1.一种适用于多参数的电力电容器放电试验回路，其特征在于，包括直流电源(1)、可调电抗器(3)、可调电阻器(4)、放电球隙(5)、回路改接开关(6)、测量装置(7)及控制系统(8)；所述的直流电源(1)、放电球隙(5)、可调电阻器(4)及可调电抗器(3)依次沿电流方向连接形成主回路，直流电源(1)的低压端接地；所述的回路改接开关(6)一端连接放电球隙(5)的低压端，另一端连接可调电抗器(3)的低压端；试验时，试品电容器(2)一端与电源(1)及放电球隙(5)高压端连接，试品电容器(2)另一端接地；
所述的测量装置(7)包括电压测量装置使和电流测量装置，电压测量装置采集试品电容器(2)两端电压，并将采集电压信号传输至控制系统(8)；电流测量装置采集主回路电流，并将采集电流信号传输至控制系统(8)；
所述的放电球隙(5)包括铜球隙与石墨球隙，两球隙并联接入回路，放电球隙(5)与球隙控制装置连接，球隙控制装置用于选择使用的放电球隙(5)及控制放电球隙(5)动作；
所述的控制系统(8)控制连接直流电源(1)、测量装置(7)及球隙控制装置。
2.根据权利要求1所述的适用于多参数的电力电容器放电试验回路，其特征在于，所述的可调电抗器(3)的电感参数1μH～4210μH的连续可调。
3.根据权利要求2所述的适用于多参数的电力电容器放电试验回路，其特征在于，所述的可调电阻器(4)的阻值0.1Ω～200Ω的连续可调。
4.根据权利要求1所述的适用于多参数的电力电容器放电试验回路，其特征在于，所述的球隙控制装置使用PLC控制的电磁阀控制球隙气动行程开关以选择使用的球隙及控制球隙的分合。
5.根据权利要求1所述的适用于多参数的电力电容器放电试验回路，其特征在于，所述的电压测量装置使用阻容分压器；所述的电流测量装置使用Rogowski线圈；所述的直流电源(1)使用调压器串接变压器后通过整流桥输出直流电压。
6.根据权利要求1所述的适用于多参数的电力电容器放电试验回路，其特征在于，所述的可调电抗器(3)、可调电阻器(4)及放电球隙(5)均固定在绝缘承载装置上。
7.根据权利要求1所述的适用于多参数的电力电容器放电试验回路，其特征在于，所述的主回路的固定连接采用50mm×10mm TMY铜牌，主回路的软连接采用横截面积不小于
500mm2的铜导线连接；电压测量装置与主回路之间的连接应采用横截面积不小于2.5mm2的铜导线连接；电流采集装置与控制系统(8)之间的连接进行电气隔离。
8.一种基于权利要求1所述的适用于多参数的电力电容器放电试验回路的试验方法，其特征在于，包括短路放电试验步骤和阻尼放电试验：
1.1)可调电抗器(3)及可调电阻器(4)使用回路改接开关(6)短接；
1.2)通过仿真计算出放电电流大致范围，球隙控制装置选择放电球隙(5)中合适的球隙；
1.3)在降低的试验电压下调整电流测量装置范围以满足试验需要；
1.4)在控制系统(8)输入试验电压及试验次数，进行试验；
2.1)将回路改接开关(6)断开，使可调电抗器(3)及可调电阻器(4)串接于主回路；
2.2)根据试验要求的试验波形振荡频率f、峰值比 第一峰值电流I1m及第二峰值电流I2m和被试电容器电容值C，计算出可调电抗器的电感L0，计算公式
2.3)按照计算出的电抗器电感值L确定可调电抗器(3)的接线方式，并匹配适宜的可调电阻器(4)的电阻值R；
2.4)按照第一峰值电流I1m，球隙控制装置选择放电球隙(5)中合适的球隙；
2.5)在降低的试验电压下调整电流测量装置范围以满足试验需要；
2.6)在控制系统(8)输入试验电压及试验次数，进行试验。
一种适用于多参数的电力电容器放电试验回路及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电容器试验回路，特别是涉及一种适用于多参数的电力电容器放电试验回路及方法。【背景技术】
