[发明专利]一种直流断路器用机械开关的试验电路

说明书

本发明涉及一种直流断路器用机械开关的试验电路，包括用于连接机械开关试品的正负连接端以及并联的直流电源模块、振荡电路和冲击电压发生电路，直流电源模块、振荡电路和冲击电压发生电路的两并联端对应连接正负连接端。本发明给机械开关提供稳定直流电流，向机械开关提供分断前额定电流应力和端口热应力；向机械开关提供分断时刻高频电流应力，使机械开关分断过程中电流过零自动熄弧；产生满足一定波形参数的暂态冲击电压，等效机械开关在分断过程中耐受的断口间暂态电压应力，实现了机械开关在额定运行工况下的动态绝缘测试，端口间的分断前的额定电流应力、分断时的高频电流应力、分断后的暂态电压应力等效，方法简单、应力等效性强。

技术领域

本发明涉及一种直流断路器用机械开关的试验电路，属于高压直流输电技术领域。

背景技术

基于机械开关与电力电子开关为核心组件的混合式直流断路器，具有开断速度快、运行损耗小、控制灵活可靠等特点，同时也是目前行业研究的热门产品。然而，混合式直流断路器中的机械开关在短路电流或直流电流分断过程中，行程未到位前，会承受暂态电压。在系统中的详细运行情况为：正常运行工况下，机械开关导通系统额定直流电流，开关触头温度处于热运行状态；当直流断路器接收到分断指令后，分断过程中，机械开关将耐受一定的电流应力和暂态电压应力，分断过程应力如图1所示。分断过程应力变化如下：

0～t₀：直流断路器处于正常运行状态，机械开关闭合，通流系统直流电流；

t₀时刻：系统短路发生；

t₀～t₂：直流断路器监测系统短路电流发生；在t₁时刻启动直流断路器机械开关分断命令，在t₂时刻，直流断路器电流降低到零；

t₃时刻：机械开关端间开始耐受电压应力；

t₄时刻：电压上升到峰值后开始下降；

t₅时刻：机械开关端间电压降到系统额定直流电压并稳定。

为验证机械开关设计的合理性和正确性，准确反映机械开关在直流断路器热状态下分断过程的动态绝缘性能，亟待开展直流断路器用机械开关动态绝缘试验等效试验技术的研究工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流断路器用机械开关的试验电路，用于解决直流断路器机械开关在热应力、电流应力条件下分断过程中的动态绝缘特性测试问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种直流断路器用机械开关的试验电路，包括用于连接机械开关试品的正负连接端以及并联连接的直流电源模块、振荡电路和冲击电压发生电路，所述直流电源模块、振荡电路和冲击电压发生电路的两并联端对应连接所述正负连接端。

本发明的有益效果是：采用直流电源模块给试品机械开关提供稳定直流电流，向机械开关提供分断前额定电流应力，等效机械开关正常运行工况；采用振荡电路产生高频振荡电流，向机械开关提供分断时刻的高频电流应力，该高频振荡电流与流过机械开关的直流电流反向叠加产生过零点，使机械开关分断过程中电流过零自动熄弧，采用冲击电压发生电路产生满足一定波形参数的暂态冲击电压，等效机械开关在分断过程中耐受的断口间暂态电压应力，有效实现了机械开关的动态绝缘测试，试验方法简单、应力等效性强。

进一步的，为了产生暂态冲击电压，所述冲击电压发生电路包括冲击电压发生器本体电路。

进一步的，为了实现对暂态电压波形参数的调节，所述冲击电压发生器本体电路包括波头电阻、波尾电阻、本体冲击电容和三间隙球，所述本体冲击电容与三间隙球串联后的两端与波尾电阻并联，再串联连接所述波头电阻。