[实用新型]一种工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统防雷技术领域，具体是一种工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置。

背景技术

针对电力线路避雷器的工频续流遮断能力试验发达国家已展开长期的研究，目前已研制出测试线路避雷器工频续流遮断能力的大型试验装置，该装置集成雷电冲击和工频电源，真实模拟挂网运行线路避雷器遭受雷击的实际工况，但其同步控制方法是通过单片机或PLC 控制系统来控制断路器合闸分闸来实现的，耗资和设备占用空间巨大。同时需要分别测试断路器的固有合闸时间与分闸时间以及点火装置的点火时间等等，需要按照一定的时序进行精确控制执行才能确保试验成功，试验失效率比较高。同时，由于合成回路试验中需要对工频高压大电流电源与数百千伏的雷电冲击电压进行同步控制，电磁兼容设计时如何避免受到工频大电流磁场和幅值高、上升速率很快的电磁脉冲干扰是一个关键技术，往往由于此类电磁干扰导致同步控制电路误触发而导致试验失败，甚至造成严重的设备故障和人身伤害。

专利CN101025433A公开了一种用于高压断路器合成试验的合成试验同步控制系统，其同步控制方法是通过采集短路电流，通过 A/D转换后预测电流曲线，预测出短路电流过零点时刻，从而在过零点前发出同步控制脉冲，使点火球隙在预订的时刻击穿动作。由于回路短路电流不可突变，其上升沿时间为ms级，通过采集短路电流进行同步控制时间精度不够准确。系统是通过单片机或PLC控制系统控制低压电子电路进行数据采集、计算发出同步控制指令，存在电磁兼容设计困难，功能实现复杂等缺点。在高压冲击作用下，低压电子控制电路及微机控制系统容易受到干扰而失效。

国内厂家设计出一种用于带外串联间隙线路避雷器的续流切断试验回路能够有效进行线路避雷器动作负载试验，其雷电冲击电压作用时间是随机产生的，没有进行工频电压触发与冲击电压同步控制设计，无法模拟防雷装置在工频网压的各个相位遭受雷击击穿闪络条件下工频续流遮断能力的测试试验。

专利CN 104267277 B公开了一种过压保护装置的过压防护性能测试装置及控制方法与系统，其同步控制方法是通过采集雷电冲击电压信号来触发电力电子功率器件，实现工频振荡回路的快速投入，通过工频振荡回路和冲击电压回路同时发生来进行工频续流遮断能力测试试验。该方法只能模拟过压保护装置在工频电压峰值时遭受雷击闪络的工况，不能模拟过压保护装置在工频电压全周期各个相位处遭受雷击的工况条件。

专利CN 104237751 B公开了一种防雷装置工频续流遮断能力的测试装置，其同步控制原理为利用调节不同回路的球隙距离控制工频振荡回路与冲击放电的放电时刻，其具有安全可靠、简单易行、不受电磁兼容环境干扰等优点，显著提高了试验成功率。但由于其利用放电距离的不同来控制放电时间，容易受空气湿度、大气压力以及电极形状等因素影响，同时由于气隙放电具有一定的离散性而导致同步时间控制精度不够。

实用新型内容

本实用新型提供一种工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置，可避免通过检测合闸触头或回路电流信号带来的时延问题，提高了时间控制准确度；降低自身环路电磁耦合干扰，有效避免空间电磁耦合干扰和供电电源线路的传导干扰侵入，确保电路安全可靠运行；有效避免因系统在工频启动、冲击点火瞬间的大电流电磁干扰和强电磁脉冲空间耦合而带来的误触发事故发生，提高系统的运行可靠性和安全性。

一种工频续流遮断能力试验合成回路同步控制装置，包括工频振荡回路和依次连接的工频振荡启动检测单元、触发相位控制单元、光电转换及点火单元，所述工频振荡回路包括串联连接的工频振荡启动断路器K1、工频振荡电容C、工频振荡电感L；

所述工频振荡启动检测单元与工频振荡回路的输出端连接，用于将检测到工频振荡电感L上第一个电压突变上升沿转换为控制电路所需的逻辑电平信号，并将所述逻辑电平信号转换为光信号，通过光纤传送给触发相位控制单元；

所述触发相位控制单元，用于将工频振荡启动检测单元输出的光信号转换为逻辑高电平信号，并锁存保持高电平，触发相位控制单元以逻辑高电平上升沿为基准，经过预设的延时时间，输出一个固定脉冲宽度的脉冲电信号，并转换为与脉冲宽度时间相等的光信号，并通过光纤传送至光电转换及点火单元；

所述光电转换及点火单元，用于将触发相位控制单元输出的光信号转换为一个宽度与光信号持续时间相等的脉冲电信号，利用该脉冲电信号作为驱动信号，驱动放大隔离电路产生高压脉冲，高压脉冲作用在冲击电压点火球隙上，启动冲击电压回路，输出冲击电压施加在试品两端。