申请/专利权人：中节能启源雷宇(江苏)电气科技有限公司

申请日：2019-07-24

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN110275099B

主分类号：G01R31/12

分类号：G01R31/12;H02M3/18

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2019.10.22#实质审查的生效;2019.09.24#公开

摘要：本发明公开了高电压试验与绝缘领域内的一种卧式冲击电压发生器。该种卧式冲击电压发生器包括横置的圆柱形罐体1，罐体1内安装有充电装置、冲击装置和弱阻尼电容分压器4，罐体1内设置有由多根绝缘支柱11组成的支架，倍压电容器22、高压整流硅堆和冲击装置均设置于支架内并固定安装于支架，支架之间还设置有传动杆13，罐体1后端设置有盆式绝缘子16，盆式绝缘子16中心设置有高压输出端17，高压输出端17与冲击装置的输出端连接，冲击本体的四周设置有均压环14，冲击装置的后端设置有均压罩15。该种卧式冲击电压发生器结构稳定、紧凑、安装速度快、绝缘效果好。

主权项：1.一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：包括横置的圆柱形罐体1、充电装置、冲击装置和检测装置，所述罐体1为接地的中空壳体，所述罐体1内充斥有绝缘气体，所述充电装置包括充电变压器21、倍压电容器22和高压整流硅堆，所述倍压电容器22、高压整流硅堆、冲击装置和弱阻尼电容分压器4均安装于所述罐体1内，所述充电变压器21设置于罐体1外并通过引线伸入所述罐体1内与所述倍压电容器22连接，所述充电变压器21连接倍压电容器22后与所述高压整流硅堆连接，所述冲击装置包括多级相互依次连接的冲击本体，所述冲击本体包括主电容器31、连接于所述主电容器31一端的充电电阻32、分别连接于所述主电容器31另一端的波头电阻33和波尾电阻34、以及点火球隙35，所述点火球隙35一端与所述波尾电阻34远离所述主电容器31的一端连接，所述点火球隙35另一端与所述主电容器31靠近所述充电电阻32的一端连接，下级冲击本体的波头电阻33远离其主电容器31的一端与上级冲击本体的波尾电阻34与其主电容器31连接的另一端连接，下级冲击本体的充电电阻32远离其主电容器31的一端与上级冲击本体的充电电阻32靠近其主电容器31的一端连接，首级冲击本体的充电电阻32远离其主电容器31的一端与所述高压整流硅堆输出端连接，首级冲击本体的波头电阻33远离其主电容器31的一端接地，末级冲击本体的波尾电阻34与其主电容器31连接的另一端为所述冲击装置的输出端，所述检测装置与所述冲击装置的输出端连接，用以检测所述冲击装置的输出端的电压；所述检测装置包括弱阻尼电容分压器4，所述弱阻尼电容分压器4包括依次串联的保护电阻41、电容一42、电容二43，所述保护电阻41与所述电容一42连接的另一端与所述冲击装置的输出端连接，所述电容二43与所述电容一42连接的另一端接地；所述罐体1内设置有由多根绝缘支柱11组成的支架，所述倍压电容器22、高压整流硅堆和冲击装置均设置于所述支架内并固定安装于所述支架，所述冲击装置的多级冲击本体分层依次分布安装；所述支架之间还设置有传动杆13，所述传动杆13与所述罐体1前端的传动气缸12连接并由所述传动气缸12驱动水平移动，多个所述点火球隙35的一端分别固定于所述支架，另一端分别固定于所述传动杆13并随所述传动杆13移动而移动，所述罐体1后端设置有盆式绝缘子16，所述盆式绝缘子16中心设置有高压输出端17，所述高压输出端17与所述冲击装置的输出端连接；所述冲击本体的四周设置有均压环14，所述冲击装置的后端设置有均压罩15。

