CN108710071A - 一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电气设备试验领域，一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述系统包括冲击电压发生器、高压导线、套管、GIS外壳、等值参数及测量模块、测量引线、匹配电阻，等值参数及测量模块包括串联电阻、串联电感、对地电容及分压器，每个等值参数及测量模块代表了GIS设备内的一个设备或一段腔体，其参数可根据实际设备参数进行调节。采用冲击电压发生器作为设备的激励电压，冲击电压发生器的幅值和参数可任意调节。所述试验系统可用于研究冲击电压在GIS中的传播特性，其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，可采用小体积紧凑型试验系统模拟实际大体积GIS，具有体积小、参数调节方便的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备试验领域，特别是涉及一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统。
背景技术
气体组合电器（Gas Insulated Switchgear, GIS）是电网中的关键设备，其具有维护量小、运行可靠性高的特点。GIS设备在运行过程中会遭受雷电过电压，雷电过电压是一种自然界自然形成的过电压，其具有幅值高、波形前沿陡的特点，易于在GIS中传播。为了考核在雷电过电压下的GIS绝缘水平是否到位，对GIS进行出厂及现场冲击耐压试验目前已经开展了较长时间。对于出厂试验，通常是针对单个间隔进行，此时被试GIS规模较小，雷电冲击电压不表现为波过程，其波形不会产生畸变，但对于GIS的现场冲击耐压试验往往是针对整个GIS设备。随着我国特高压工程的建设，我国高电压等级的GIS设备越来越多，高电压GIS设备往往具有规模大、设备长度长的特点，在现场进行雷电冲击耐压试验时必须考虑波形在沿GIS设备传播时的畸变和衰减。
目前针对大规模GIS设备现场雷电冲击耐压试验，往往是采用仿真的方式得到其畸变特性，但仿真计算有时难以反映设备的实际情况，具有过于理想和与现场实际结合不够紧密的缺点。对于GIS设备，其腔体及腔体内部的隔离开关、断路器、盆式绝缘子等设备在雷电冲击电压下均表现为电阻、电感及对地电容参数等分布参数，如能利用多个集中参数模型来模拟实际GIS中的分布参数，则可利用有限个集中参数模块来代替整个大型GIS设备，可实现小体积试验系统来模拟大规模被试GIS设备。
本发明为解决上述现有技术存在的问题，提出了一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，该系统利用集中参数模块模拟GIS内部的各个部件，从而实现了利用集中参数代替分布参数，利用小体积试验设备代替大规模实际设备来研究冲击电压在GIS中的传播特性。
发明内容
本发明针对冲击电压在GIS设备中传播特性研究，提供了一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统。
本发明采用以下的技术方案：
本发明的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述系统包括冲击电压发生器、高压导线、套管、GIS外壳、等值参数及测量模块、测量引线、匹配电阻，等值参数及测量模块包括串联电阻、串联电感、对地电容及分压器，每个等值参数及测量模块代表了GIS设备内的一个设备或一段腔体，其参数可根据实际设备参数进行调节。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述系统其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，采用冲击电压发生器作为设备的激励电压，冲击电压发生器的幅值和参数可任意调节。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，冲击电压通过高压套管引入试验腔体中的高压导杆上，试验腔体采用与实际GIS设备材料一致的铝制金属外壳，模拟实际GIS设备结构，试验腔体接地，试验腔体内充SF6气体。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述实际GIS采用同轴结构，其电阻和电感主要是高压导杆电阻和电感，电容则是高压导管对地电容，GIS内部的隔离开关、断路器、盆式绝缘子及高压导杆等设备在雷电冲击电压下表现为电阻和电感串联及对地电容的等值参数，可采用集中参数模块模拟这些设备，这样可以大大提高试验的灵活性，可根据设备参数不同任意调节集中参数模块中的参数，则可模拟不同规模的实际GIS设备。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，在所述高压导杆上串联不同数量的等值参数及测量模块，每个模块代表了不同的设备，同时模块内部集成分压器进行电压信号的测量，则通过测量不同模块上的电压信号，可获得冲击电压沿GIS的传播特性，高压导杆尾部串联匹配电阻与外壳相连，匹配电阻的阻值与高压导杆波阻抗值一致，避免波的折反射引起的波形畸变，利用集中参数模型代替实际GIS中的各类设备，利用冲击电压下参数上的等效实现冲击电压在GIS中传播特性的测量。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述试验系统可用于研究冲击电压在GIS中的传播特性，其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，可采用小体积紧凑型试验系统模拟实际大体积GIS，在被试气体组合电器内部采用多个集中参数模块模拟实际GIS不同导杆长度及不同内部设备。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述等值模块中的电阻、电感及电容参数任意可调，可模拟实际GIS的不同长度及GIS中的不同设备。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，每个等值模块均具有测量功能，可对任意模块部分的电压进行测量，从而得到其冲击电压的传播特性。
本发明的优点和效果是:
本发明的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，所述试验系统可用于研究冲击电压在GIS中的传播特性，其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，可采用小体积紧凑型试验系统模拟实际大体积GIS，具有体积小、参数调节方便的优点。
附图说明
图1为本发明的应用示意图。
图2位本发明等值参数及测量模块的组成图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1
