本发明提供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，其过压保护装置的过压防护性能测试装置包括工频振荡回路、冲击电压回路；所述工频振荡回路包括工频电感、工频电容以及用于激活所述工频振荡回路的电力电子功率器件；所述用于产生冲击电压的冲击电压发生器、用于测量测试对象中流过的电流的取样电阻以及用于测量施加在测试对象两端的电压的冲击分压装置；所述工频电容与所述电力电子功率器件串联后，分别与所述工频电感、所述冲击电压发生器、所述分压装置并联；所述取样电阻串联测试对象后与所述冲击电压发生器并联，可以在节约成本、保证电网安全的同时提高对过压保护装置的过压防护能力测试的准确性。
1.一种控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，其特征在于，过电压保护装置的过压防护性能测试装置包括工频振荡回路、冲击电压回路；
所述工频振荡回路包括工频电感、工频电容以及用于激活所述工频振荡回路的电力电子功率器件；
所述冲击电压回路包括用于产生冲击电压的冲击电压发生器、用于测量测试对象中流过的电流的取样电阻以及用于测量施加在测试对象两端的电压的冲击分压装置；
所述工频电容与所述电力电子功率器件串联后，分别与所述工频电感、所述冲击电压发生器、所述分压装置并联；
所述取样电阻串联测试对象后与所述冲击电压发生器并联；
通过所述冲击分压装置获取同步触发信号，其中，所述同步触发信号为所述冲击分压装置采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿；
通过所述同步触发信号的获得时间以及预设的激活时间阈值控制所述电力电子功率器件在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路；
通过预设的导通时间阈值控制所述工频振荡回路的导通时间。
2.根据权利要求1所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，其特征在于，所述过电压保护装置的过压防护性能测试装置还包括限流元件，所述限流元件连接在所述工频振荡回路与所述冲击电压回路之间。
3.根据权利要求2所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，其特征在于，所述限流元件包括冲击限流电感。
4.根据权利要求1所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，其特征在于，所述工频电容包括多个电容器，所述电容器的通过串并联可调的方式连接。
5.根据权利要求1所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，其特征在于，所述测试对象包括线路防雷装置、浪涌抑制保护器、或者压敏电阻。
6.根据权利要求1所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，所述方法还包括如下步骤：在所述工频振荡回路激活后导通运行过程中，监测所述电力电子功率器件两端的电压和电流；
锁存故障信号，在预设的保护时间阈值内关断所述电力电子功率器件。
7.一种控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，其特性在于，过电压保护装置的过压防护性能测试装置包括工频振荡回路、冲击电压回路；
所述工频振荡回路包括工频电感、工频电容以及用于激活所述工频振荡回路的电力电子功率器件；
所述冲击电压回路包括用于产生冲击电压的冲击电压发生器、用于测量测试对象中流过的电流的取样电阻以及用于测量施加在测试对象两端的电压的冲击分压装置；
所述工频电容与所述电力电子功率器件串联后，分别与所述工频电感、所述冲击电压发生器、所述分压装置并联；
所述取样电阻串联测试对象后与所述冲击电压发生器并联；
所述系统包括依次连接的信号处理模块、控制模块、驱动模块，所述驱动模块还连接所述电力电子功率器件，所述信号处理模块还连接所述冲击分压装置；
所述控制模块接收所述信号处理模块通过所述冲击分压装置获取的同步触发信号，根据该同步触发信号的接收时间以及预设的激活时间阈值控制所述驱动模块在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路，并通过预设的导通时间阈值控制所述工频振荡回路的导通时间；
其中，所述同步触发信号为所述冲击分压装置采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿。
8.根据权利要求7所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，其特征在于，所述过电压保护装置的过压防护性能测试装置还包括限流元件，所述限流元件连接在所述工频振荡回路与所述冲击电压回路之间。
9.根据权利要求8所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，其特征在于，所述限流元件包括冲击限流电感。
10.根据权利要求7所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，其特征在于，所述工频电容包括多个电容器，所述电容器的通过串并联可调的方式连接。
11.根据权利要求7所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，其特征在于，所述测试对象包括线路防雷装置、浪涌抑制保护器、或者压敏电阻。