全文数据：一种卧式冲击电压发生器技术领域本发明涉及高电压试验与绝缘技术领域，特别涉及一种卧式冲击电压发生器。背景技术近年来，中国各大发电站，都在出线方式上选择气体绝缘金属密闭输电线路GIL。GIL是一种金属封闭的刚性结构，采用管道密封绝缘，通常不受恶劣气候和特殊地形等环境因素的影响。同时，GIL对环境基本没有电磁影响，可以不考虑壳外磁场对其他设备和人员产生的影响。而且，GIL可有效利用有限的空间资源，实现高压大容量电能直接进入城市地下变电所等负荷中心。气体绝缘全密闭开关设备GIS已广泛运行于世界各地，GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用，而且在特高压领域也被使用。与常规敞开式变电站相比，GIS的优点在于结构紧凑、占地面积小、可靠性高、配制灵活、安装方便、安全性强、环境适应能力强，维护工作量小。为检查GIL、GIS现场安装后的绝缘性能，最大限度的排除内部缺陷和隐患，与现场交流耐压形成互补，验证绝缘性能是否良好，以保证其安全可靠运行，因此一种可实现现场口对口试验的紧凑型气体冲击电压发生器成为需求。发明内容本发明的目的是提供一种结构稳定紧凑，绝缘性能好的卧式冲击电压发生器。为了实现上述发明目的，本发明一种卧式冲击电压发生器采用的如下技术方案：一种卧式冲击电压发生器，包括横置的圆柱形罐体、充电装置、冲击装置和弱阻尼电容分压器，所述罐体为接地的中空壳体，所述罐体内充斥有绝缘气体，所述充电装置包括充电变压器、倍压电容器和高压整流硅堆，所述倍压电容器、高压整流硅堆、冲击装置和弱阻尼电容分压器均安装于所述罐体内，所述充电变压器设置于罐体外并通过引线伸入罐体内与倍压电容器连接，所述充电变压器连接倍压电容器后与高压整流硅堆连接，所述冲击装置包括多级相互依次连接的冲击本体，所述冲击本体包括主电容器、连接于主电容器一端的充电电阻、分别连接于主电容器另一端的波头电阻和波尾电阻、以及点火球隙，所述点火球隙一端与波尾电阻远离主电容器的一端连接，点火球隙另一端与主电容器靠近充电电阻的一端连接，下级所述冲击本体的波头电阻远离其主电容器的一端与上级冲击本体的波尾电阻与其主电容器连接的另一端连接，下级所述冲击本体的充电电阻远离其主电容器的一端与上级冲击本体的充电电阻靠近其主电容器的一端连接，首级所述冲击本体的充电电阻远离其主电容器的一端与所述高压整流硅堆输出端连接，首级所述冲击本体的波头电阻远离其主电容器的一端接地，末级所述冲击本体的波尾电阻与其主电容器连接的另一端为冲击装置的输出端，所述弱阻尼电容分压器包括依次串联的保护电阻、电容一、电容二，所述保护电阻与电容一连接的另一端与所述冲击装置的输出端连接，所述电容二与电容一连接的另一端接地。点火球隙断开时，各级冲击本体的主电容器并联，由充电变压器经整流后充电，点火球隙导通时，各级冲击本体的主电容器串联向输出端馈电，单个冲击本体的输出电压乘以冲击本体的级数即为冲击装置的输出电压；弱阻尼电容分压器用以检测冲击装置的输出电压，从而判断是否满足试验品要求，通过检测弱阻尼电容分压器的电容二两端电压经分压系数计算可得到冲击装置的输出电压；体积较大的充电变压器设置于罐体外，占用外部空间，从而进一步缩小罐体体积。进一步地，所述罐体内设置有由多根绝缘支柱组成的支架，所述倍压电容器、高压整流硅堆和冲击装置设置于支架内并固定安装于支架，所述倍压电容器和高压整流硅堆设置于所述冲击装置前端，所述冲击装置的多级冲击本体分层依次分布安装，所述支架之间还设置有传动杆，所述传动杆与所述罐体前端的传动气缸连接并由传动气缸驱动水平移动，多个所述点火球隙的一端分别固定于支架，另一端分别固定于传动杆并随传动杆移动而移动，所述罐体后端设置有盆式绝缘子，所述盆式绝缘子中心设置有高压输出端，所述高压输出端与所述冲击装置的输出端连接。多根绝缘支柱构成支架供充电装置和冲击装置固定安装，结构稳定、紧凑；点火球隙采用铜钨球进行点火，两端球隙距离由气缸进行传动，点火时，将球隙由最大变为最小，即可实现放电，从而不必调节球隙距离，放电分散性小。进一步地，所述冲击本体的四周设置有均压环，所述冲击装置的后端设置有均压罩。罐体内部采用良好的均压措施，保证良好的绝缘性能。进一步地，所述弱阻尼电容分压器为柱式结构且设置于支架上方，一端与罐体连接，另一端与均压罩连接。由于采用SF6气体绝缘，弱阻尼电容分压器可以置于罐体内部，大大缩小了设备的体积。