[0002] 目前，电力电容器应用于高低压输配电，对电力电容器要求稳定性好、可靠性高，对于电力电容器的质量检测提出了更高的要求，国家、行业标准都对电力电容器的放电试验提出了严格要求。
[0003] 电力电容器的放电试验分为两类——无阻尼放电(短路放电)试验和阻尼放电试验，前者主要用于考核电力电容器内部结构强度、验证各内部元件之间的配合是否得当；后者主要用于模拟电力电容器在实际使用中的具体情况、对其进行寿命评估等。
[0004] 目前各个厂家只能满足部分放电试验要求，对于阻尼放电试验无法有效的完成。即便对于路放电试验，大部分也是采用临时试验回路，试验时故障多，且对于试验参数、波形无法有效的记录。
【发明内容】
[0005] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种适用于多参数的电力电容器放电试验回路及方法，通过回路中各设备参数合理配合，能够得到满足标准要求的试验波形，按照标准要求的试验方式，完成高、低压电力电容器的各种放电试验。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] 一种适用于多参数的电力电容器放电试验回路，包括直流电源、可调电抗器、可调电阻器、放电球隙、回路改接开关、测量装置及控制系统；所述的直流电源、放电球隙、可调电阻器及可调电抗器依次沿电流方向连接形成主回路，直流电源的低压端接地；所述的回路改接开关一端连接放电球隙的高压端，另一端连接可调电抗器的低压端；试验时，试品电容器一端与电源及放电球隙高压端连接；
[0008] 所述的测量装置包括电压测量装置使和电流测量装置，电压测量装置采集试品电容器两端电压，并将采集电压信号传输至测控制系统；电流测量装置采集主回路电流，并将采集电流信号传输至测控制系统；
[0009] 所述的放电球隙包括铜球隙与石墨球隙，两球隙并联接入回路，放电球隙与球隙控制装置连接，球隙控制装置用于选择使用的放电球隙及控制放电球隙动作；
[0010] 控制系统控制连接直流电源、测量装置及球隙控制装置。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述的可调电抗器的电感参数1μH～4210μH的连续可调。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述的可调电阻器的阻值0.1Ω～200Ω的连续可调。
[0013] 作为本发明的进一步改进，所述的球隙控制装置使用PLC控制的电磁阀控制球隙气动行程开关以选择使用的球隙及控制球隙的分合。
[0014] 作为本发明的进一步改进，所述的电压测量装置使用阻容分压器；所述的电流测量装置使用Rogowski线圈；所述的直流电源使用调压器串接变压器后通过整流桥输出直流电压。
[0015] 作为本发明的进一步改进，所述的可调电抗器、可调电阻器及放电球隙均固定在绝缘承载装置上。
[0016] 作为本发明的进一步改进，所述的主回路的固定连接采用50mm×10mm TMY铜牌，主回路的软连接采用横截面积不小于500mm2的铜导线连接；电压测量装置与主回路之间的2
连接应采用横截面积不小于2.5mm的铜导线连接；电流采集装置与测控系统之间的连接进行电气隔离。
[0017] 一种基于适用于多参数的电力电容器放电试验回路的试验方法，包括短路放电试验步骤和阻尼放电试验：
[0018] 1)短路放电试验，
[0019] 1.1)可调电抗器及可调电阻器使用回路改接开关短接；
[0020] 1.2)通过仿真计算出放电电流大致范围，球隙控制装置选择放电球隙中合适的球隙；
[0021] 1.3)在降低的试验电压下调整电流测量装置范围以满足试验需要；
[0022] 1.4)在控制系统输入试验电压及试验次数，进行试验；
[0023] 2)阻尼放电试验
[0024] 2.1)将回路改接开关断开，使可调电抗器及可调电阻器串接于主回路；
[0025] 2.2)根据试验要求的试验波形振荡频率f、峰值比 及第一峰值电流I1m和被试电容器电容值C，计算出可调电抗器的电感L，计算公式
