一种断路器断口动态电压分布测量接线回路的制作方法

本实用新型涉及直流输电系统运维技术领域，具体涉及一种断路器断口交直流动态电压分布情况测量接线回路。

背景技术：

交流滤波器作为换流站的重要设备之一，能够降低交直流转化过程中产生的谐波，保证电能质量达标。而交流滤波器断路器(以下简称ACF断路器)由于其特殊的应用场合，需切断容性负载，投切频繁，而且开断过程需承受交直流混合电压，工况较恶劣，相比普通断路器应该有更高的技术要求。

断路器切交流滤波器容性负载时，断路器断口交流母线侧为交流正弦波，负载侧为一直流电压，交直流叠加下会形成1-cosθ的波形，在一个工频半波时(我国为10ms)到达峰值。在不同的污秽条件下，其交直流电压分布情况以及暂态过程与电压变化过程均不相同。目前，国际标准、国内标准以及行业标准对断路器的绝缘考核仅仅考虑洁净状态下的或者低污秽水平下的开断能力和绝缘性能，没有对在极端环境条件下或者重污秽条件下的断路器断口电压分布进行评估，因此也没有相应的试验方法以及试验接线回路。断路器的表面污秽状态严重到一定程度后，将可能对其断口原本较为均匀的电压分布带来颠覆性的影响，从而影响断路器整体的开断性能和绝缘性能。

技术实现要素：

为了正确测量交直流动态电压在断路器断口间分布情况，本实用新型的目的之一在于提供一种断路器断口动态电压分布测量接线回路，对断口电压分布情况进行研究，探索在复杂环境工况下交流滤波器用断路器的工程参数的确定。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下，

一种断路器断口动态电压分布测量接线回路，包括有：

大容量短路发电机G，用以模拟电力系统电源、提供短时的大容量电源；

升压变压器T，其初级侧串联大容量短路发电机G，次级侧依次串联断路保护器AB、交流滤波器用断路器T0和容性负载C；

大容量短路发电机G还串联有合闸开关HK和保护断路器CD；

所述保护断路器AB两端并联污秽等效阻抗Z1，交流滤波器用断路器T0两端并联污秽等效阻抗Z2；

在污秽等效阻抗Z1与污秽等效阻抗Z2的公共端接有分压器V2的一端，在污秽等效阻抗Z1的另一端接有分压器V1的一端，在污秽等效阻抗Z2的另一端接有分压器V3的一端，所述分压器V1、分压器V2、分压器V3各自另一端接地，所述分压器V2并联有污秽等效阻抗Z3。

进一步，所述交流滤波器用断路器T0为550kV及以上电压等级瓷柱式断路器，该瓷柱式断路器包括有至少两个断口。

进一步，所述容性负载C包括有电容器塔和负载电阻。

进一步，所述分压器V1、分压器V2和分压器V3采用阻容混联分压方式。

本实用新型与现有技术相比，本实用新型利用短路发电机、变压器及其辅助设备组成的电源系统以及高压容性负载，在断路器切滤波器的过程中在断口两端同时施加工频交流电压以及直流电压，并接入数台通用高压分压器来测量并记录断路器相关特征点的电压波形，达到测量断路器在交直流叠加工况下多断口间交直流动态电压分布情况的目的。同时通过采用并联高压电阻等效污秽等级的方法，测量在污秽状态下的断路器断口交直流动态电压的分布情况。

附图说明

图1为本实用新型的断路器切滤波器试验接线回路的示意图；

图2为本实用新型的一种断路器断口动态电压分布测量接线回路的工作流程图；

图3为两断口的交流电压分布情况试验示波图；

图4a为污秽条件一下的断路器断口交直流动态电压分布情况的试验波形图；

图4b为污秽条件二下的断路器断口交直流动态电压分布情况的试验波形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

请参照图1所示，本实用新型实施例的一种断路器断口动态电压分布测量接线回路，包括有：

大容量短路发电机G，用以模拟电力系统电源、提供短时的大容量电源；

升压变压器T，其初级侧串联大容量短路发电机G，次级侧依次串联断路保护器AB、交流滤波器用断路器T0和容性负载C；所述升压变压器T可以提高试验系统的输出电压，使试验系统的电压水平能够达到研究需要的各个电压水平，如断路器的额定电压水平；

