频电压对一次设备绝缘和空气间隙冲击放电特性的影响就值得考虑。

在已有的工频和冲击叠加电压试验研究中，针对冲击电压发生器的保护一般采用小间隙保护的方法，其应用为实验室低电压等级的试验研究，且一般在低海拔地区进行。相比较于普通间隙，采用球隙来保护冲击电压发生器，具有对叠加电压波形影响小、传导冲击能力好等优点。为满足高海拔地区特高压等级联合试验的需求，本发明提出一种用于高海拔地区工频叠加冲击电压试验的方法及实现手段。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足而提供一种具有对叠加电压波形影响小、传导冲击能力好的用于高海拔地区工频叠加冲击电压试验的方法及实现。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

用于高海拔地区工频和冲击叠加电压试验的装置，本发明设置冲击电压发生器、高压隔离球隙、冲击电压测量系统、试验对象、高压保护电阻、工频电压测量系统、高压保护球隙、限流保护电阻、工频试验变压器依序连接成工频叠加冲击电压试验装置；其中：冲击电压发生器输出冲击电压波形到高压隔离球隙的输入，高压隔离球隙输出冲击电压波形分别到冲击电压测量系统、试验对象的输入和高压保护电阻的输出；工频试验变压器输出工频电压波形到限流保护电阻的输入，限流保护电阻输出工频电压波形到工频试验变压器保护电阻、工频电压测量系统和高压保护球隙的输入，工频试验变压器保护电阻的输出工频电压波形到冲击电压测量系统、试验对象的输入和高压隔离球隙的输出；试验对象同时耐受冲击电压波形和工频电压波形。

本发明在工频试验变压器和试验对象之间连接有高压保护电阻和工频试验变压器系统自带电阻；高压保护电阻采用水电阻的结构形式，作用在于其电阻阻值可限制冲击电压发生器作用下工频试验变压器端口电压值，电阻形式应能防止施加的操作冲击电压作用下的沿面闪络。根据工频试验变压器和冲击电压发生器的系统参数匹配，保护电阻的阻值为5~20M′Ω可调，其内部可通过调节充水的电阻率来实现，长度为10~30m可选，内径为40~90cm可选，管厚为2~20mm可选，被两个绝缘支柱架起距地面15~25m可调，以能适应海拔高度为2000m及以下范围内，耐受-2500kV~+2500kV操作冲击电压作用下的外绝缘闪络。

本发明在冲击电压发生器和冲击电压测量系统之间连接有高压隔离球隙；高压隔离球隙能隔离工频试验变压器施加的工频电压对冲击电压发生器的影响，其球距的选取结果对输出电压的波形无较大影响。根据工频试验变压器和冲击电压发生器的系统参数匹配计算，铜球外径为0.2~1m可选，球距为0.2~4m可调，厚度为0.5~5mm可选，与地面水平放置，被两个绝缘支柱架起距地面15~25m可调，以能适应海拔高度为2000m及以下范围内，能耐受工频电压0~1000kV。

本发明在限流保护电阻连接有高压保护球隙；高压保护球隙能耐受工频试验变压器施加的工频电压，隔离冲击电压发生器输出的电压对工频试验变压器的影响，其球距的选取结果对输出电压的波形无较大影响。根据工频试验变压器和冲击电压发生器的系统参数匹配计算，铜球外径为0.2~1m可选，球距为0.2~4m可调，厚度为0.5~5mm可选，与地面水平或竖直放置，被绝缘支柱架起距地面1~25m可调，以能适应海拔高度为2000m及以下范围内，能耐受工频电压0~1000kV。

本发明将工频电压和冲击电压在高海拔地区结合在一起，模拟工频（0~2000kV）叠加雷电冲击（小于7200kV）或操作冲击（小于6300kV），并可在此条件下进行特高压交流输电工程中一次设备的绝缘考核和空气间隙放电试验等。