[发明专利]一种直流叠加冲击耐压试验回路及其试验方法

说明书

本发明公开了一种直流叠加冲击耐压试验回路及其试验方法，包括：冲击电压源、直流电压源、保护设备、测量设备和多通道数字测量仪器；冲击电压源包括并联设置的冲击电压发生器和弱阻尼电容分压器；所述直流电压源包括直流电压发生器、滤波电容器和电阻分压器；直流电压源的高压端连接保护电阻R_P的一端，保护电阻R_P的另一端连接直流GIS产品的高压端，保护电阻R_P的底座接地；测量设备包括通用分压器和多通道数字测量仪器；通用分压器和直流GIS产品并联；多通道数字测量仪器分别连接弱阻尼电容分压器、电阻分压器和通用分压器。本发明合理设计电源设备、保护设备和测量设备，并将其有序布置，构建了直流GIS产品的直流叠加冲击耐压试验回路。

技术领域

本发明属于GIS产品试验技术领域，涉及一种直流叠加冲击耐压试验回路及其试验方法。

背景技术

直流GIS产品采用全封闭式结构，布局紧凑，占地面积小，可靠性高，环境适应性强，特别适用于远海风电柔直送出系统对直流设备体积小、可靠性高的要求。通常远海风电柔直送出系统的中性线、极线、变压器与阀塔间连接等位置均需要用到直流GIS产品。直流GIS产品主要面向于海上风电市场，特别是远海领域，满足海上换流站客户的需求，市场潜力巨大。

在“碳中和”目标下，一场以大力开发利用可再生能源为主题的能源革命正在大势兴起，海上风电将迎来大好的发展趋势。

技术文件CIGRE 842中规定了直流GIS产品的相关绝缘试验，提出应该进行直流GIS产品的直流叠加冲击耐受能力的考核，但此试验属于合成试验，试验回路的构建、试验流程以及试验回路中关键设备的选取都是亟待解决的核心技术问题。

现有技术中与包括内容直流叠加冲击耐压试验回路最接近的技术方案：①采用水电阻串联在直流电压发生器与直流GIS产品之间作为直流电压发生器的保护设备；②采用球间隙串联在冲击电压发生器与直流GIS产品之间作为冲击电压发生器的保护设备；③对直流GIS产品上的合成电压不进行直接测量，而是通过分别测量直流电压发生器和冲击电压发生器所产生的电压，然后对所测电压进行计算求得合成电压。

(2)现有技术中与包括内容直流叠加冲击耐压试验的试验流程以及试验回路中关键设备的参数选取方法最接近的技术方案：目前现有技术中的试验流程是采用在直流电压施加一段时间后退掉直流电压，然后单一施加冲击电压的方法进行试验，与实际运行状况不符。试验回路中关键设备的参数选取方法均是根据直流GIS产品的绝缘试验参数，通过经验进行选取，尚未形成系统性、科学性的关键设备参数选取方法。

从两方面以因果关系推理的方式推导出现有技术的缺点：

(1)现有技术中包括内容直流叠加冲击耐压试验回路最接近的技术方案的缺点：

①采用水电阻串联在直流电压发生器与直流GIS产品之间作为直流电压发生器的保护设备所存在的缺点：在直流GIS产品的直流叠加冲击耐压试验中，水电阻需要长期持续承受直流电压，水电阻会产生电晕、温度升高等情况，进而导致水电阻的阻值变化和水位蒸发等情况，长期运行时会导致水电阻失效，进而失去其作为保护设备的价值，从而造成直流电压发生器的损坏。同时，水电阻的制作工艺较为繁琐，环境适应性差且极易受污染，因此水电阻的安全性和可靠性较低，不适宜作为持续运行时的保护设备。