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专利名称：一种模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，属于电气工程领域。
背景技术：
随着电网容量的扩大，用户设备的复杂性增加，一些大容量和非线性负载的使用，导致电网谐波问题变得突出，这一现象在中压电网(6-35kV)尤其突出。谐波包含众多的高频率成分使设备的绝缘问题变得严重，导致设备出现过早损坏等事故。实践证明，中压电缆终端在谐波严重场合下寿命大大缩短，甚至导致事故的发生。电缆附件在安装过程中可能有缺陷，如表面刀痕、半导电层切口不均匀等，安装使用后，如果供电系统存在较为严重的谐波，谐波可能包含较多的IkHz以上的高次谐波，导致电场应 力明显增强，从而使电缆附件温度上升，导致热击穿。目前，在城市电网中，电缆附件事故问题一直很突出，占到整个电缆事故的39%。尽管供电企业采用了电缆头温度监测技术，但是温度监测能否反应电缆附件的绝缘状况，t匕如传感器应放在何处(不同位置的热点情况并不相同)，热点和绝缘老化状况、局部放电发展的关系问题，这些在国内外一直缺乏深入系统的研究，也正是电缆附件温度监测迫待解决的技术问题。因此，研究电力系统存在谐波下温度监测能否反应电缆附件的绝缘状况问题，迫在眉睫。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供提供一种模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，其特点是搭建电缆附件的高频老化电路，用于模拟真实的电网谐波电压，研究电力系统存在谐波下电缆附件的热点和绝缘老化状况问题。本实用新型的目的由以下技术措施实现模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置包括高频高压部分、大电流产生部分和工频高压部分三个部分，其中高频高压部分与大电流产生部分连接，将高频高压引入试验回路中；大电流产生部分与工频高压部分连接，将工频高压引入试验回路。高频高压部分的信号发生器与功率放大器连接，功率放大器与高频变压器连接，高频变压器与保护电阻连接，保护电阻与电缆终端一连接，引入高频高压。大电流产生部分的电压源分别与调压器和保护电阻连接，在调压器和保护电阻之间串联一个穿心电流互感器，调节调压器可改变电压源、调压器、保护电阻和穿心电流互感器所在回路的回路电流，在穿心电流互感器二次侧回路感应出大电流，穿心电流互感器分别与电缆终端一和电缆终端二连接组成试验回路。工频高压部分的工频电源与工频高压试验变压器连接，在工频高压试验变压器的高压输出端和保护电阻连接，保护电阻与电缆终端二连接，引入工频高压。在大电流产生部分的回路旁安放红外热成像仪，用以观察电力电缆终端一和电缆终端二的温度的变化。本实用新型具有如下优点(I)穿心CT的作用是在回路中感应出工频大电流，正好模拟真实电力系统大电流的特点。(2)能产生工频高压、高频高压以及工频高压与高频高压的叠加波形，分别研究这三种情况下电缆终端运行的情况。并能灵活的研究电力系统中不同谐波情况下的电缆运行情况。(3)模拟电缆终端在正常情况下和存在绝缘缺陷下的运行情况。(4)使用方法简单。

图I高频高压-大电流实验装置原理图I、高频高压部分，2、工频高压部分，3、大电流产生部分，4、信号发生器，5、功率放大器连，6、高频变压器，7、保护电阻连接，8、电压源，9、调压器，10、保护电阻，11、穿心电流互感器，12、电缆终端一，13、电缆终端二，14、保护电阻，15、工频高压试验变压器，
16、工频电源，17、红外热成像仪。图2电力电缆终端红外成像图
具体实施方式
下面通过实例对本实用新型进行具体描述，但不能理解为对本实用新型保护范围的限制。实施例模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置包括高频高压部分I、大电流产生部分2和工频高压部分3三个部分，其中高频高压部分I与大电流产生部分2连接，将高频高压引入试验回路中；大电流产生部分2与工频高压部分3连接，将工频高压引入试验回路。高频高压部分I的信号发生器4与功率放大器5连接，功率放大器5与高频变压器6连接，高频变压器6与保护电阻7连接，保护电阻7与电缆终端一 12连接，引入高频高压。大电流产生部分2的电压源8分别与调压器9和保护电阻10连接，在调压器9和保护电阻10之间串联一个穿心电流互感器11，调节调压器9改变电压源8、调压器9、保护电阻10和穿心电流互感器11回路的回路电流，在穿心电流互感器11 二次侧回路感应出大电流，穿心电流互感器11分别与电缆终端一 12和电缆终端二 13连接组成试验回路。