12.根据权利要求7所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，还包括连接所述驱动模块的检测模块和锁存模块，所述锁存模块还连接所述控制模块：所述检测模块在所述工频振荡回路激活后导通运行过程中，监测所述电力电子功率器件两端的电压和电流，并根据所述电力电子功率器件两端的电压和电流判断是否出现过压故障或者过流故障；
所述锁存模块在所述检测模块判定出现过压故障或者过流故障时，锁存故障信号，并将锁存故障信号的信息反馈给所述控制模块；
所述控制模块用于在预设的保护时间阈值内控制所述驱动模块关断所述电力电子功率器件。
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
技术领域
[0001] 本发明涉及电力技术领域，特别是涉及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。
背景技术
[0002] 随着电力技术的发展，各种过电压保护装置在数量、质量和容量上都得到了迅速发展，对过电压保护装置的试验要求也越来越高，特别是对线路防雷装置的过压防护能力的试验要求也越来越高，其中，对线路防雷装置的过压防护能力的试验关键是对工频续流切断能力的测试。但目前已研制出的测试线路避雷器工频续流切断能力的方式是采用大型的试验装置，该试验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，但耗资巨大。
[0003] 为了节约设备投资和满足高电压大容量的过电压保护装置发展的需要，合成回路试验方式被广泛采用。例如，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地对线路避雷器过压防护能力进行试验，满足IEC60099-8中关于续流切断试验的要求。但由于其工频电压源取自系统试验变电站，即需要连接电网系统电压，存在试验费用高，投入成本大等问题，并且试验过程会给电网运行带来安全隐患。此外还可以通过等效测试或取样比例单元来进行的，但对过压保护装置的过压防护能力测试的准确性偏低。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种过压保护装置的过压防护性能测试装置，可以在节约成本、避免对电网造成安全隐患的同时提高对过压保护装置的过压防护能力测试的准确性。
[0005] 本发明的目的通过如下技术方案实现：
[0006] 一种过电压保护装置的过压防护性能测试装置，其包括工频振荡回路、冲击电压回路；
[0007] 所述工频振荡回路包括工频电感、工频电容以及用于激活所述工频振荡回路的电力电子功率器件；
[0008] 所述冲击电压回路包括用于产生冲击电压的冲击电压发生器、用于测量测试对象中流过的电流的取样电阻以及用于测量施加在测试对象两端的电压的冲击分压装置；
[0009] 所述工频电容与所述电力电子功率器件串联后，分别与所述工频电感、所述冲击电压发生器、所述分压装置并联；
[0010] 所述取样电阻串联测试对象后与所述冲击电压发生器并联。
[0011] 采用本发明的过压防护性能测试装置，由于通过电力电子功率器件将工频振荡回路、冲击电压回路连接起来，可以实现对工频振荡回路、冲击电压回路的同步控制，可以真实的模拟过压保护装置的实际工况，有效、正确地测试过压保护装置的过压防护能力，同时，可以通过工频振荡回路的参数配置来提供电力系统的额定电压和额定电流，而不需要连接电网系统电压，避免了在试验过程中给电网运行带来安全隐患，并具有成本低、占地面积小、运维简单等优点。
[0012] 本发明的目的还在于提供一种控制上述过压保护装置的过压防护性能测试装置的方法和系统。
[0013] 本发明的这一目的通过如下技术方案实现：
[0014] 一种控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，包括如下步骤：
[0015] 通过所述冲击分压装置获取同步触发信号，其中，所述同步触发信号为所述冲击分压装置采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿；
[0016] 通过所述同步触发信号的接收时间以及预设的激活时间阈值控制所述电力电子功率器件在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路；
[0017] 通过预设的导通时间阈值控制所述工频振荡回路的导通时间。
[0018] 一种控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，包括依次连接的信号处理模块、控制模块、驱动模块，所述驱动模块还连接所述电力电子功率器件，所述信号处理模块还连接所述冲击分压装置；
[0019] 所述控制模块接收所述信号处理模块通过所述冲击分压装置获取的同步触发信号，根据该同步触发信号的接收时间以及预设的激活时间阈值控制所述驱动模块在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路，并通过预设的导通时间阈值控制所述工频振荡回路的导通时间；
[0020] 其中，所述同步触发信号为所述冲击分压装置采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿。根据上述本发明的方案，其是，
[0021] 依据上述本发明的方案，其是通过所述冲击分压装置获取同步触发信号，所述同步触发信号为所述冲击分压装置采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿，通过预设的激活时间阈值控制所述电力电子功率器件在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路，通过预设的导通时间阈值控制所述工频振荡回路的导通时间，只需要对激活时间阈值、导通时间阈值合理的设置就可以实现有效的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置，以使得电压保护装置的过压防护性能测试装置能够有效、正确地测试过压保护装置的过压防护能力，控制方式简单、易实现。
