[发明专利]防止变频电源柜内元件受试品闪络冲击的保护连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备绝缘检测技术领域，具体说是一种防止变频电源柜内元件受试品闪络冲击的保护连接结构。

背景技术

国内高压电气设备由于绝缘裕度小，制造厂原材料本身和外购件的质量优劣参差不齐，制造、装配、安装环节的工艺控制分散性大，为保证高压电气设备投运后的安全运行，当高压电气设备安装完毕后，需进行现场交流耐压试验，以确保投入运行的设备安全可靠。

对于GIS(“气体绝缘金属封闭开关设备”，指六氟化硫封闭式组合电器)等电容量较大的被试品进行交流耐压试验，需要大容量的试验设备，这时可以采用串联谐振试验装置，回路由被试品负载电容和与之串联的电抗器和电源组成。这种方法具有体积小、质量轻、所需电源容量小等诸多优点。并且，一旦试品击穿时，由于电路失去谐振条件，电源输出电流自动减少，试品两端的电压骤然下降，不会产生过电压、放电能量小，因此被试品受到的影响和损害很小。此方法已成为现场最普遍采用的行之有效的方法。

然而，当串联谐振装置对某试品进行交流耐压试验且试品发生闪络击穿时，由于变频电源柜内未采取有效保护措施，经常会发生变频电源柜内部元器件损坏，甚至可能危及人身安全。

通常，变频电源柜有隔离变压器以及MOA(氧化锌避雷器)进行保护，但是，由于时间短，频率高，隔离变耦合及MOA避雷器可能来不及响应或瞬时能量过大而导致MOA避雷器等元器件损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是彻底解决变频电源柜元件经常在试品闪络击穿时受损的问题，提供防止变频电源柜内部元件受试品闪络冲击的保护措施，提供一种防止变频电源柜内元件受试品闪络冲击的保护连接结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

所述防止变频电源柜内元件受试品闪络冲击的保护连接结构，其特征是：将变频电源柜内回路中的高压谐振回路公共端G1、谐振回路次公共端G2和保护公共端G2、控制回路公共端G3三者分别独立接地，其中所述高压谐振回路公共端G1包括励磁变压器的高压尾和负载电容接地端，所述谐振回路次公共端G2包括变频电源柜的外壳、励磁变压器的外壳、车体接地端和分压器接地端。

所述变频电源柜内的变频电源的相间分别连接阻容吸收装置，三相电源对地接入MOA避雷器，用于吸收、抑制过电压；

所述励磁变压器的高压绕组加装MOA避雷器，防止试品击穿产生的瞬间过电压耦合到低压侧。

对于变频电源柜元件在试品闪络击穿时受损的问题，经过针对性的研究发现，通常试品总是在交流电压的正峰值或负峰值处被击穿，击穿瞬时电压跌落到零的时间t通常在0.1-10us之间，此时的电压频率f＝10M-100kHz，即使放电时，所带试品(含分压器)电容量C只有0.002uF(实际上试品容量远大于该值)，击穿瞬时流过放电点和回路的电流I＝U*2π*f*C＝750kV*2*3.142*f*C，式中，U、f、C分别表示击穿电压、含分压器的试品电容量、闪络电压频率，当f＝10MHz时，I≈100kA，当f＝100kHz时，I≈1kA。可见，由于du/dt很大，击穿瞬时流过放电点和回路的电流为千安级。

接地铜线面积约为16mm²,在铜线拉直且周围无导磁材料的情况下，其寄生电感在uH级，通常约为0.1-1uH/m，电阻约0.1mΩ，如果周围环境恶劣且裸铜线有打折现象，电感将增加至10uH-100uH/m。

若放电时电压频率f为100kHz，地线寄身电感L为1uH，放电电流I为1000A，计算地线寄身感抗XL＝2πfL＝2×3.14×100×10³×10^-6＝0.628Ω，每米地线上可能产生的过电压U_d＝I×XL＝1000×0.628＝628V，以30米地线计算，U_d＝30×628＝12560V，地线的寄身电感稍有增加，该值还会增大。

由此可见，当试品闪络击穿时，瞬间短路大电流流过导致接地线及接地点电位被抬高，由于接地方式为一点接地，在闪络发生时，共用同一接地点的所有接地部位电位都被抬高，致使辅助设施或变频电源柜内部电路的电位瞬间发生改变，进而导致内部元器件损坏。同时，电源与地电位间的电位差瞬间也会发生改变，虽然变频电源柜已有隔离变压器以及MOA避雷器进行保护，但是，由于时间短，频率高，隔离变耦合及MOA避雷器可能来不及响应或瞬时能量过大而导致MOA避雷器等元器件损坏。