专利名称：柱上开关工频耐压试验方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及柱上开关的工频耐压试验方法及装置，具体说就是采用一种便携式工频耐压试验电源产生试验电压，通过全绝缘试验电缆施加在柱上开关，对柱上开关进行工频耐压实验的方法与装置。
背景技术：
目前，工频耐压试验是10kV开关最有效的绝缘测试方法，其突出特点是试验电源的波形、频率与10kV开关实际运行波形、频率是一致的。因此，工频耐压试验是IEC标准、国家标准以及电力、机械等行业规定的10kV开关设备必试试验项目，包括10kV开关设备的型式试验、出厂试验、现场交接试验以及设备运行中的预防性试验都需要进行工频耐压试验，试验值为42kV×85％＝35kV，从而能判断出10kV柱上开关的绝缘优劣，以决定是否退出运行。因此，10kV开关设备的工频耐压试验方法和装置的应用是很广泛的。
常规的10kV开关设备工频耐压试验装置，其基本组成部分是“交流市电+调压器+工频变压器”模式，其特点是以220V交流市电为低压电源。但是，因为有很多种情况是没220V交流市电，所以现在的10kV柱上开关基本上是不进行工频耐压试验的。例如有些开关制造厂的新建车间；新建变电所的10kV开关室；地区停电中的10kV开关制造厂的试验车间和10kV柱上开关等，都会因为缺少10kV交流电源而进行不了10kV开关的工频耐压试验。有人试探使用柴油发电机，但是由于存在噪声大、油污染、维护困难、费用高等弊端，最终放弃使用。另外，即使有了交流市电，由于10kV柱上开关安装在户外杆塔上，离地面有几米到十几米，往往存在同杆或同塔双回线或多回线的情况，稍有不慎，试验高压就会加到别的设备或线路上，存在极大的安全隐患。鉴于以上单一的或综合的原因，现在基本没有条件进行10kV柱上开关的工频耐压试验。
发明内容
本发明的目的是提供一种柱上开关工频耐压试验的方法与装置。它可以克服现有技术中所存在的缺点，实验方法简便、安全，设备结构简单，能够不依赖于交流市电进行柱上开关的工频耐压试验，从而解决在某些特殊场合由于没有220V交流市电而导致柱上开关的绝缘试验难以进行的问题。其次，在有220V交流市电的现场，也可以使用交流市电作为试验电源，使本发明的应用更加方便、广泛。
本发明的目的是这样实现的工频耐压试验装置包括调压器和工频变压器，其特征在于它包括调压器和工频变压器，其特征在于它还包括有一个直流蓄电池和DC/AC变换装置，直流蓄电池的输出端与DC/AC变换装置的输入端相连接，而DC/AC变换装置的输出端连接调压器的一次绕组，调压器的二次绕组与工频变压器的原边绕组相连接，工频变压器的输出端通过高压试验电缆与被试设备相连接，在调压器的前端安装有过流保护器，保护器的常闭触点连接在DC/AC变换装置的输入端。
采用上述技术方案，首先将直流蓄电池输出的直流电经过DC/AC变换器，逆变转换成220V交流工频低压电源，通过调压器的调整，输出0～50kV工频交流电源，即可以在任何场所对被试设备进行耐压实验。
除此之外，本发明还可以在具备常规的交流市电的场所直接使用交流市电作为实验电源，并且同时具有交、直流自动互锁的功能。其具体方案是将交流市电的电源输入端与DC/AC变换装置的输出端一同连接到调压器的一次绕组上，同时在交流市电的输入控制电路及DC/AC变换装置的直流输入电路上安装有由接触器及其常闭触点控制的互锁装置，在交流市电的输入控制电路上连接有过流保护器的常闭触点。
上述技术方案中所说的高压试验电缆的中间导电体是由多股铜丝绞合而成的，在导电体的外面除设有常规的绝缘层、内垫层和外护层之外，还设有多层半导体屏蔽层和由金属网制作的屏蔽层及铠装层。
本发明的工频耐压实验方法包括以下步骤第一、工频耐压试验所需要的试验电源连接a.将调压器回零；b.将试验变压器测量绕组接入试验电压测量输入端子；c.将试验变压器一次(低压)绕组接入“0～250V输入”端子；d.将直流蓄电池DC接入直流蓄电池输入端子(注意电源正、负极性)；第二、试验变压器与被试设备的连接
e.将50kV全绝缘试验电缆的一端连接到试验变压器的高压端上；f.将50kV全绝缘试验电缆固定在电缆支架上，并将接地极可靠接地；g.将已停电的10kV柱上开关两端连接线拆除并且接地；h.将50kV全绝缘试验电缆的另一端连接到被试的柱上开关上；第三、柱上开关高压试验i.合直流控制开关；j.合交流控制开关；k.调节调压器，同时监视试验电压表达到试验电压，同时计时1分钟；l.完成一次试验后，将调压器回零；m.断交流控制开关和直流控制开关；n.将试验变压器的高压绕组充分放电后可靠接地；第四改变待试设备的接线方式，再次进行耐压试验。