大容量短路发电机G还串联有合闸开关HK和保护断路器CD；

所述保护断路器AB两端并联污秽等效阻抗Z1，交流滤波器用断路器T0两端并联污秽等效阻抗Z2；

在污秽等效阻抗Z1与污秽等效阻抗Z2的公共端接有分压器V2的一端，在污秽等效阻抗Z1的另一端接有分压器V1的一端，在污秽等效阻抗Z2的另一端接有分压器V3的一端，所述分压器V1、分压器V2、分压器V3各自另一端接地，所述分压器V2并联有污秽等效阻抗Z3。

作为具体实施例，所述交流滤波器用断路器T0为550kV及以上电压等级瓷柱式断路器，该瓷柱式断路器包括有至少两个断口。

作为具体实施例，所述容性负载C包括有电容器塔和负载电阻，在交流电源的作用下容性负载C产生容性电流，并在断路器开断后提供直流电压施加在断路器的负载侧。

进一步，所述分压器V1、分压器V2和分压器V3采用阻容混联分压方式，其规格为：额定电压750kV、标称电容量400pF。

所述的保护断路器CD为低压侧保护断路器，保护断路器AB为高压侧保护断路器。

参看图2为本实用新型实施例的一种断路器断口动态电压分布测量接线回路的工作流程示意图，具体流程如下：

步骤1.对断路器T0在不同环境工况下的直流电阻进行测量；

步骤2.断路器T0保持分闸，试验前保护断路器AB，CD均保持合闸，启动试验，大容量短路发电机G升压至预定值后，合闸开关HK合闸，分别在3台分压器V1、V2、V3上测得交流电压，保持电压波形至少100ms后，保护断路器T0分闸，记录期间的试验电压波形，通过读取3台分压器V1、V2、V3测得的交流电压的有效值，获得试验时至少两个断口电压的交流分量的分布关系；

步骤3.断路器T0、保护断路器AB,CD试验前保持合闸，启动试验，大容量短路发电机G升压至预定值后，合闸开关HK合闸，接通低压侧和高压侧试验回路。随后断路器T0分闸，开断容性电流，在断路器T0两端的电源侧和负载侧分别产生交流电压和直流电压，通过3台分压器V1、V2、V3上测得电压波形，保持开断后电压波形至少300ms后，保护断路器AB、CD分闸，试验结束；

步骤4.采用不同的污秽等效电阻Z1、Z2、Z3，重复以上步骤1至3，测得不同污秽等效环境条件下的断口交直流电压分布情况。

作为一个具体实施例，所述步骤1的直流电阻测量方法为：在断路器的一端施加直流电压，另一端接入电流表进行读数，根据直流电压和电流求出直流电阻。

作为一个具体实施例，所述步骤4采用通过人工涂污的方法改变污秽等效阻抗Z1、Z2、Z3。

下面以某试验站500kV断路器交直流动态电压分布情况测量试验示例作为本实用新型有益效果的说明。

依据GB 1984-2014《高压交流断路器》条款6.111中关于容性电流开合试验的试验方法的要求，容性电流开合试验的试验电压，对于单相试验，为系统相电压与容性电压系数的乘积，对于500kV额定电压的断路器被试品，线电压为550kV,相电压为550/√3＝318kV，容性电压系数为1.2时的试验电压为318×1.2＝381.6kV。

对上述断路器进行试验时，分四个步骤对电压分布进行测量并修正，并最终得出分布结果。

首先，断路器T0各断口直流电阻测量

通过人工涂污等方法对断路器在不同环境工况下的直流电阻进行测量，在断路器T0的一端施加直流电压，另一端接入电流表进行读数。

其次，断路器T0交流电压分布情况测量

断路器T0在分闸状态下对其各断口特征点的交流电压进行测量。断路器T0在试验中一直保持分闸状态，由短路发电机经升压变压器对断路器T0施加交流试验电压，对各点的电压波形进行记录。

然后，断路器T0交直流电压联合测量

断路器T0切容性负载，对其各断口特征点的交直流电压波形进行测量。断路器试验前合闸状态，在试验中控制分闸，对容性负载电流进行开断，对各点的电压波形进行记录，参看图3。

最后，改变断路器的污秽等效电阻，并重复以上步骤，测得不同污秽条件参看图4a和图4b为两种污秽条件下，即不同污秽等效阻值组合的断路器断口交直流动态电压分布情况的试验波形图，试验结束。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。