[发明专利]一种250/2500μs操作冲击电压发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种250/2500μs操作冲击电压发生器，属于雷电科学与技术领域。

背景技术

电力系统在操作或发生事故时，因状态发生突然变化引起电感和电容回路的振荡产生过电压，称为操作过电压。操作过电压由于过渡过程的振荡基值即是系统运行电压，因此电压等级越高，操作过电压的幅值也越高。在不同的振荡中，振荡幅值可高达最大相电压峰值的3-4倍,在断电自感电动势的作用下，操作过电压一般为系统工作电压的20-200倍。为保证安全运行，需要对高压电气设备绝缘考察其耐受操作过电压能力。

早期的工程实践中，采用工频电压试验来考察绝缘耐受操作过电压的能力。IEC60364-4-443:1995推荐了操作冲击电压的标准波形为250/2500μs，因为操作过电压波形时随着电压等级、设备性能、系统参数、操作时机、操作性质等因素而有很大变化的，波形特征参数为：波前时间Tcr=250μs，允许误差为±20%；半峰值时间T₂=2500μs，允许误差为±60%；峰值允许误差±3%；90%峰值以上持续时间未作规定，波形如图1所示。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种250/2500μs操作冲击电压发生器，是依据IEC60364-4-443:1995推荐的操作冲击电压波形而设计的波形发生器，解决目前实际测试中缺少对低压设备操作过电压的测试设备的情况，且目前操作过电压的测试设备体积过大、造价过高，难以普及，故提出新型的操作过电压设备的设计方法，以便对低压系统设备的耐操作过电压特性进行有效的测试，以避免不必要的经济损失。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种250/2500μs操作冲击电压发生器，包括调压控制电路、供电电源、控制电路以及依次相连的调压电路、升压电路、倍压电路、充电电路、高压开关、放电回路；

所述调压控制电路与升压电路相连，用以控制升压电路以达到升压或降压的目的；

所述供电电源为控制电路提供直流电源和交流电源；

所述控制电路和充电电路相连，用以控制高压开关，在充电时处于开路状态，在放电时处于短路状态；

市电220V交流电压首先经过调压电路输出0～220V的连续可调交流电压，然后加至升压电路输出0～20kV的连续可调电压，再次通过倍压电路转变为0～40kV连续可调直流电压，再次通过充电回路进行充电后经放电回路进行放电，从而形成250/2500μs的冲击电压波。

作为本发明的进一步优化方案，所述调压电路采用电动调压的自耦调压器。

作为本发明的进一步优化方案，所述调压控制电路采用三端按键开关。

作为本发明的进一步优化方案，所述控制电路采用继电器自锁控制电路。

作为本发明的进一步优化方案，所述升压电路采用升压变压器。

作为本发明的进一步优化方案，所述高压开关为放电开关，采用高压真空交流接触器。

作为本发明的进一步优化方案，本发明还包括与充电电路并联的分压器电路，所述分压器电路采用电阻分压器。

作为本发明的进一步优化方案，本发明还包括与放电回路并联的匹配电阻。

作为本发明的进一步优化方案，本发明还包括与调压电路并联的电源滤波电路，用以滤除电源谐波以及防止高压放电时产生高压谐波干扰电源。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本发明电路结构设计简单，性能稳定，测量精度高，操作方便，便于多次重复测试；

（2）本发明的电路结构设计中，采用继电器自锁控制电路，安全可靠，性能稳定；

（3）本发明的高压输出端，采用一端与大地相互连接的设计方法，保证设备外壳与地电位相等，以保护操作人员的人身安全；

（4）本发明电路结构设计中，测量回路的分压器采用电阻分压器，具有测量响应时间快，干扰小的特点；高压部分的电源与低压部分采用隔离接地的方法，操作安全，避免触电的危险。

附图说明

图1是IEC60364-4-443:1995推荐的250/2500μs操作冲击电压的波形图。

图2是本发明中放电回路的等值电路图。

图3是本发明的原理框图。

图4是本发明优选实施例的主电路图。

图5是本发明优选实施例的控制电路图，其中，（a）是12V低压部分的控制电路；（b）是市电部分的控制电路。

图6是本发明优选实施例的调压控制电路图。