一种冲击电压发生模块和冲击电压发生装置

摘要

本发明涉及一种冲击电压发生模块和冲击电压发生装置，其中该冲击电压发生装置主要由多个模块化充电装置和高压电阻组成。模块化充电装置包括冲击式充电电容器和气体开关交替轴向排列组成；充电装置的外部是环式屏蔽环起屏蔽和支撑作用；本发明可用于大容量试品试验。

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲电压发生装置，特别地，涉及一种冲击电压发生模块，及由 该冲击电压发生模块构成的冲击电压发生装置。

背景技术

背景技术中，产生陡前沿冲击一般是依靠冲击电压发生器产生的，而目前冲 击电压发生器多为敞开式冲击电压发生器，这种装置以空间固有距离的空气作为 绝缘介质。由于空气耐电强度低，导致这种敞开式陡前沿冲击发生装置体积巨大， 非常不便于现场的运输和试验；并且这种装置由于空间尺寸太大导致回路电感相 对较大，因而在进行大容量试品试验的时候，产生不出符合要求的陡前沿波形。 还有一些紧凑的冲击电压发生装置由于没有采用模块化的处理方式，其一体化程 度较高，现场安装以及出现绝缘闪落事故后检修拆卸非常不便。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明采用以下方案：

一种冲击电压发生模块，其特征在于，包括：

两个以上的充电触发单元轴向连接，

所述充电触发单元包括气体开关以及位于所述气体开关两侧的电容；

相邻的充电触发单元通过第一绝缘主体连接。

每个模块为一个独立的整体，在冲击电压发生装置安装和检修的时候可以单 独装卸，极大地提高了设备安装检修效率，增强了设备的灵活性。

优选地，所述电容连接有屏蔽结构，相邻充电触发单元通过所述屏蔽结构与 所述第一绝缘主体连接。

优选地，所述气体开关置于密闭的腔体中，所述腔体中的气体种类与气压与 所需的电压相匹配。

优选地，所述两侧的电容由冲击式充电电容器在同一平面并联构成。

优选地，所述冲击式充电电容器采取正方形、长方形或者扇形紧密布置。

在本公开的一些实施例中，冲击式充电电容器采取正方形、长方形或者扇形 紧密布置，可以有效利用空间面积，减小装置的结构尺寸，减低回路电感。

优选地，所述两侧的电容采用聚乙烯式或者PE的绝缘外壳电容器。

在本公开的一些实施例中，所述冲击式充电电容器采用聚乙烯式或者PE的 全绝缘外壳电容器，能防止电容器在充放电时发生沿面闪络，增强模块运行时的 可靠性；冲击式充电电容器的标称电压为50～150kV。

优选地，所述冲击式充电电容器采取2、4或6个同一平面并联为一组，构 成主电容量为0.5-3μF的大电容。

优选地，所述两个以上的冲击式充电电容器横向固定在带有凹槽的绝缘隔板 上，并用绝缘拉杆拉紧。

优选地，所述冲击式充电电容器纵向采用绝缘拉杆固定。

在本发明的一些实施例中，由于电容器在充电模块内部经常发生机械振动， 为了保证装置可靠性，必须对所述的电容器组采取绝对安全可靠地固定方式：

空间上全方位的固定模式可以保证电容器组在安装和运行过程当中不发生 相对滑动，使充放电模块就电容器组的固定来说安全可靠。

本发明还包括一种冲击电压发生装置，其特征在于，包括两个以上的冲击电 压发生模块，相邻的冲击电压发生模块之间通过第二绝缘主体串联。

冲击电压发生器每级之间用绝缘隔板进行绝缘，保证级与级之间在实际运行 中不发生绝缘击穿，保证充放电的可靠性。

本发明提供了一种全充气式模块化的陡前沿冲击电压发生器，可以减小设备 重量、在设备检修的过程中减少装置的拆装时间，极大的增加了装置检修效率。 并且由于装置固有的低回路电感，在大容量试品的情况下仍然能输出陡前沿冲击 波形。

附图说明

图1是本发明实施例冲击电压发生装置的结构示意图；

图2是本发明实施例冲击电压发生模块一级的结构示意图；

图3是本发明实施例模块内部电容器组固定方式示意图；

图4是本发明实施例电容布置方式示意图。

具体实施方式

下面将对本发明参照附图进行进一步说明。特别声明下，以下的描述本质上 只是起到了宏观解释和实例说明的作用，绝不对本公开及其应用或使用进行任何 限制。除非另外特别说明，否则，在实施例中阐述的部件和步骤的相对布置以及 数字表达式和数值并不限制本公开的范围。另外，本领域技术人员已知的技术、 方法和装置可能不被详细讨论，但在适当的情况下可以成为说明书的一部分。