进一步地，所述主电容器采用干式结构。干式电容器重量轻、体积小，相对于油浸式电容器而言，无漏油风险。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、本卧式冲击电压发生器为卧式结构，无需高压套管可直接与试品对接，安装速度快；2、多根绝缘支柱构成支架供充电装置和冲击装置固定安装，结构稳定、紧凑；3、弱阻尼电容分压器用以检测冲击装置的输出电压，同时弱阻尼电容分压器置于罐体内部进一步缩小设备整体体积；4、点火球隙采用气缸传动点火，不必调节球隙距离，放电分散性小；5、罐体内部均压环和均压罩的设置保证了良好的绝缘性能。附图说明图1为本发明的原理图；图2为本发明的正视结构示意图；图3为本发明的俯视结构示意图；图4为本发明的右视结构示意图。其中，1罐体，11绝缘支柱，12传动气缸，13传动杆，14均压环，15均压罩，16盆式绝缘子，17高压输出端，21充电变压器，22倍压电容器，231高压整流硅堆一，232高压整流硅堆二，31主电容器，32充电电阻，33波头电阻，34波尾电阻，35点火球隙，4弱阻尼电容分压器，41保护电阻，42电容一，43电容二。具体实施方式下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“外周面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明的描述中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本发明描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。如图1-4所示，一种卧式冲击电压发生器，包括充电装置、冲击装置和弱阻尼电容分压器4，充电装置包括充电变压器21、倍压电容器22和高压整流硅堆，高压整流硅堆包括高压整流硅堆一231和高压整流硅堆二232，充电变压器21次级的一端与倍压电容器22的一端连接，倍压电容器22的另一端分别连接高压整流硅堆一231的正极和高压整流硅堆二232的负极，高压整流硅堆二232的正极接地，冲击装置包括依次顺序连接的多级冲击本体，冲击本体包括主电容器31、充电电阻32、波头电阻33、波尾电阻34和点火球隙35，主电容器31的一端分别与充电电阻32的一端和点火球隙35的一端连接，主电容器31的另一端分别与波头电阻33的一端和波尾电阻34的一端连接，波尾电阻34的另一端与点火球隙35的另一端连接；对于首级冲击本体，波头电阻33的另一端接地，充电电阻32的另一端与高压整流硅堆一231的负极连接；对于非首级冲击本体而言，波头电阻33的另一端与上级冲击本体的波尾电阻34的另一端连接，充电电阻32的另一端与上级冲击本体的充电电阻32的一端连接；对于末级冲击本体，点火球隙35与波尾电阻34的连接端为冲击装置的输出端；弱阻尼电容分压器4包括依次串联的保护电阻41、电容一42、电容二43，保护电阻41与电容一42连接的另一端与冲击装置的输出端连接，电容二43与电容一42连接的另一端接地。一种卧式冲击电压发生器，还包括横置的圆柱形罐体1，罐体1为接地的中空壳体，罐体1内充斥有SF6绝缘气体，罐体1内水平固定安装有支架，支架包括四根呈矩形分布的绝缘支柱11，罐体1前端安装有传动气缸12，罐体1内还水平固定安装有传动杆13，传动杆13一端与传动气缸12连接，传动杆13可由传动气缸12驱动在罐体1内水平移动，冲击装置的多级冲击本体水平分层依次分布于支架内，冲击本体的充电电阻32、波头电阻33、波尾电阻34和主电容器31分别固定安装于绝缘支柱11，冲击本体的点火球隙35一端固定安装于绝缘支柱11，另一端固定安装于传动杆13并随传动杆13移动而移动，冲击本体的四周安装有均压环14，冲击装置的后端设置有均压罩15，均压罩15与冲击装置的输出端连接，均压罩15中心通过支撑杆连接于罐体1后端，绝缘支柱11前端连接于罐体1前端，绝缘支柱11后端连接于均压罩15，倍压电容器22、高压整流硅堆一231和高压整流硅堆二232分别安装于冲击装置前端并固接于绝缘支柱11，充电变压器21设置于罐体1外并通过引线伸入罐体1内与倍压电容器22连接，罐体1后端安装有盆式绝缘子16，盆式绝缘子16中心安装有高压输出端17，高压输出端17与冲击装置的输出端连接，弱阻尼电容分压器4为柱式结构且安装于支架上方，一端与均压罩15连接，另一端与罐体1连接。