交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及直流输电系统运维技术领域，具体涉及一种基于高压直流泄漏的交流 滤波器断路器双断口电压分布特性评估方法。
【背景技术】
[0002] 直流输电系统交流滤波器断路器一般采用3&气体绝缘，双断口串联型式。交流 滤波器断路器与普通常规断路器主要区别为：交流滤波器断路器需承受交直流混合电压。
[0003] 一般来说，应用在交流滤波器组断路器，有220kV以及500kV两个电压等级，均为 双断口的布置方式。交流滤波器（以小组为单元）断路器的结构请参照图1所示，每个交 流滤波器的断路器1的中部通过三联箱3连接，起绝缘支撑作用的支柱4连接在三联箱3 的下侧。断路器1的两端形成左断口和右断口，其中左断口为CT滤波器侧断口，右断口为 母线侧断口。交流滤波器小组断路器开断容性负载（即滤波器小组）时，由于电容器组电 压不能突变，且电容器组电容量较大（一般大于1yF)，因此时间常数RC相应在1000ms以 内衰减很小，相当于断路器的一端（即左断口）承受直流分量，而断路器的另一端连接交流 母线，在开断容性负载后，使得右断口承受系统的交流分量，详见图1所示。
[0004] 目前，断路器生产厂家以及断路器的相关标准，均没有考虑在交直流混合环境下， 电容器组直流残压在双断口的分布特性，只是考虑并联电容在纯交流环境下双断口电容量 的最大偏差，并以此确定断路器的不均匀系数，一般在1. 02-1. 05区间，且预防性试验规程 并没有检查双断口在直流高压下分布特性的项目。但是，直流残压在断路器两个串联断口 的外绝缘电导分布相关，主要由安装位置污秽、湿度、温度及材料体积电阻率决定，如果两 个断口在直流高压下电导差别过大，会导致开断容性负载后分压不均匀，其中一个断口承 受大部分的直流电压，存在过电压击穿的风险。
[0005] 因此，本专利提出一种现场评估交流滤波器小组断路器开断容性负载后双断口均 压特性的试验方法，可以对预防性试验规程断路器试验项目进行补充。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述问题，本发明的目的之一在于交流滤波器断路器双断口电压分布特 性评估系统，其通过检测断路器双断口在直流高压下的电导特性，计算交流滤波器小组断 路器开断容性负载后直流残压在两个断口的分布范围，评估断路器的均压情况，为生产运 行提供指导。
[0007] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
[0008] -种交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估系统，其包括由断路器、三联箱、 支柱、高压发生器以及控制箱，所述三联箱连接于断路器的中部，断路器的两端形成左断口 和右断口，所述三联箱的下侧连接支柱；控制箱的输出端连接高压发生器的控制端以使高 压发生器向三联箱输出不同的直流电压信号；所述断路器的两端分别连接一第一微安表和 第二微安表。
[0009] 所述高压发生器的接地端与一放电棒连接，所述支柱的另一端接地。
[0010] 所述控制箱由一交流电源供电。
[0011] 本发明的另一目的在于交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估方法，其通过 检测断路器双断口在直流高压下的电导特性，计算交流滤波器小组断路器开断容性负载后 直流残压在两个断口的分布范围，评估断路器的均压情况，为生产运行提供指导。
[0012] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案是
[0013] -种采用上述交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估系统进行电压分布特 性评估的方法，其包括以下步骤：
[0014] 步骤1、断路器开断容性负载后，通过控制箱控制高压发生器产生多个直流电压信 号，获取每个直流电压信号时，第一微安表和第二微安表的读数；
[0015] 步骤2、将每个直流电压信号与第一微安表读数间的对应关系在一坐标系中 标注，并依次连接，形成左断口的U-L曲线；将每个直流电压信号与第二微安表读数间的对 应关系在所述坐标系中一一标注，并依次连接，形成右断口的U_I2曲线；其中，所述U为对 左断口和右断口施加的直流电压信号，所述1:和12分别为流过左断口和右断口的泄漏电 流；
[0016] 步骤3、在所述坐标系中寻找一基准泄漏电流I。，使得该基准泄漏电流I。对应的对 左断口施加的直流电压信号Ui与对右断口施加的直流电压信号U2之和为断路器开断容性 负载后的直流残压UDC，所述直流残珏
，其中，为系统额定电压；
[0017] 步骤4、计算获得左断口和右断口对于直流残压UDe的均压特性K，所述均压特性K =Hi/H2；
[0018] 步骤5、根据均压特性K的值对断路器双断口电压分布特性进行评估，当 0. 8 <K< 1. 2时，断路器双断口电压分布特性满足要求。
[0019] 本发明与现有技术相比，其有益效果在于：本发明提供一种现场评估交流滤波器 小组断路器开断容性负载后双断口均压特性的试验方法，可以对预防性试验规程断路器试 验项目进行补充，同时，可以帮助生产运行人员掌握交流滤波器小组断路器开断容性负载 后两个断口的分压情况。
【附图说明】
[0020] 图1为交流滤波器断路器的结构示意图；
[0021] 图2是本发明交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估系统的结构示意图；
[0022] 图3为本发明交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估方法的流程图；
[0023] 图4为两个断口的第一次测量获得的U-I曲线；
[0024] 图5为两个断口的第二次测量获得的U-I曲线；
[0025] 图6断路器开断容性负载后，两个断口的等效电路图；
[0026] 图7为获得仏和U2的方法。
[0027] 附图标记：1、断路器；2、放电棒；3、三联箱；4、支柱；5、第一微安表；6、第二微安 表；7、交流电源；8、控制箱；9、高压发生器。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明的内容做进一步详细说明。
[0029] 请参照图2所示，一种交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估系统，其为对 适用于一个交流滤波器小组（即二个交流滤波器）的断路器结构所产生的双断口进行均压 特性分析。该评估系统除包括由断路器1、三联箱3、支柱4外，还需要一产生直流高压信号 的高压发生器9以及对高压发生器9产生的直流高压信号进行调节的控制箱8。断路器1 的中部通过三联箱3连接，三联箱3的下侧连接支柱4 ;控制箱8由交流电源7供电，控制 箱8的输出端连接高压发生器9的控制端以使高压发生器9向三联箱3输出不同的直流电 压信号（为高压），高压发生器9的接地端与一放电棒2连接，断路器1的两端分别连接一 第一微安表5和第二微安表6,支柱4的另一端接地。三联箱3将该直流电压信号分别传送 给断路器1的两端形成的左断口和右断口，从而使得第一微安表5和第二微安表6产生一 定的读数。
[0030] 一种交流滤波器断路器双断口电压分布特性评估方法，以某