再次试验从i直到n结束，分别按照开关的工频耐压要求，进行A、B、C各相相间及对地、断口的1分钟工频耐压试验；试验过程中，如果试品闪络，试验设备进入保护状态，DC/AC交流电压自动降为零，按l和m操作后返回到i重新开始。
本发明首先利用柱上开关工频耐压试验装置，使直流蓄电池通过DC/AC转换成为交流电源，通过调压器，加到试验变压器上，产生柱上开关耐压试验用的电源，对柱上开关进行工频耐压试验，从而使没有交流市电的场合也可以很方便地对开关设备进行工频耐压试验。同时，对于具备常规的交流市电的场所，还可以直接使用交流市电，提高了本发明的应用价值。其次是本发明利用50kV全绝缘试验电缆把试验电压施加到被试的10kV柱上开关上，使整个试验电缆通过的地方对人身及其它设备都是绝缘的，安全的。从而成功地解决了柱上开关工频耐压试验存在的瓶颈问题，使本发明的试验方法方便、安全、可靠。
本发明可以组装在一个或几个箱体中，使用方便，结构简单，体积轻巧，便于携带。
图1是本发明的一种实施例在具体工作时的状态图。
图2是本发明的最佳实施例的电器原理图。
图3是本发明中的高压试验电缆的外形示意图。
图4是图1中所示的高压试验电缆的横截面的示意图。
具体实施例方式
下面结合具体实施例及其附图对本发明做进一步详细的说明。
由图1可见，本发明的实验装置组装在三个箱体中，其中1是直流蓄电池，2中包括DC/AC转换装置、调压器和过流保护器，3是试验变压器，图中4是电缆支架，它同时作为全绝缘电缆5的接地极，图中6是被测试的10kV柱上开关，本发明的实验装置与被测试的柱上开关6之间通过全绝缘电缆5相连接。
图2为本发明的实验装置的具体电路原理图。如图所示，DC为直流蓄电池，可以为直流12V，直流24V，直流36V或者直流48V等。K1直流控制开关；K2交流控制开关；K3交流供电启动按钮；K4交流供电停止按钮；J1直流供电控制接触器；J2交流供电控制接触器；J3过流保护器；T1调压器0～250V；T2试验变压器50kV；R限流电阻；Cx被测试的10KV柱上开关；V1直流电压表；V2试验变压器一次侧电压表；V3试验电压电压表；L1，L2，L3分别是试验变压器的原边绕组、测量绕组、副边绕组。
参照图1和图2，在没有220V市电电源时，供电电源采用蓄电池DC。由图2可见，DC的输出端经过直流控制开关K1连接到DC/AC变换器的输入端，DC/AC变换器的输出端与调压器T1的一次绕组相连接。DC/AC变换器实现将DC变换成脉动小于2％的工频220交流电压，加到自耦式调压器T1的一次绕组上。当DC输入电压低于设定值后，DC/AC变换器报警并按设定要求停止工作。蓄电池电压不足时，通过充电池进行充电。
自耦式调压器输出0～250V范围内的可调电压，与试验变压器T2的原边绕组L1相连接，试验变压器T2的副边绕组L3输出试验电压，作用到被试设备CX上，实现对试品CX进行工频耐压试验。
为了进一步保证设备安全，在调压器T1前增加一级过流保护器J3，它的保护触点连接在DC/AC的输入端上。
采用交流220V供电时，220V交流电压直接连接到调压器T1输入端，其它与直流供电方式相同。在控制方式上，直流供电与交流供电通过接触器J1和J2实现互锁以防止误操作在DC/AC的输入端的两极之间跨接有J1，并串联有J2的常闭控制触点；在220V交流电源的控制电路中连接有J2并串联有J1的常闭触点。过流保护器L3的常闭触点分别与J1、J2及其触点相串联。
在图3中，7试验端子；8电缆终端；9接地极；10电缆。电缆的断面结构如图4所示。中间导体11由多股铜丝绞合而成，在它的外面除设有绝缘层13、内垫层16和外护层18外，为使高场强梯度性递减还设有两层半导体屏蔽层，即半导体内导电屏蔽层12及半导体外导电屏蔽层14，为了增加电缆的柔韧性和机械强度，并且使电缆在接地以后完全绝缘，设有铜网屏蔽层15和不锈钢网铠装层17。50kV全绝缘试验电缆是专门为10kV柱上开关的工频耐压试验而设计的，当然也可以用于所有的10kV非电缆设备的工频耐压试验。该电缆的特点是导电体是多股的，具有柔软性，绝缘层外带有铠装及屏蔽层，接地后是完全绝缘的。外护层为高强度材质，具有耐磨特点，满足试验的多移动性及磕碰问题。
下面结合图1与图2详细说明实施本发明的具体试验方法第一、10kV工频耐压试验所需要的试验电源的连接。
