[发明专利]可控金属氧化物避雷器动作特性试验装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及可控金属氧化物避雷器技术，尤其涉及一种可控金属氧 化物避雷器动作特性试验装置和方法。

背景技术

根据特高压交流输电系统对深度降低操作过电压水平的需求和操作 过电压常规限制措施在经济性和运行可靠性方面存在的不足，提出了可 控金属氧化物避雷器的概念。在下文中，将可控金属氧化物避雷器简称 为可控避雷器。可控避雷器的结构如图1所示，MOA1、MOA2分别 为受控元件和固定元件；K为开关，可采用晶闸管或间隙。可控避雷器 的工作原理是：通过K灵活控制避雷器电阻片接入数量以改变避雷器 伏安特性。在系统正常运行时，K断开，MOA1和MOA2共同限压， 通过提高其额定电压(例如，常规避雷器额定电压为828kV，可控避雷 器额定电压可选为890kV)以减小避雷器运行荷电率(例如，可控避雷 器运行荷电率从常规避雷器的77％降低到71％)。暂态情况下，K导 通，MOA1被短接，MOA2残压低，以深度降低系统操作过电压。

但是，现有技术中对可控避雷器及其晶闸管开关K在工作电压、 工频过电压、操作过电压和雷电过电压下工作原理的描述仅限于理论分 析，其正确与否尚需试验检验。目前，国内外仅有针对常规避雷器的工 频电压耐受试验、操作冲击电压试验和雷电冲击电压试验的标准，且上 述标准均是为检验常规避雷器的绝缘性能，并不能直接用来检验可控避 雷器的各种电压应力下的动作特性。目前，对于可控避雷器这一新型设 备，并无现成的试验方法和试验标准可以遵循，因此，需要针对可控避 雷器的特点制定新的试验方法和试验标准。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种可控避雷器动 作特性试验装置。

本发明提供一种可控避雷器动作特性试验装置，包括：冲击电压发 生器，冲击电压发生器具有高压输出端和低压输出端，可控避雷器试品 连接在该高压输出端和低压输出端之间；分压器，一端与冲击电压发生 器的高压输出端相连，一端接地；波形记录装置，连接在分压器的输出 端。其中，冲击电压发生器包括：零级支路，包括：波头电阻和波尾电 阻，该波头电阻和波尾电阻串联在冲击电压发生器的高压输出端和低压 输出端之间；隔离球隙，隔离球隙的一端连接到波头电阻和波尾电阻的 连接点；一级支路，具有一级高压输出端和一级低压输出端，包括：一 级主电容器，连接在所述一级高压输出端和一级低压输出端之间；点火 球隙，连接在一级高压输出端和地之间；充电电阻，连接在一级低压输 出端和地之间；保护电阻、高压硅堆和试验变压器，所述保护电阻、高 压硅堆和试验变压器的次级线圈依次串联连接在一级高压输出端和地之 间；调压器，调压器和试验变压器的初级线圈并联连接。隔离球隙的另 一端连接在所述一级低压输出端。

根据本发明的可控避雷器动作特性试验装置的一个实施例，还包括 至少一个次级支路。该次级支路，具有次级高压输出端和次级低压输出 端，包括：次级主电容器，连接在次级高压输出端和次级低压输出端之 间；次级球隙和阻尼电阻，串联连接在次级高压输出端和上一级低压输 出端之间；两只充电电阻，分别连接在次级和上一级高压输出端之间和 次级和上一级低压输出端之间。

根据本发明的可控避雷器动作特性试验装置的一个实施例，还包括 球隙距离控制装置，用于调整各级支路中球隙的距离。

本发明要解决的另一个技术问题是提供一种可控避雷器动作特性试 验方法。

本发明提供一种可控避雷器动作特性试验方法，包括：设定所述冲 击电压发生器中球隙距离，对可控避雷器试品施加峰值高于所述可控避 雷器试品动作阈值的冲击电压，记录所述可控避雷器试品动作时刻的电 压值；逐步增加所述冲击电压发生器中球隙距离，对可控避雷器试品施 加峰值高于所述可控避雷器试品动作阈值的冲击电压，记录所述可控避 雷器试品动作时刻的电压值；以上述多次测量获得的所述可控避雷器试 品动作时刻的电压值的平均值作为所述可控避雷器试品动作时刻的电压 值。

进一步，该方法还包括：首先设定冲击电压发生器中球隙距离，对 可控避雷器试品施加峰值稍低于所述可控避雷器试品动作阈值的冲击电 压，如果所述可控金属氧化物避雷器试品动作，记录所述可控避雷器试 品动作时刻的电压值。

进一步，该方法还包括：对记录的所述可控避雷器试品动作时刻的 电压值进行温度和/或湿度校正。