主电容器31采用干式电容器。本发明的具体工作过程与原理：传动气缸12驱动传动杆13移动，使得点火球隙35两端分离，冲击装置中的各级主电容器31并联，充电变压器21工作往各级主电容器31充电；传动气缸12驱动传动杆13移动，使得点火球隙35两端靠近，点火球隙35导通，冲击装置中的各级主电容器31串联，同时往冲击装置的输出端馈电，向试品释放冲击电压，同时通过弱阻尼电容分压器4检测冲击装置的输出端电压。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求：1.一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：包括横置的圆柱形罐体1、充电装置、冲击装置和检测装置，所述罐体1为接地的中空壳体，所述罐体1内充斥有绝缘气体，所述充电装置包括充电变压器21、倍压电容器22和高压整流硅堆，所述倍压电容器22、高压整流硅堆、冲击装置和弱阻尼电容分压器4均安装于所述罐体1内，所述充电变压器21设置于罐体1外并通过引线伸入所述罐体1内与所述倍压电容器22连接，所述充电变压器21连接倍压电容器22后与所述高压整流硅堆连接，所述冲击装置包括多级相互依次连接的冲击本体，所述冲击本体包括主电容器31、连接于所述主电容器31一端的充电电阻32、分别连接于所述主电容器31另一端的波头电阻33和波尾电阻34、以及点火球隙35，所述点火球隙35一端与所述波尾电阻34远离所述主电容器31的一端连接，所述点火球隙35另一端与所述主电容器31靠近所述充电电阻32的一端连接，下级冲击本体的波头电阻33远离其主电容器31的一端与上级冲击本体的波尾电阻34与其主电容器31连接的另一端连接，下级冲击本体的充电电阻32远离其主电容器31的一端与上级冲击本体的充电电阻32靠近其主电容器31的一端连接，首级冲击本体的充电电阻32远离其主电容器31的一端与所述高压整流硅堆输出端连接，首级冲击本体的波头电阻33远离其主电容器31的一端接地，末级冲击本体的波尾电阻34与其主电容器31连接的另一端为所述冲击装置的输出端，所述检测装置与所述冲击装置的输出端连接，用以检测所述冲击装置的输出端的电压。2.根据权利要求1所述的一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：所述检测装置包括弱阻尼电容分压器4，所述弱阻尼电容分压器4包括依次串联的保护电阻41、电容一42、电容二43，所述保护电阻41与所述电容一42连接的另一端与所述冲击装置的输出端连接，所述电容二43与所述电容一42连接的另一端接地。3.根据权利要求2所述的一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：所述罐体1内设置有由多根绝缘支柱11组成的支架，所述倍压电容器22、高压整流硅堆和冲击装置均设置于所述支架内并固定安装于所述支架，所述冲击装置的多级冲击本体分层依次分布安装。4.根据权利要求3所述的一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：所述支架之间还设置有传动杆13，所述传动杆13与所述罐体1前端的传动气缸12连接并由所述传动气缸12驱动水平移动，多个所述点火球隙35的一端分别固定于所述支架，另一端分别固定于所述传动杆13并随所述传动杆13移动而移动，所述罐体1后端设置有盆式绝缘子16，所述盆式绝缘子16中心设置有高压输出端17，所述高压输出端17与所述冲击装置的输出端连接。5.根据权利要求3所述的一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：所述冲击本体的四周设置有均压环14，所述冲击装置的后端设置有均压罩15。6.根据权利要求5所述的一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：所述弱阻尼电容分压器4设置于所述支架上方，一端与所述罐体1连接，另一端与所述均压罩15连接。7.根据权利要求1-6任一所述的一种卧式冲击电压发生器，其特征在于：所述主电容器31采用干式结构。

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