附图说明
[0022] 图1为本发明的电压保护装置的过压防护性能测试装置在其中一个实施例的结构示意图；
[0023] 图2为本发明的电压保护装置的过压防护性能测试装置在其中另一个实施例的结构示意图；
[0024] 图3为本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法实施例的流程示意图；
[0025] 图4为本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0026] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
[0027] 在下述说明中，首先针对电压保护装置的过压防护性能测试装置的实施例进行说明，再对本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法的各实施例进行说明，最后对本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统的各实施例进行说明。
[0028] 参见图1所示，为本发明的电压保护装置的过压防护性能测试装置实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例中的电压保护装置的过压防护性能测试装置包括工频振荡回路10、冲击电压回路20；
[0029] 其中，工频振荡回路10包括工频电感11、工频电容12以及用于激活工频振荡回路10的电力电子功率器件13；
[0030] 采用电力电子功率器件13激活工频振荡回路10，可以避免了由于机械触点抖动或气焰点火装置延时带来的时间精度难以控制而导致试验失败，机械触点抖动或气焰点火装置延时都是传统的激活工频振荡回路时可能存在的缺陷；
[0031] 冲击电压回路20包括用于测量测试对象中流过的电流的取样电阻21、产生冲击电压的冲击电压发生器22以及测量施加在测试对象两端的电压的冲击分压装置23；
[0032] 工频电容12与电力电子功率器件13串联后，分别与工频电感11、所述冲击电压发生器22、所述冲击分压装置23并联，其中，工频电容12可以包括多个电容器，所述电容器通过串并联可调的方式连接，也就是说电容器的串并联方式是可以改变的，各所述电容器可以串联或者并联连接，也可以串并联混合连接，通过电容器之间串并联方式的改变可以调整工频电容的电容量及工作电压等级；
[0033] 取样电阻21串联测试对象00后与所述冲击电压发生器并联；
[0034] 这里，测试对象10可以包括线路防雷装置、浪涌抑制保护器、或者压敏电阻等过压保护装置中的一种，可以实现对任意一种的过压保护装置的过压防护能力的测试。
[0035] 本发明的电压保护装置的过压防护性能测试装置的工作原理是：工频电容12可以通过外接的充电装置或者电源充电至电网系统的额定电压，工频电容12与工频电感11、电力电子功率器件13形成工频振荡回路，电力电子功率器件13初始状态为阻断状态，系统无工频振荡；取样电阻21用于测量测试对象00中流过的电流，冲击电压施加在测试对象00的两端，测试对象00的特性决定了其在遭受过电压时击穿导通，导通回路中有冲击电流流过；同时在冲击电压发生过程中(持续导通120毫秒)，可以通过冲击分压装置23获取同步触发信号，在预设的时间控制范围(5微妙以内)内触发电力电子功率器件13，激活工频振荡回路，系统起振，形成工频电源，该电源通过冲击电压建立的导通通道持续放电，形成工频续流；通过取样电阻21与冲击分压装置23可获取测试对象00两端支路的电流波形、电压波形，根据该电流波形、电压波形就可以判断测试对象00是否正确动作导通，是否在要求时间内切断工频续流，计算分断电流幅值大小等技术参数，从而验证其过电压防护功能力是否满足实际生产需要。
[0036] 本发明通过电力电子功率器件13将工频振荡回路10、冲击电压回路20连接起来，实现了对工频振荡回路10、冲击电压回路20的同步触发，可以真实模拟出电力系统的电压保护装置在遭受雷电冲击后工频电压同时施加在闪络通道两端的工况，同时采集冲击电压波形、冲击电流波形，可测量线路避雷装置在遭受雷击过电压后通过的工频续流电流波形，提高了测试的准确性，同时，无需外接电网系统电压，避免了对电力系统造成安全隐患，并具有制造成本低、占地面积小、测试试验费用少等优点，本发明的试验平台可以提供10千伏电压等级下的冲击电压和短时工频续流。
[0037] 为了保护合成回路试验平台，在其中一个实施例中，如图2所示，本发明的电压保护装置的过压防护性能测试装置，还可以包括限流元件30，该限流元件30连接在工频振荡回路10与冲击电压回路20之间，以确保在冲击电压持续过程中限制工频振荡回路的冲击电流，而对合成回路试验平台进行保护，限流元件30一般为冲击限流电感，将冲击限流电感应用到本本发明的电压保护装置的过压防护性能测试装置，限流效果佳。
[0038] 根据上述本发明的电压保护装置的过压防护性能测试装置，本发明还提供一种控制上述任意一个实施例中的电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法。
[0039] 如图3所示，为本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法实施例的流程示意图。如图3所示，本实施例中控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法包括如下步骤：
