[发明专利]一种10kV工频续流试验装置的一次侧保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，更具体地，涉及一种10kV工频续流试验装置的一次侧保护电路。

背景技术

雷击现象广泛存在于在电力系统中，电力系统中的避雷器可以有效的遏制雷击过电压的影响。随着电力系统的不断发展，电力用户对电力设备的可靠性和稳定性提出了更高的要求，因此，有必要对电力系统中的避雷器进行试验，以评估其在雷电过电压作用下的稳定性和可靠性。

目前，工频变压器和冲击电压发生器只能单独产生工频和冲击电压，而工频续流试验装置可以解决工频和冲击电压的同步问题，实现联合加压，进而更好的评估避雷器在雷电冲击波和工频电压联合作用下的恢复特性。

现有的工频续流装置，在联合加压时，其冲击过电压和工频电压源相互作用，试验装置损坏的现象十分频繁。因此，需要一种更优的工频续流装置来抑制试验回路中的过电压和过电流，提高试验装置一次电路的可靠性和稳定性。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的10kV工频续流试验装置的一次侧保护电路。

根据本发明的一个方面，提供一种10kV工频续流试验装置的一次侧保护电路，包括：冲击电压侧保护器件和工频电压侧保护器件；

所述冲击电压侧保护器件，与所述工频续流试验装置的冲击电压发生器一侧的电路串联，用于在雷电波衰减后保护所述冲击电压发生器不受工频电压损坏；

所述工频电压侧保护器件，与所述工频续流试验装置的工频电压源一侧的电路并联，用于在冲击电压作用时保护所述工频电压源不受冲击过电压与冲击过电流损坏。

进一步，所述冲击电压侧保护器件包括第一保护间隙和第一保护避雷器；

所述第一保护间隙的击穿电压大于所述工频电压源的输出电压、小于所述冲击电压发生器的输出电压幅值，用于实现冲击与工频交流电压联合加压；

所述第一保护避雷器的额定电压等于工频交流电压，用于防止所述第一保护间隙重燃弧；

所述第一保护避雷器和所述第一保护间隙相互连接且串联于所述冲击电压发生器的输出端与所述被试品之间的电路上。

进一步，所述工频电压侧保护器件包括调波电容、第二保护间隙和第二保护避雷器；

所述调波电容、第二保护间隙和第二保护避雷器分别并联于所述工频电压源的输出端，用于抑制变压器出口的过电压。

进一步，所述工频电压侧保护器件还包括隔离电感和保护电阻；

所述隔离电感，用于保护所述工频电压源免受所述冲击电压发生器输出的冲击电压的损坏；

所述保护电阻，用于限制所述工频电压源输出的续流电流；

所述隔离电感和所述保护电阻相互连接且串联于被试品与所述工频电压源之间的电路上；且所述隔离电感的一端连接所述被试品，另一端还连接所述第二保护间隙；所述保护电阻的一端还连接所述调波电容，另一端还连接所述第二保护避雷器。

具体的，所述工频电压源的输出电压为50kV，所述冲击电压发生器的输出电压为400kV，所述被试品的额定电压为10kV。

进一步，所述调波电容的电容取值大于谐振电容的电容值的10倍，所述谐振电容的电容值为：

其中，C₀为所述谐振电容的电容值，L为试验装置的隔离电感，f₁为冲击电压的频率，所述冲击电压发生器产生的冲击电压为雷电波，所述雷电波的频谱为数十千赫兹到一兆赫兹之间。

具体的，所述隔离电感的电感值L＝52mH，所述调波电容的电容值C₀＝21nF。

进一步，所述保护电阻的电阻取值为：

其中，R为所述保护电阻的电阻值，U_S为所述工频电压源的输出电压，f₂为50Hz工频，i_m为所述工频电压源允许的最大工频电流。

进一步，所述工频电压源的输出端由近至远依次并联所述第二保护避雷器、所述调波电容和所述第二保护间隙；

所述第二保护避雷器和所述调波电容的回路上、所述工频电压源的输出端串联有所述保护电阻；

所述第二保护间隙和被试品的回路上、所述工频电压源的输出端串联有所述隔离电感。

进一步，所述第一保护避雷器、所述第一保护间隙、所述隔离电感和所述保护电阻依次连接、串联于所述冲击电压发生器和所述工频电压源组成的回路的同一侧。