工频高压部分3的工频电源16与工频高压试验变压器15连接，在工频高压试验变压器的高压输出端和保护电阻14连接，保护电阻14与电缆终端二 13连接，引入工频高压。在大电流产生部分2的回路旁安放红外热成像仪17，用以观察电力电缆终端一12、和电缆终端二 13的温度的变化。本实用新型装置主要用于模拟真实电力系统电缆终端运行的情况，结合附图I说明这四部分的功能。(I)广生闻频闻压图I左侧的电源，利用闻频"[目号发生器广生闻频电压，将闻频电压信号通过普通的功率放大器，使信号产生较大的输出功率，再通过高频变压器产生几kHz高频高压；(2)产生工频高压利用图I右侧的工频电源，将工频电源通过工频高压试验变压器15升到工频高压；(3)感应工频大电流中间的电源，通过调节调压变压器抽头改变CT 一次侧的电流，从而在CT 二次侧回路中产生大电流。(4)红外测温在回路旁安放红外热成像仪对着电缆终端，用以观察电力电缆终端温度的变化。其中，(I)和(2 )两部分高压在电缆终端试样上产生叠加，就形成模拟真实电网的谐波电压波形。本实用新型是这样实现的信号发生器产生7kHz电压，通过高频变压器升到IOkV高压；工频变压器将工频电压升到IOkV ;在CT 一次侧加电压，在二次回路中感应出大电流，利用红外热成像仪对电缆终端运行情况进行实时拍照，观察温度的变化。在工频电压的情况下，非线性电缆终端发热不明显；如果非线性电缆终端在高频高压谐波下，则非线性应力控制电缆终端会产生明显的热点；当电缆终端中既存在高频高压谐波，又存在工频高压时，在非线性电缆终端内部以及表面也会产生明显的热点。通过分析热点，就能研究真实电缆终端的运行情况。红外成像图详见附图2所示。
权利要求1.一种模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，其特征在于该实验装置包括高频高压部分(I)、大电流产生部分(2)和工频高压部分(3)三个部分，其中高频高压部分(I)与大电流产生部分(2 )连接，将高频高压引入试验回路中；大电流产生部分(2 )与工频高压部分(3)连接，将工频高压引入试验回路。
2.如权利要求I所述模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，其特征在于高频高压部分(I)的信号发生器(4)与功率放大器(5)连接，功率放大器(5)与高频变压器(6)连接，高频变压器(6)与保护电阻(7)连接，保护电阻(7)与电缆终端一(12)连接，引入高频闻压。
3.如权利要求I所述模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，其特征在于大电流产生部分(2)的电压源(8)分别与调压器(9)和保护电阻(10)连接，在调压器(9)和保护电阻(10)之间串联一个穿心电流互感器(11 )，调节调压器(9)改变电压源(8)、调压器(9)、保护电阻(10)和穿心电流互感器(11)回路的回路电流，在穿心电流互感器(11)的二次侧回路感应出大电流，穿心电流互感器(11)分别与电缆终端一(12)和电缆终端二( 13)连接组成试验回路。
4.如权利要求I所述模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，其特征在于工频高压部分(3)的工频电源(16)与工频高压试验变压器(15)连接，在工频高压试验变压器(15)的高压输出端与保护电阻(14)连接，保护电阻(14)与电缆终端二(13)连接，引入工频闻压。
5.如权利要求I所述模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，其特征在于在大电流产生部分(2)的回路旁安放红外热成像仪(17)，用以观察电力电缆终端一(12)、和电缆终端二(13)的温度的变化。
专利摘要本实用新型公开了一种模拟电网真实谐波的高频高压-大电流实验装置，其特点是该实验装置包括高频高压部分(1)、大电流产生部分(2)和工频高压部分(3)三个部分，其中高频高压部分(1)与大电流产生部分(2)连接，将高频高压引入试验回路中；大电流产生部分(2)与工频高压部分(3)连接，将工频高压引入试验回路。
文档编号G01R31/00GK202794368SQ20122033786
公开日2013年3月13日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者黄华勇, 魏长明, 毛欣, 杨可, 刘明军, 周凯, 潘荣超, 万利 申请人:重庆市电力公司永川供电局