[发明专利]直流高压电缆分布电容能量吸收器

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流高压电缆分布电容能量吸收器。

背景技术

在直流高压电缆领域，如果电源的输出采用直流高压电缆，那么该电缆的分布电容在电源运行时有较大的电能储存。当负载短路时，电缆内部分布电容储能就会向负载释放。在等离子体基础研究领域的辅助加热系统，有些负载，如加速极和速调管，它们在短路时，要求电源系统向其注入的能量只有焦耳量级，如果注入能量太多负载就会损坏。因为负载价格昂贵，所以需要增加额外的负载短路能量吸收装置，用于吸收短路时刻的整个电源系统分布电容储能，以保护负载。如果能让直流高压电缆的分布电容储能不向负载释放，那么整个电源系统的能量吸收装置的设计容量就会减少很多，达到降低成本和减少体积的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单和可靠的能量吸收装置，特别是直接吸收直流高压电缆内部分布电容储能；使之不向负载释放，以增加负载在短路时的安全性。

本发明的技术方案如下：

一种直流高压电缆分布电容能量吸收器，包括有直流高压电缆，其特征在于：所述直流高压电缆的正、负接线端之间通过高压电缆串接有负载，所述高压电缆由里到外依次包括有铜芯、绝缘层和外屏蔽层，铜芯和外屏蔽层之间具有分布电容，外屏蔽层通过导线串接电阻后与负载共接地；当负载发生短路时，分布电容、铜芯、负载、外屏蔽层以及电阻之间形成放电回路，电阻构成分布电容能量吸收器。

所述的直流高压电缆分布电容能量吸收器，其特征在于：所述的电阻为无感电阻。

本发明的原理是：高压电缆的分布电容C主要存在于电缆的铜芯和外屏蔽层之间，铜芯与外屏蔽之间是绝缘层，实际工程中，高压电缆的外屏蔽层接地，与负载的地连接在一块；在负载短路时，高压电缆分布电容C的电流通过铜芯向短路的负载释放，然后通过地线流回至电缆的外屏蔽层，这时负载就吸收全部的分布电容储能。

本发明在屏蔽层和负载的地之间串联一个无感电阻，负载短路时，分布电容放电回路上就多了一个电阻，短路的负载端电压与电阻两端电压相比可以近似为零；短路时刻分布电容的端电压与直流高压电缆电压相同，这时分布电容的电压主要加在无感电阻的两端，所以分布电容储能主要被能量吸收器电阻吸收，在加入能量吸收电阻之后，分布电容能量的90％以上都能被无感电阻吸收，无感电阻的阻值根据实际工程需要确定。

本发明的有益效果：

本发明利用无感电阻作为高压电缆铜芯与外屏蔽层之间分布电容的储能吸收器，安装简单、可靠、成本低；在负载发生短路时，无感电阻直接吸收高压电缆铜芯与外屏蔽层之间分布电容的储能，使之不向负载释放，增加了负载在短路时的安全性。

附图说明

图1为本发明高压电缆分布电容能量吸收等效电路图。

图2为本发明高压电缆分布电容的等效结构图。

具体实施方式

参见图1、2，一种直流高压电缆分布电容能量吸收器，包括有直流高压电缆E，直流高压电缆E的正、负接线端之间通过高压电缆串接有负载Rload，高压电缆由里到外依次包括有铜芯1、绝缘层2和外屏蔽层3，铜芯1和外屏蔽层3之间具有分布电容C，外屏蔽层3通过导线串接无感电阻R后与负载Rload共接地；当负载Rload发生短路时，分布电容C、铜芯1、负载R、外屏蔽层3以及无感电阻R之间形成放电回路，无感电阻R构成分布电容能量吸收器。

如果直流高压电缆E为100Kv，则经试验表明，无感电阻R的阻值应不低于100欧姆，才能保证负载Rload在发生短路时，分布电容C放出的能量绝大部分被无感电阻R吸收，使之不向负载Rload释放，从而增加负载Rload在短路时的安全性。