[发明专利]一种用于电气设备局部放电试验的振荡波产生装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于直流激励的振荡波的产生装置及方法，具体涉及一种用于电气设备局部放电试验的振荡波产生装置及方法。

背景技术

电气设备绝缘性能的基本检测方法对电气设备进行正弦波耐压及局部放电量测量，一般情况采用试验变压器直接加载试验电压的方法进行试验。但当被试品等效电容量很大和它的试验电压很高时，通过试验变压器加载试验电压的容量会很大，导致现场无法完成试验，使得这种简便易行方法失效。一种可行的技术方案就是采用振荡波对电气设备进行正弦波耐压及局部放电试验，可以减小试验设备的容量。

近年来，国内外用于检测的振荡波设备是采用直流激励的方式产生的。以电缆绝缘性能测试为例，可将其视为容性电气设备，其基本测试试验原理如图1所示。主要由直流充电电源DC、限流电阻R，电感L、阻尼电阻RP、被测试电气设备的等效电容C和电子开关k组成。电子开关k闭合前，直流电源DC通过限流电阻R，阻尼电阻RP和电感L向电缆等效电容C充电，当C充电到预定电压值时，迅速闭合电子开关k，由电子开关、电感L、阻尼电阻RP和C形成串联回路产生一个逐渐衰减的振荡波f(t)，该振荡波直接加在电气设备的等效电容C上，测量等效电容C上的电压信号就可以实现对被测试电缆(或电气设备)的正弦波耐压试验和局部放电量。

采用直流激励获得振荡波的突出特点是简单易行。但是，由于第一振荡波f(t)的最高峰值等于直流充电电源DC的电压值，当要求试验振荡波f(t)的电压很高时，直流充电电源DC的电压也要相应提到很高，在具体实现时，元器件的成本、体积和元件控制电路部会变得异常复杂。因此，提高试验电压等级变得困难。

基于上述存在的问题，采用直流激励的方式来获得振荡波，由于成本和技术的原因，目前只能做到200kV以下的振荡波产生装置。专利200810124755.7介绍德国SEBAKMT公司OWTSHV150型局部放电检测用直流激励振荡波产生装置的试验电压也只能做到150kV，在中国市场销售价高达600万人民币，非常昂贵。

截止目前为止，国内外至今还没有高于250kV甚至1000kV的振荡波产生装置，随着城市化进程的快速推进，对电网电压等级的要求也越来越高，如何提高用于电气设备局部放电试验用的振荡波产生装置的电压等级，成为电力检测部门迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可调直流激励的振荡波产生装置及方法，该装置及方法可以通过低电压的直流激励电源和电子开关产生高电压试验振荡波。

为达到上述目的，本发明所述的用于电气设备局部放电试验的振荡波产生装置包括第一开关组、第二开关组、第五开关、可输出直流激励电压的电源、阻值可调的阻尼电阻以及LC振荡电路，所述第一开关组包括第一开关及第四开关，第二开关组包括第二开关及第三开关;

所述第一开关与第二开关组成的串联电路、第三开关与第四开关组成的串联电路以及电源之间相互并联;第一开关与第二开关之间的电路与第五开关的一端相连接，第三开关与第四开关之间的电路与第五开关的另一端相连接;

当被测电气设备为感性负载时，所述LC振荡电路包括被测电气设备及电容，阻尼电阻、电容及被测电气设备依次串联连接后与第五开关并联连接;

当被测电气设备为容性负载时，所述LC振荡电路包括被测电气设备及电感，阻尼电阻、电感及被测电气设备依次串联连接后与第五开关并联连接。

当被测电气设备为感性负载时，所述电容的容量值依据满足LC谐振电路的品质因数Q要求、以及LC谐振电路的电流小于第五开关额定工作电流来选择;

当被测电气设备为容性负载时，所述电感的感抗值依据满足LC谐振电路的品质因数Q要求、以及LC谐振电路的电流小于第五开关额定工作电流来选择。

所述电源包括与市电相连接晶闸管、驱动电路及单片机，单片机通过驱动电路控制晶闸管将市电转换为可调节直流电压源。

所述第一开关、第二开关、第三开关、第四开关均为IGBT，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关的控制端均与单片机相连接。

所述第五开关设有两个单向可控硅，所述两个单向可控硅反向并联连接，两个单向可控硅的控制端与单片机相连接。

相应的，本发明还提供了一种用于电气设备局部放电试验的振荡波产生方法。

当被测电气设备为感性负载时，包括以下步骤:

1)断开第五开关，并闭合第一开关组或者闭合第二开关组，通过电源为LC振荡电路施加直流激励电压V，并测量LC振荡电路的响应过程;