本发明的 一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述系统包括冲击电压发生器1、高压导线2、套管3、GIS外壳4、等值参数及测量模块5、测量引线6、匹配电阻7，等值参数及测量模块包括串联电阻8、串联电感9、对地电容10及分压器11，每个等值参数及测量模块代表了GIS设备内的一个设备或一段腔体，其参数可根据实际设备参数进行调节。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述系统其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，采用冲击电压发生器作为设备的激励电压，冲击电压发生器的幅值和参数可任意调节。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，冲击电压通过高压套管引入试验腔体中的高压导杆上，试验腔体采用与实际GIS设备材料一致的铝制金属外壳，模拟实际GIS设备结构，试验腔体接地，试验腔体内充SF6气体。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述实际GIS采用同轴结构，其电阻和电感主要是高压导杆电阻和电感，电容则是高压导管对地电容，GIS内部的隔离开关、断路器、盆式绝缘子及高压导杆等设备在雷电冲击电压下表现为电阻和电感串联及对地电容的等值参数，可采用集中参数模块模拟这些设备，这样可以大大提高试验的灵活性，可根据设备参数不同任意调节集中参数模块中的参数，则可模拟不同规模的实际GIS设备。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，在所述高压导杆上串联不同数量的等值参数及测量模块，每个模块代表了不同的设备，同时模块内部集成分压器进行电压信号的测量，则通过测量不同模块上的电压信号，可获得冲击电压沿GIS的传播特性，高压导杆尾部串联匹配电阻与外壳相连，匹配电阻的阻值与高压导杆波阻抗值一致，避免波的折反射引起的波形畸变，利用集中参数模型代替实际GIS中的各类设备，利用冲击电压下参数上的等效实现冲击电压在GIS中传播特性的测量。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述试验系统可用于研究冲击电压在GIS中的传播特性，其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，可采用小体积紧凑型试验系统模拟实际大体积GIS，在被试气体组合电器内部采用多个集中参数模块模拟实际GIS不同导杆长度及不同内部设备。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述等值模块中的电阻、电感及电容参数任意可调，可模拟实际GIS的不同长度及GIS中的不同设备。
所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，每个等值模块均具有测量功能，可对任意模块部分的电压进行测量，从而得到其冲击电压的传播特性。
本发明的核心思想在于利用集中参数模型代替实际GIS中的各类设备，利用冲击电压下参数上的等效实现冲击电压在GIS中传播特性的测量。
图1为本发明的应用示意图，其中：冲击电压发生器1可产生不同参数的冲击电压，参数包括波头时间及波尾时间， 将冲击电压通过高压套管引入GIS试验腔体的高压导杆上。高压导杆串联多个等值参数及测量模块，串联的数量根据需要可任意调节，实际使用中可根据需要调节等值参数及测量模块中串联电阻，串联电感电感及对地电容的具体数值来模拟GIS中的不同类型设备，从而采用小体积模块代替大体积设备，实现了利用小体积试验系统代替实际大规模GIS设备。在导杆的尾部串联有匹配电阻，匹配电阻的值与试验腔体波阻抗的值相等，用以避免波的折反射。
实际试验中，根据试验的需要，可以灵活调整各参赛，例如取：冲击电压发生器参数可根据需要进行选取，等值参数及测量系统模块中的各个参数值、等值参数及测量系统模块的个数等。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述系统包括冲击电压发生器（1）、高压导线（2）、套管（3）、GIS外壳（4）、等值参数及测量模块（5）、测量引线（6）、匹配电阻（7），等值参数及测量模块包括串联电阻（8）、串联电感（9）、对地电容（10）及分压器（11），每个等值参数及测量模块代表了GIS设备内的一个设备或一段腔体，其参数可根据实际设备参数进行调节。
2.根据权利要求1所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述系统其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，采用冲击电压发生器作为设备的激励电压，冲击电压发生器的幅值和参数可任意调节。
3.根据权利要求2所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，冲击电压通过高压套管引入试验腔体中的高压导杆上，试验腔体采用与实际GIS设备材料一致的铝制金属外壳，模拟实际GIS设备结构，试验腔体接地，试验腔体内充SF6气体。
4.根据权利要求1所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述实际GIS采用同轴结构，其电阻和电感主要是高压导杆电阻和电感，电容则是高压导管对地电容，GIS内部的隔离开关、断路器、盆式绝缘子及高压导杆等设备在雷电冲击电压下表现为电阻和电感串联及对地电容的等值参数，采用集中参数模块模拟这些设备，根据设备参数不同任意调节集中参数模块中的参数，则可模拟不同规模的实际GIS设备。
5.根据权利要求4所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，在所述高压导杆上串联不同数量的等值参数及测量模块，每个模块代表了不同的设备，同时模块内部集成分压器进行电压信号的测量，则通过测量不同模块上的电压信号，获得冲击电压沿GIS的传播特性，高压导杆尾部串联匹配电阻与外壳相连，匹配电阻的阻值与高压导杆波阻抗值一致，避免波的折反射引起的波形畸变，利用集中参数模型代替实际GIS中的各类设备，利用冲击电压下参数上的等效实现冲击电压在GIS中传播特性的测量。
6.根据权利要求1所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述试验系统可用于研究冲击电压在GIS中的传播特性，其采用等值参数模块代替GIS的分布参数，采用小体积紧凑型试验系统模拟实际大体积GIS，在被试气体组合电器内部采用多个集中参数模块模拟实际GIS不同导杆长度及不同内部设备。
7.根据权利要求1所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，所述等值模块中的电阻、电感及电容参数任意可调，模拟实际GIS的不同长度及GIS中的不同设备。
8.根据权利要求2所述的一种气体组合电器冲击电压传播特性紧凑型试验系统，其特征在于，每个等值模块均具有测量功能，对任意模块部分的电压进行测量，从而得到其冲击电压的传播特性。
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