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1、(10)申请公布号 CN 104345255 A (43)申请公布日 2015.02.11 CN 104345255 A (21)申请号 201410619164.2 (22)申请日 2014.11.07 G01R 31/14(2006.01) (71)申请人 苏州科技学院 地址 215009 江苏省苏州市高新区科锐路 1 号 (72)发明人 樊斌 臧涛成 程新利 周洪 刘晓庄 朱爱敏 (54) 发明名称 基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电 源 (57) 摘要 一种基于低压相控开关无局放衰减振荡波高 压电源， 包括用于将输入的三相电经变频电源输 出可变频可调压的低压交流电， 变频电源连接相。
2、 控双向开关， 相控开关控制输出至励磁变压器的 交流电压， 交流源经励磁变压器用于串联谐振供 电， 串联谐振电路包括高压空心谐振电抗器与高 压负载电容， 输出的高压联接高压测量单元， 高压 测量单元由一台高压无局放耦合电容分压器， 高 压无局放耦合电容分压器用于测量高压电压及采 样局放信号。本发明的低压相控开关的应用提高 了振荡波高压电源的可靠性与安全性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 104345255 A CN 104345。
3、255 A 1/1 页 2 1. 基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源， 其包括用于将输入的三相电经变 频电源输出可变频可调压的低压交流电， 变频电源连接相控双向开关， 相控开关控制输出 至励磁变压器的交流电压， 交流源经励磁变压器用于串联谐振供电， 串联谐振电路包括高 压空心谐振电抗器与高压负载电容， 输出的高压联接高压测量单元， 高压测量单元由一台 高压无局放耦合电容分压器， 高压无局放耦合电容分压器用于测量高压电压及采样局放信 号。 2. 根据权利要求 1 所述基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源， 其特征在于 ： 可检测正弦波高压过零点， 并根据高压频率， 计算高压的峰值时间点。
4、， 在该时间点上低压相 控开关直接断开变频电源输出， 使得在输出高压峰值上处于衰减振荡。 3. 根据权利要求 1 所述的基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源， 其特征在 于 ： 所述的高压测量单元采用高电压测量与局放量测量共用一个高压电容， 形成串联式局 放检测阻抗和高压测量系统， 高压隔离测量系统的低压臂通过局放检测阻抗接地， 高压取 样电路采用虚拟地， 整合了局放检测和高压测量。 权 利 要 求 书 CN 104345255 A 2 1/3 页 3 基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源 技术领域 0001 本发明涉及一种电力电缆的高压试验装置， 特别涉及一种基于低压相控开关无局 放。
5、衰减振荡波高压电源， 属于高压试验技术领域。 背景技术 0002 国内高压电缆试验现阶段都采用耐压试验检查电缆的质量， 2000 年以后， 电缆交 流耐压试验逐渐在国内开展。 交流耐压试验中， 如果采用低耐压试验， 无法检查出电缆的质 量问题， 可能在电缆通电运行时出现故障 ； 国家试验规范采用提高耐压试验的电压值和延 长耐压时间， 可以解决前面上述问题。 但耐压试验本身是一种破坏性试验， 提高耐压电压值 和延长耐压时间都会使高压电缆的寿命降低。 0003 电缆试验中采用衰减振荡波局放试验可以降低电缆耐压试验的电压值， 减少耐压 延长时间， 有着能代替原交流耐压试验、 破坏性较低、 又能分析定。
6、位故障及可估算设备使用 寿命的优越性。现国内外局放试验在高压主变压器等电力设备中有着较广范的应用， 在高 压电缆采用局放试验国内已经进入实质性研究， 普通正弦波无局放电源因为每个波头一样 高， 无法完成故障定位， 用局放衰减振荡波试验利用其波形的返回波能精确定位电缆故障 点， 所以急切需要一种可靠的能适合现场试验的无局放衰减振荡波电源。 0004 无局放衰减振荡波高压电源一般都采用直流充电和高压开关相结合的方案， 此方 案的高压开关成本高可靠差， 技术门槛高， 几十千伏和几百千伏的高电压电子开关较难实 现， 成本相当高， 较难以在试验行业的推广 ； 也有应用串联谐振的无局放振荡波高压电源， 但。
7、一般都采用短路励磁变的方案， 此方案的短路开关及变频电源及易损坏， 因为变频电源 和短路开关经常受大电流冲击， 经常工作于变频电源和短路开关的极限， 因此故障率较高， 没有被推广的可能， 低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源成功避免上述问题， 为高压 电力电缆现场开展局放试验实现可能性， 为电力电缆的高压试验带来革命性变化， 进一步 也可拓展于其它电力设备的高压试验， 因此其经济效益和社会效益显见。 发明内容 0005 本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种无局放衰减振荡波电源， 该电 源用于电缆的新型交流耐压试验， 有着能代替原交流耐压试验、 破坏性较低、 又能分析定位 故障及可估算设。
8、备使用寿命的优越性。 0006 为达到上述目的， 本发明采用的技术方案是 ： 基于低压相控开关无局放衰减振荡 波高压电源， 其包括用于将输入的三相电经变频电源输出可变频可调压的低压交流电， 变 频电源联接相控双向开关， 相控开关控制输出至励磁变压器的交流电压， 交流源经励磁变 压器用于串联谐振供电， 串联谐振电路包括高压空心谐振电抗器与高压负载电容， 输出的 高压联接高压测量单元， 高压测量单元由一台高压无局放耦合电容分压器， 高压无局放耦 合电容分压器用于测量高压电压及采样局放信号。 0007 优化地， 所述基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源， 其特征在于 ： 可检测 说 明 书 CN。