[0026] 2.3)按照计算出的电抗器电感值L确定可调电抗器的接线方式，并匹配适宜的可调电阻器的电阻值R；
[0027] 2.4)按照第一峰值电流I1m，球隙控制装置选择放电球隙中合适的球隙；
[0028] 2.5)在降低的试验电压下调整电流测量装置范围以满足试验需要；
[0029] 2.6)在控制系统输入试验电压及试验次数，进行试验。
[0030] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0031] 本发明的回路利用可调节电抗器、可调节电阻器、可调节气动球隙及相应的测控装置等常规设备及装置，通过参数计算及设备合理配合，能够得到满足试验需求的试验波形及数据，完成各种类型的高低压电力电容器的放电试验；通过测控系统，能够完整、实时的记录试验的相关参数及波形；通过简单的回路导接线，能够满足不同的试验需求(短路放电及阻尼放电)。本发明回路能够满足不同参数试品的试验要求，电容值参数分布范围大，从1μF～1000μF。
[0032] 进一步，可调电抗器使用5台相互独立的带抽头调节的电抗器单元组成可调电抗器组，能够实现电感参数1μH～4210μH的连续可调，满足了对于多参数的电容器试品的放电试验需要。
[0033] 进一步，可调电阻器使用由1Ω无感电阻10个、10Ω无感电阻9个、100Ω无感电阻1个组成的可调阻器，能够实现电阻参数0.1Ω～200Ω的连续可调，满足了对于多参数的电容器试品的放电试验需要。
[0034] 进一步，放电球隙5具有用100mm铜球隙与200mm石墨球隙各一个，以满足不同幅值放电电流的需要。
[0035] 本发明的试验方法，通过回路改接开关断开与闭合实现了一套试验回路能够进行短路放电试验和阻尼放电试验，试验操作简单，试验时故障多，且对于试验参数、波形无法有效的记录。能够得到满足标准要求的试验波形，按照标准要求的试验方式，完成高、低压电力电容器的各种放电试验。【附图说明】
[0036] 图1为本发明实例线路连接示意图；
[0037] 图中：1、直流电源；2、试品电容器；3、可调电抗器；4、可调电阻器；5、放电球隙；6、回路改接开关；7、测量装置；8、控制系统。【具体实施方式】
[0038] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
[0039] 如图1所述，一种适用于多参数的电力电容器放电试验回路，包括直流电源1(使用交流电源经整流后得到)、可调电抗器3、可调电阻器4、放电球隙5、绝缘承载装置、球隙控制装置、测量装置7及控制系统8；所述的可调电抗器3、可调电阻器4及放电球隙5均固定在其绝缘承载装置上；可调电抗器3一端与可调电阻器4；可调电阻器4与放电球隙5低压端固定连接；试品电容器2一端与电源1及放电球隙5高压端连接，另一端接地；电源1另一端接地；回路改接开关6一端连接可调电抗器3的低压端，另一端连接放电球隙5低压端。可调电抗器
3及可调电阻器4用于调整回路参数；球隙控制装置用于选择使用的球隙5及控制球隙5动作；控制系统8用于控制回路电压、采集试验波形及记录放电次数等功能。
[0040] 测量装置7包括电压测量装置使和电流测量装置，电压测量装置采集试品电容器2两端电压，并将采集电压信号传输至测控制系统8；电流测量装置采集主回路电流，并将采集电流信号传输至测控制系统8；
[0041] 由于型式试验面对产品的多样性，实验室必须能够满足不同参数试品的试验要求，这同时带来的问题就是电容值参数分布范围大，从1μF～1000μF，对于试验回路的参数调节范围是一个巨大的挑战。
[0042] 进行放电电流试验时，根据试验要求的试验波形振荡频率f、峰值比 及第一峰值电流I1m和被试电容器电容值C，计算出可调电抗器的电感L，计算公式取峰值比 为0.7，试品电容值为40μF时，当振荡频率f要求为0.5kHz时，理论接入回路的电抗值为2524.9μH；而为40kHz时，理论接入回路的电抗值为0.4μH。