a.将“调压器”T1回零；b.将试验变压器T2测量绕组L2接入“试验电压测量输入”端子；c.将试验变压器T2一次(低压)绕组L1接入“0～250V输出”端子；d.将直流蓄电池DC接入“直流蓄电池输入”端子(注意电源正、负极性)；第二、试验变压器与被试设备的连接。
e.将50kV全绝缘试验电缆5的一端连接到试验变压器3的高压端上；f.将50kV全绝缘试验电缆5固定在电缆支架上，并将接地极可靠接地；g.将已停电的10kV柱上开关两端连接线拆除并且接地；h.将50kV全绝缘试验电缆5的另一端连接到被试的10kV柱上开关6上；第三、柱上开关高压试验。
i.合“直流控制开关”K1；j.合“交流控制开关”K2；k.调节“调压器”T1，同时监视“试验电压”表V3达到试验电压，同时计时1分钟；l.完成一次试验后，将“调压器”T1回零；m.断“交流控制开关”K2和“直流控制开关”K1；n.将试验变压器T2的高压绕组L3充分放电后可靠接地；第四、改变被试设备侧的接线方式，再次耐压试验。
再次试验从i直到n结束，分别按照10kV开关的工频耐压要求，进行A、B、C各相相间及对地、断口的1分钟工频耐压试验；试验过程中，如果被试设备闪络，试验设备进入保护状态，DC/AC交流电压自动降为零，按l和m操作后返回到i重新开始。
以上叙述了本发明的具体试验方法。另外因为50kV全绝缘试验电缆会产生一定的电压“容升”现象，整个试验系统在试验前要用标准分压器进行�：�。
权利要求
1.柱上开关工频耐压试验装置，它包括调压器和工频变压器，其特征在于它还包括有一个直流蓄电池和DC/AC变换装置，直流蓄电池的输出端与DC/AC变换装置的输入端相连接，而DC/AC变换装置的输出端连接调压器的一次绕组，调压器的二次绕组与工频变压器的原边绕组相连接，工频变压器的输出端通过高压电缆与被试设备相连接，在调压器的前端安装有过流保护器，保护器的常闭触点连接在DC/AC变换装置的输入端。
2 根据权利要求1所述的柱上开关的工频耐压试验装置，其特征在于将交流市电的电源输入端与DC/AC变换装置的输出端一同连接到调压器的一次绕组上，同时在交流市电的输入控制电路及DC/AC变换装置的直流输入电路上安装有由接触器及其常闭触点控制的互锁装置，在交流市电的输入控制电路上连接有过流保护器的常闭触点。
3 根据权利要求1所述的柱上开关的工频耐压试验装置，其特征在于所说的高压试验电缆的中间导体是由多股铜丝绞合而成，导体外面包括有多层半导体屏蔽层和由金属网制作的屏蔽层及铠装层。
4.柱上开关工频耐压试验方法，其特征在于它包括以下步骤第一、工频耐压试验所需要的试验电源连接a.将调压器回零；b.将试验变压器测量绕组接入试验电压测量输入端子；c.将试验变压器一次(低压)绕组接入“0～250V输入”端子；d.将直流蓄电池DC接入直流蓄电池输入端子(注意电源正、负极性)；第二、试验变压器与被试设备的连接e.将50kV全绝缘试验电缆的一端连接到试验变压器的高压端上；f.将50kV全绝缘试验电缆固定在电缆支架上，并将接地极可靠接地；g.将已停电的10kV柱上开关两端连接线拆除并且接地；h.将50kV全绝缘试验电缆的另一端连接到被试的柱上开关上；第三、柱上开关高压试验i.合直流控制开关；j.合交流控制开关；k.调节调压器，同时监视试验电压表达到试验电压，同时计时1分钟；l.完成一次试验后，将调压器回零；m.断交流控制开关和直流控制开关；n.将试验变压器的高压绕组充分放电后可靠接地；第四改变被试设备的接线方式，再次进行耐压试验。再次试验从i开始直到n结束，分别按照开关的工频耐压要求，进行A、B、C各相相间及对地、断口的1分钟工频耐压试验；试验过程中，如果被试设备闪络，试验设备进入保护状态，DC/AC交流电压自动降为零，按l和m操作后返回到i重新开始。
全文摘要
柱上开关工频耐压试验方法及装置，它是采用直流电源作为试验电源，经DC/AC变换装置转换后，加到被试设备上进行工频耐压实验，使没有交流市电的场合也可以很方便地对开关设备进行工频耐压试验。同时本发明在有交流市电的现场也可以使用交流电，并可实现交、直流互锁，确保安全可靠，使本发明的应用价值得到提高。本发明的试验电缆安全性较高，从而成功地解决了柱上开关工频耐压试验存在的瓶颈问题，使本发明的试验方法方便、安全、可靠。
文档编号G01R31/12GK1584615SQ20041002075
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月15日 优先权日2004年6月15日
发明者崔文军, 赵作利 申请人:崔文军, 赵作利
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