[发明专利]用于电容式复合绝缘母线系统雷电冲击试验回路及方法

说明书

本发明提供了一种用于电容式复合绝缘母线系统雷电冲击试验回路及方法，包括冲击电压源、冲击电压测量装置、低通滤波装置和被试电容式复合绝缘母线系统；冲击电压源一端连接低通滤波装置，低通滤波装置另一端连接冲击电压测量装置的高压端和被试电容式复合绝缘母线系统的高压端，冲击电压源的另一端与冲击电压测量装置的低压端、被试电容式复合绝缘母线系统的低压端连接并接地；低通滤波装置由电容C_p和电阻R_p并联组成。本发明试验回路布局简单，回路参数的确定也比较简便，容易实现。试验方法满足标称电容5000pF及以下电容式复合绝缘母线雷电冲击试验的试验要求，完全满足GB/T 16927.1‑2011和GB/T 22838‑2008标准中关于雷电冲击实验波型参数的要求。

【技术领域】

本发明涉及母线型式试验技术领域，特别涉及一种用于电容式复合绝缘母线系统雷电冲击试验回路及方法。

【背景技术】

目前，在中压配电系统中，还有裸母线仍在使用，在高压和超高压电网，也采用裸母线连接电站电器元件，由于使用了裸母线，小动物，潮湿污秽的绝缘环境以及海拔高度都会影响母线电气绝缘的可靠性，且HGIS复合电器与架空裸母线配合时相间距很大。为了解决上述问题，目前高压、超高压GIS、HGIS和变压器大量使用充SF₆气体的出线套管及油纸绝缘套管，但该方案价位高，运行维护较麻烦。为了解决这些问题，国内有用硅橡胶挤压包封或用聚四氟乙烯带缠绕的绝缘母线，但这两种母线都因为自身的一些问题，只能在中压电网中使用，而无法向高压发展。近些年又新研发出一种电容式复合绝缘母线，因为采用了电容屏包扎，母线绝缘层电场分布均匀，因而局部放电起始电压高，每段母线连接处电场分布比较均匀，在中低压领域已经被很多地方所采用，并且具备了向高压和超高压发展的条件，目前已经制造了试验样机进行型式试验。

由于该母线为新研发产品，目前没有专门针对此产品的专门标准，对于72.5kV及以上的这种母线在进行绝缘型式试验时，只能依照产品的功能，选择相同功能的产品标准作为参照，在目前情况下，选择了GB/T 22838-2008《额定电压72.5kV及以上刚性气体输电线路》来作为进行型式试验的依据。虽然选择的标准与被试母线都属于同一类产品，但是所选标准的适用范围主要针对的是刚性气体绝缘输电线路，其绝缘至少部分是由不同于大气压力下的空气的非腐蚀性绝缘气体实现的。而被试母线除了为了方便与GIS等对接充气试验工装，其绝缘是由一层层电容屏包扎实现的。因此相对于充气母线，这种电容式复合绝缘母线相同长度下的电容量要高于充气母线。72.5kV试品的水平长度不到1m，加上一端不到1m的套管和另一端不到1m的母线经拐弯后的垂直部分，电容量超过了3000pF；而252kV电压等级的试品更是超过了4500pF，远超过相同电压等级的充气母线试品及其工装。试品电容量的增大使得要满足所选用标准中绝缘试验中的雷电冲击电压试验的雷电波形参数的要求变得十分困难。GB/T22383-2008中因为使用对象是充气母线，试验时被试母线电容量不大，因此对于雷电冲击的要求引用了GB/T 11022，实际就是按照GB/T 16927.1-2011的要求，而对于电容量如此大的母线，现有的雷电冲击试验方法无法满足上述标准对于雷电波形参数的要求，会造成在满足波前时间要求的前提下过冲超标，或者满足相对过冲幅值的前提下波前时间超标，进而使得雷电冲击试验不满足采用标准的要求。

现有的雷电冲击试验方案为：用冲击发生器高压端与被试母线高压端直接连接，同时被试母线高压端接测量系统的高压端。依靠调整波头电阻来满足雷电冲击试验中对于波前时间和过冲的要求。

采用现有冲击回路进行试验时，因为冲击发生器本体和线路电感以及本体杂散电容的存在，在进行母线雷电冲击电压试验时，会使这些回路中的电感和电容以及被试母线电容一起发生谐振，电感值和电容量越大，谐振幅值越高。而本体电感是一个固定值且被试的电容式复合绝缘母线电容量远大于一般母线，所以仅依靠调整波头电阻值无法同时满足相关标准中对波前时间和过冲的要求。所以对于此特殊产品，现有的雷电冲击试验方案不再合适。

【发明内容】