[0043] 表1
[0044]放电频率kHz C＝1μF C＝10μF C＝50μF C＝100μF C＝500μF
0.5 1010.0 202.0
1 2524.9 252.5 50.5
2.5 4039.8 404.0 4039.8 40.4 8.1
3 2805.4 280.5 2805.4 28.1 5.6
5 1010.0 101.0 1010.0 10.1 2.0
10 252.5 25.2 252.5 2.5 0.5
20 63.1 6.3 63.1 0.6
[0045] 注：选取
[0046] 进一步，可调电抗器3使用5台相互独立的带抽头调节的电抗器单元组成可调电抗器组，5台电抗器分别为：调节步长1μH的10μH电抗器1台、调节步长10μH的100μH电抗器2台、调节步长100μH的1000μH电抗器1台、调节步长1000μH的3000μH电抗器1台；各电抗器单元可根据需要使用不同抽头，各单元之间可串联或短接，能够实现电感参数1μH～4210μH的连续可调，满足了对于多参数的电容器试品的放电试验需要；
[0047] 进一步，可调电阻器4使用由1Ω无感电阻10个、10Ω无感电阻9个、100Ω无感电阻1个组成的可调阻器，各个电阻之间可根据需要通过串联或并联的连接组合，能够实现电阻参数0.1Ω～200Ω的连续可调，满足了对于多参数的电容器试品的放电试验需要。
[0048] 进一步，放电球隙5具有用100mm铜球隙与200mm石墨球隙各一个，两球隙并联接入回路，以满足不同幅值放电电流的需要。
[0049] 进一步，球隙控制装置使用PLC控制的电磁阀控制球隙气动行程开关以选择使用的球隙及控制球隙的分合。
[0050] 进一步，电压测量装置使用阻容分压器采集，传输至测控制系统8进行统一采集、记录。
[0051] 进一步，电流测量装置使用Rogowski线圈，能有有效的隔离回路高电压，电流信号传输至测控制系统8进行统一采集、记录。
[0052] 控制系统8对试验数据及波形进行采集、记录，同时控制回路分合闸、控制回路试验电压、控制球隙控制装置动作等。
[0053] 电源使用调压器串接变压器后通过整流桥输出直流电压。
[0054] 本发明基于适用于多参数的电力电容器放电试验回路的试验方法如下：
[0055] (1)短路放电试验
[0056] 一种电力电容器短路放电的试验方法，被试电容器2串接于直流电源1之后；
[0057] ①电抗器3及电阻器4使用回路改接开关6短接；
[0058] ②通过仿真计算出放电电流大致范围，选择放电球隙5；
[0059] ③在降低的试验电压下调整电流测量装置范围以满足试验需要；
[0060] ④在控制系统8输入试验电压及试验次数，进行试验；
[0061] (2)阻尼放电试验
[0062] 一种电力电容器阻尼放电的试验方法，被试电容器2串接于直流电源1之后，将回路改接开关6断开，使电抗器3及电阻器4串接于回路；
[0063] ①根据试验要求的试验波形振荡频率f、峰值比 及第一峰值电流I1m和被试电容器电容值C，计算出可调电抗器的电感L，计算公式
[0064] ②按照计算出的电抗器电感值L确定电抗器的接线方式，并匹配适宜的电阻值R；
[0065] ③按照第一峰值电流I1m，选择放电球隙；
[0066] ④在降低的试验电压下调整电流测量装置范围以满足试验需要；
[0067] ⑤在控制系统8输入试验电压及试验次数，进行试验。
[0068] 固定连接采用50mm×10mm TMY铜牌，软连接应采用横截面积不应小于500mm2的铜导线连接；电压测量装置与主回路之间的连接应采用横截面积不应小于2.5mm2的铜导线连接；电流采集装置与测控系统之间的连接需带有有效的电气隔离。
[0069] 以上所公开的仅为本发明一种最具代表性的实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