9、 104345255 A 3 2/3 页 4 正弦波高压过零点， 并根据高压频率， 计算高压的峰值时间点， 在该时间点上低压相控开关 直接断开变频电源输出， 使得在输出高压峰值上处于衰减振荡。 0008 优化地， 所述的基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源， 其特征在于 ： 所述 的串联谐振电抗器采用不饱和多层饼式空心电抗器， 该电抗器根据谐振需要电抗值， 采用 多饼串联组合， 有效的提高的振荡波电源的频率工作范围。 0009 优化地， 所述的基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源， 其特征在于 ： 所述 的高压测量单元采用高电压测量与局放量测量共用一个高压电容， 形成串联式局放检测阻 。
10、抗和高压测量系统， 高压隔离测量系统的低压臂通过局放检测阻抗接地， 高压取样电路采 用虚拟地， 整合了局放检测和高压测量。 0010 由于采用上述技术方案， 本发明的有益效果 ： 低压相控开关无局放衰减振荡波高 压电源成功， 为高压电力电缆现场开展局放试验实现可能性， 为电力电缆的高压试验带来 革命性变化， 进一步也可拓展于其它电力设备的高压试验， 因此其经济效益和社会效益显 见。 附图说明 0011 附图 1 为本发明基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源技术方案框图 ； 0012 附图 2 为本发明基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源原理框图 ； 0013 附图 3 为本发明为高压峰。
11、值衰减控制波形示意图 ； 具体实施方式 0014 下面将结合附图 1 对本发明实施方案进行详细说明 ： 0015 如图 1 所示的种基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源的技术方案， 包括 用于将输入的三相电经变频电源 1 输出可变频可调压的低压交流电， 所述变频电源联接相 控双向开关 2， 所述相控开关控制输出至励磁变压器 3 的交流电压， 交流源经所述励磁变压 器用于串联谐振供电， 串联谐振电路包括高压空心谐振电抗器 4 与高压负载电容 5， 输出的 高压联接高压测量单元 6， 所述高压测量单元由一台高压无局放耦合电容分压器 7， 所述高 压无局放耦合电容分压器用于测量高压电压及采样局放。
12、信号。 0016 下面将结合附图 2 对本发明实施方案进行详细说明 ： 0017 如图 2 所示的种基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源的原理图， 其包括 依次相连的整流滤波电路1、 调宽逆变功率电路2、 滤波器3、 低压相控开关组件4、 励磁变压 器 5、 高压无局耦合电容分压器 6、 高压谐振电抗器 7。其中输入的三相电接入整流滤波电 路 1 输出直流， 所述整流滤波电路 1 的输出与调宽逆变功率电路 2 联接输出脉宽调制信号， 经输出正弦波交流信号， 所述调滤波器 3 输出的低压变频交流信号通过低压相控开关组件 4 为高压谐振回路供电。 0018 励磁变压器 5 的高压绕组与高压谐振。
13、电抗器 7 及负载电容形成高压串联谐振回 路， 且高压无局耦合电容分压器 6 与所述负载电容并联参与串联谐振。 0019 所述高压无局耦合电容分压器6的低压电容联接隔离检测电路62相联， 用作高电 压取样， 所述隔离检测电路 62 将高压电压幅值、 相位及频率处理， 处理信号经光电转换 63 送至测量表头 64 显示实时的高压电压值， 高压电压的相位经所述光电转换 63 送至低压相 说 明 书 CN 104345255 A 4 3/3 页 5 控开关组件 4， 所述低压相控开关组件 4 根据电压过零点计算电压峰值点控制相位开关， 从 而实现振荡波的峰值衰减 ； 高压无局耦合电容分压器 6 的低。
14、压电容下端与大地之间串联一 个局放检测阻抗 61， 所述的局放检测阻抗 61 将采样的高电压局放信号送至相应的局放分 析定位装置， 形成高压检测单元。 0020 图 3 为高压峰值衰减控制波形示意图。所述的低压相控开关组件 4 前端与串联 谐振的供电端相联接， 后端与所述励磁变压器 5 的低压端相联， 所述的低压相控开关组件 4 平时为全接通状态， 当升压至试验电压及需产生高压衰减振荡波时， 根据电压过零检测点， 1/4 周期后的电压峰值点即为相位开关断开点， 断开相位开关后电路的高压谐振电抗器和 负载电容继续充放电， 在无供电有电抗器内阻及其它损耗下， 产生衰减振荡波。 0021 以上对本发。
15、明所实施的一种基于低压相控开关无局放衰减振荡波高压电源进行 了解释和说明， 其可以方便、 快捷的完成 220kV 及以下电力电缆的投运前及大修维护前的 局放耐压试验。本发明将于局放检测系统与定位软件结合使用， 结合后的系统可更加高效 的查找有故障电缆的故障点及缺陷。 本发明具有显著的技术进步应该会带来可观的经济效 益。 0022 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点， 其目的在于让熟悉此领域技术的 人士能够了解本发明的内容并加以实施， 并不能以此限制本发明的保护范围， 凡根据本发 明的精神实质所作的等效变化或修饰， 都应涵盖在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 104345255 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 104345255 A 6 。