本公开的技术方案中，提供一种全充气式模块化的陡前沿冲击电压发生器， 可以减小设备重量、在设备检修的过程中减少装置的拆装时间，极大的增加了装 置检修效率。并且由于装置固有的低回路电感，在大容量试品的情况下仍然能输 出陡前沿冲击波形。

如图1所示，该全充气式模块化冲击电压发生装置包括冲击电压发生模块1、 2、3，模块化分段处理的方法不仅可以减小整个装置的结构尺寸和整体重量，而 且在设备检修的过程中减少装置的拆装时间，极大的增加了装置检修效率。其中 冲击电压发生模块1、2、3又包括：

两个以上的充电触发单元，优选二至六个充电触发单元(图1所示为3个充 电触发单元)；

每个充电触发单元由空气开关与开关两侧的大电容共同构成，两侧大电容由 直流电源正负充电，每个单元输出电压为100-400kV左右。每组电容器之间进行 并联充电串联放电。

多个兼有屏蔽、支撑作用的圆环型屏蔽结构(如5所示)和末端连接的绝缘 主体I(如7所示的滑动鼓式支撑绝缘子)；

绝缘主体II(如8所示)；

其中，各个级别冲击模块由充电触发单元轴向排列在试验装置的筒形腔体 内。除火花开关进行电气连接外，模块与模块之间由绝缘主体II进行绝缘隔离， 在所述的绝缘主体II上进行特殊材质处理，保证电容器之间紧密无气缝连接。 这种分布方式不仅能显著缩短回路的长度、减小装置的结构尺寸，还可以有效减 小回路的电感为进行大容量的试品试验提供了可能。

在多个冲击电容器的周围安装圆环形电容器屏蔽结构9-1、9-2，以起到支撑 充电单元和改善整个装置电场分布的作用，这可以防止电容器周围因为局部电场 过高而产生局部放电，防止电容器和设备损坏。同时，屏蔽结构末端连接绝缘主 体I，绝缘主体I起到了支撑作用，所以对环形电容器屏蔽结构的强度要求较高。

气体火花开关6中的气压和气体种类可以根据现场试验要求而定。例如，要 求装置输出波形幅值较高，为保证气体火花开关动作可靠性，可以适当增加气压 或者考虑充入高绝缘强度的气体。

图2为一个充电触发单元的结构示意图。1为空气开关，1-1为空气开关内 部的球隙；2-1、2-2、2-3和2-4为空气开关两侧电容。

两侧的大电容的容量为0.5～3μF，由冲击式充电电容器采取2、4或6个同 一平面并联构成，空间的排布方式如图4所示，分别有正方形、长方形或扇形紧 密布置，可以有效利用空间面积，减小装置的结构尺寸，减低回路电感。

进一步地，由于电容器在充电模块内部经常发生机械振动，为了保证装置可 靠性，必须对所述的电容器组采取绝对安全可靠地固定方式：

图3为模块内部电容器组的固定方式示意图。

如图所示，上下采用嵌套夹持结构，电容器固定在带有凹槽的绝缘隔板上 (1-1、1-2为带有凹槽的绝缘隔板)，并用绝缘拉杆2-1、2-2和2-3拉紧。

纵向采用拉杆式的固定方式。3-1、3-2为纵向的绝缘拉杆。

绝缘拉杆末端采用两个螺母相互叠加的固定方式，可以更有效减小因振动而 产生的松弛现象。

空间上全方位的固定模式可以保证电容器组在安装和运行过程当中不发生 相对滑动，使充放电模块就电容器组的固定来说安全可靠。

上述实施例中的冲击电容器为小电感冲击电容器。冲击式充电电容器采用聚 乙烯式或者PE的全绝缘外壳电容器，能防止电容器在充放电时发生沿面闪络， 增强模块运行时的可靠性；冲击式充电电容器的标称电压为50～150kV。

本公开上述实施例与传统的敞开式或紧凑型冲击电压发生器相比，采用了模 块化的处理方式。由两侧大电容与一个气体开关组成一个单元，每个单元输出电 压大致为100-400kV。大电容分布方式可以采用正方形、长方形或扇形紧密布置。 固定二至六个单元轴向排列组成模块，模块串联组成充放电回路的整体结构，能 有效减少结构尺寸和回路电感，方便设备的现场安装和检修；气体火花开关置于 密闭充气的腔体中，根据试验电压改变腔体内气体的种类和气压。

此外，为了保证证装置可靠性，必须对所述的电容器组采取绝对安全可靠的 上下采用嵌套夹持、纵向采用拉杆式的固定方式。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的 技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述 的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有 各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求 保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。