[0040] 步骤S31：通过冲击分压装置23获取同步触发信号，其中，所述同步触发信号为冲击分压装置23采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿；
[0041] 在冲击电压发生过程中，可以通过冲击分压装置23获取同步触发信号；
[0042] 步骤S32：通过所述同步触发信号的获得时间以及预设的激活时间阈值控制电力电子功率器件13在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路；
[0043] 可以根据所述同步触发信号确定所述获取时间，在预设的激活时间阈值内激活工频振荡回路10，其中，激活时间阈值可以根据实际需要进行设置，一般以5微妙为佳，以确保对工频振荡回路10、冲击电压回路20的同步控制；
[0044] 步骤S33：通过预设的导通时间阈值控制所述工频振荡回路的导通时间；
[0045] 其中，导通时间阈值根据实际需要进行设置，一般以120毫秒为佳。
[0046] 据此，依据本实施例中的方案，其是通过冲击分压装置23获取同步触发信号，该同步触发信号为冲击分压装置23采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿，通过预设的激活时间阈值控制所述电力电子功率器件在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路，通过预设的导通时间阈值控制工频振荡回路13的导通时间，只需要对激活时间阈值、导通时间阈值合理的设置就可以实现有效的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置，以使得电压保护装置的过压防护性能测试装置能够有效、正确地测试过压保护装置的过压防护能力，控制方式简单、易实现。
[0047] 此外，考虑到在工频振荡回路激活运行过程中，可能会出现过流故障或者过压故障，长时间的出现过流故障或者过压故障，会烧毁电压保护装置的过压防护性能测试装置，为此，在其中一个实施例中，所述的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，还可以包括步骤：在所述工频振荡回路激活后导通运行过程中，监测所述电力电子功率器件两端的电压和电流；若通过所述检测判定出现过压故障或者过流故障；锁存故障信号，在预设的保护时间阈值内关断所述电力电子功率器件，还可以同时点亮故障指示灯，以提示用户，其中，保护时间阈值可以根据实际需要进行设置，以小于2微妙为佳，在锁存故障信时，可以通过光电隔离或者故障信号锁存电路实现，在此不予赘述。
[0048] 根据上述本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法，本发明还提供一种控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统。以下就本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统的实施例进行详细说明。图4中示出了本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统的一个较佳实施例的结构示意图。依据不同的考虑因素，在具体实现本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统时，可以包含图4中所示的全部，也可以只包含图4中所示的其中一部分。
[0049] 如图4所示，本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，包括依次连接的信号处理模块41、控制模块42、驱动模块43，驱动模块43还连接电力电子功率器件13，信号处理模块41还连接冲击分压装置23；
[0050] 控制模块42接收信号处理模块41通过所述冲击分压装置23获取的同步触发信号，根据该同步触发信号的接收时间以及预设的激活时间阈值控制驱动模块43在所述激活时间阈值内激活所述工频振荡回路，并通过预设的导通时间阈值控制工频振荡回路10的导通时间；
[0051] 其中，所述同步触发信号为冲击分压装置23采集到的电压信号经箝位、整形处理后的脉冲下降沿。
[0052] 在其中一个实施例中，如图4所示，本发明的控制过电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统，还可以包括连接驱动模块43的检测模块44和锁存模块45，锁存模块45还连接控制模块42，检测模块44还连接电力电子功率器件13：
[0053] 检测模块44在工频振荡回路10激活后导通运行过程中，监测电力电子功率器件13两端的电压和电流，并根据电力电子功率器件两端13的电压和电流判断是否出现过压故障或者过流故障；
[0054] 锁存模块45在检测模块44判定出现过压故障或者过流故障时，锁存故障信号，并将锁存故障信号的信息反馈给控制模块42；
[0055] 控制模块42用于在接收到所述锁存故障信号的信息后，在预设的保护时间阈值内控制所述驱动模块43关断电力电子功率器件13。
[0056] 本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的系统的各技术特征及其有益效果与前述的本发明的控制电压保护装置的过压防护性能测试装置的方法中阐述的技术特征及其有益效果相类似，在此不予赘述。
[0057] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
