[发明专利]四参数瞬态恢复电压（TRV）调节电路

说明书

本发明公开了一种四参数瞬态恢复电压(TRV)调节电路，其用于高压交流断路器开断试验，TRV调节电路包括并联连接的第一RC调频电路、第二RC调频电路以及一时延电容；第二RC调频电路用于调节TRV波形的在上升阶段的拐点之后的振荡频率和振幅，第二RC调频电路中串联有一非线性电阻器，当实验电压达到TRV波形的拐点所对应的电压时，非线性电阻器被激活，使得第二RC调频电路导通；本发明四参数瞬态恢复电压(TRV)调节电路，在第二RC调频电路中使用一非线性电阻器代替传统的电抗器，非线性电阻器的标称放电电流和方波通流容量等参数要求较低，因此所用的非线性电阻器的体积、重量和成本仅约现有电抗器的百分之一左右。

技术领域

本发明涉及高压交流断路器开断试验电路技术领域，尤其涉及一种用于高压交流断路器开断试验的四参数瞬态恢复电压(TRV)调节电路。

背景技术

高压交流断路器主要用于快速、可靠地切除电力系统的短路故障，它对于保证系统的安全稳定运行至关重要。由于断路器开断过程的复杂性，现阶段尚不能完全依靠计算来保证断路器的开断性能。断路器的实际开断能力目前还只能通过短路开断等试验来考核。这些试验通常在高压大容量实验室的直接试验回路或合成试验回路上进行。进行短路开断试验时，断路器触头两端的瞬态恢复电压(TRV)对开断成功率有重要影响。TRV存在时，触头的介质强度并未完全恢复，TRV波形的时延、上升速率和峰值等参数在相当大的程度上决定了断路器能否成功切断电弧进而开断故障电流。IEC 62271-100和GB 1984等标准使用按照一定方法绘制的二参数和四参数的参考线和时延线来规定TRV，如图1和图4所示。相较于二参数TRV波形(图4)，四参数波形(图1)在上升阶段存在一个拐点B，拐点之后TRV的上升速率下降。为产生标准规定的TRV波形，高压大容量实验室现今使用图5和图6所示的TRV调节电路。其中图5用于调节二参数TRV，图6用于调节四参数TRV。这些电路的电抗器、电容、电阻的阻抗值、工作电压等参数均可通过与之串联或并联的隔离开关的投切来调节。在调节四参数TRV时，如图6，通过电抗器与电容、电阻的相互作用，使电路具有两个以上的固有频率。不同频率的衰减振荡曲线相叠加，进而使得四参数TRV波形在上升阶段出现拐点。

现有四参数TRV调节电路的主要缺点在于所使用的电抗器体积庞大、笨重，成本高。为满足短路开断试验的不同电压电流等级对TRV波形的不同要求，以及保证高电压下有足够的电气间隙和爬电距离，电抗器通常由近十台不同电抗的空心子电抗器串联而成，体积庞大且笨重。例如，对于126kV短路开断合成试验的TRV调节电路，其电抗器通常由8台子电抗器组成，单台直径1m左右、高度1～2m、重量0.5～1吨。连同绝缘子、母线、隔离开关等附属设备一起组装完成后的电抗器总体积在40m³以上，成本上百万元。若试验电压等级升高，此缺点将更加突出。

发明内容

本发明的目的是为解决上述技术问题不足而提供一种可大幅缩减整体电路的体积和成本的四参数瞬态恢复电压(TRV)调节电路。

为了实现上述目的，本发明公开了一种四参数瞬态恢复电压(TRV)调节电路，其用于高压交流断路器开断试验，所述TRV调节电路包括并联连接的第一RC调频电路、第二RC调频电路以及一时延电容；所述第一RC调频电路用于调节所述TRV调节电路生成的TRV波形的振荡频率和振幅，所述第二RC调频电路用于调节所述TRV波形的在上升阶段的拐点之后的振荡频率和振幅，所述第二RC调频电路中串联有一非线性电阻器，当实验电压达到所述TRV波形的拐点所对应的电压时，所述非线性电阻器被激活，其阻值变小，使得所述第二RC调频电路导通。