[实用新型]用于高压电气设备绝缘试验的冲击耐压试验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于电网工频交流信号产生冲击叠加耐压试验信号、并用于高压电气设备绝缘测试的冲击耐压试验系统。

背景技术

传统的冲击耐压试验系统采用放电间隙放大输出给高压设备，不具备工频电压输出功能，因此无法工作在需要工频电压与冲击脉冲交替或共同作用下进行测试的环境；同时，由于脉冲波形的限制，脉冲上升沿控制灵活性差，无法满足需要灵活多次调整脉冲上升沿以研究高压设备绝缘状态时的需求，导致系统应用受到限制。如果系统内部设置工频交流信号发生器及其功率放大器，又会使得系统体积增大，系统控制的复杂程度升高，导致系统可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供一种用于高压电气设备绝缘测试的冲击耐压试验系统，直接利用电网接入信号，无需系统内部产生工频交流信号，仅需通过全数字控制模式产生冲击信号，并结合多绕组升压变压器实现工频交流信号和冲击信号的升压输出，从而有效减小系统体积和控制复杂程度，提高系统可靠性。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型提出的一种用于高压电气设备绝缘试验的冲击耐压试验系统，具体包括：MCU控制器；带两个初级绕组和一个次级绕组的升压变压器；接入电网工频交流信号的谐波滤波器；串联于谐波滤波器与升压变压器一初级绕组之间，同时与MCU控制器相连、受MCU控制器控制的继电器；与MCU控制器相连、受MCU控制器控制的脉冲发生器；串联于脉冲发生器与升压变压器另一初级绕组之间的功率放大器；串联于升压变压器次级绕组与被试高压设备之间的限流电阻；与被试高压设备并联的阻容分压器；串联于阻容分压器与MCU控制器之间、与MCU控制器进行交互，负责电压、电流和相位信息采集的采集装置。

本实用新型直接利用电网工频交流信号接入升压变压器的其中一个初级绕组，同时系统内部脉冲发生器及其功率放大器产生的高频冲击信号接入升压变压器的另外一个初级绕组，然后经升压变压器叠加后升压输出的冲击叠加耐压试验信号通过升压变压器次级绕组耦合输出。所述升压变压器的两个初级绕组和一个次级绕组共用一个铁芯。试验时，首先MCU控制器控制继电器接通电网工频交流信号的输入，此时升压变压器的初次级均已带电，次级绕组已经有升压信号，这时阻容分压器将提取的低电压信号直接提供给采集装置；MCU控制器通过控制采集装置获取此时阻容分压器的低电压值，并通过阻容分压器的分压比换算成升压变压器的输出电压；MCU控制器分析采集装置采集的工频电压波形，获取工频电压的时间特性，即峰值电压、零点电压发生的时间，并据此算出当前时刻工频交流电压的相位特征；MCU控制器根据人工输入的叠加相位特征，找到当前工频电压对应的相位后，立即触发脉冲发生器的工作；脉冲发生器产生冲击脉冲信号后经功率放大器输出到升压变压器初级绕组，与电网工频交流信号叠加后在升压变压器次级绕组形成满足相位叠加要求的冲击叠加耐压试验信号；MCU控制器通过控制采集装置实时采集阻容分压器的低电压信号获取冲击叠加的相位信息，并与输入的相位参数进行比较，如果存在差异，则轻微调整脉冲发生器的延时或相位特征，起到修正作用。

所述采集装置可以通过穿心互感器或半开口夹钳耦合的方式获得输出负载电流，然后将采集的电流信息发送到MCU控制器，由MCU控制器综合处理输出电压和输出负载电流的幅值和相位信息。所述限流电阻起到过流保护的作用，当输出端阻抗减少或受试验电压作用发生击穿短路时，能起到保护升压变压器的作用。同时，MCU控制器控制采集装置实时获取输出负载电流值，一旦超过设定电流值，并持续一段时间后，MCU控制器控制继电器断开，确保升压变压器输入端的交流信号切断，并发出命令停止脉冲发生器工作，使得升压变压器另一端初级绕组无输入信号，从而起到了系统短路保护的目的。同样，当输出端出现过电压现象后，MCU控制器同样发生命令，断开交流工频输入和脉冲发生器的工作。

所述脉冲发生器的频率为0.1-100MHz，经功率放大后，可产生数十伏到数十千伏的冲击脉冲高压。所述脉冲发生器的输出相位、输出频率、输出脉冲宽度均受MCU控制器控制。所述功率放大器的输出端还可以带有受MCU控制器控制的整流支路切换开关，通过该开关可实现正冲击脉冲或负冲击脉冲的输出。

所述试验系统还可以设有与所述MCU控制器相连的通信接口，可以是USB接口，或VGA接口，或RS232接口，或WIFI接口，等等。还可以设有与所述MCU控制器相连的显示器和键盘。