一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路的制作方法
【專利摘要】一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路，屬于高壓擊穿試驗(yàn)領(lǐng)域。本實(shí)用新型是為了解決做直流擊穿試驗(yàn)時(shí)，樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象造成整個(gè)實(shí)驗(yàn)室斷電，進(jìn)而損害其他設(shè)備的問題。本實(shí)用新型所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路中接入電感線圈，正常加壓測試試樣的擊穿電壓值，當(dāng)試樣擊穿后，濾波電容上的電荷在釋放過程中受電感線圈作用，呈阻尼振蕩，削弱電流值，抑制電流突變，抑制過流現(xiàn)象的發(fā)生，保證了試驗(yàn)電路中各設(shè)備的安全。本實(shí)用新型適用于實(shí)驗(yàn)室式樣的擊穿電壓值檢測。
【專利說明】-種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象 發(fā)生的接地電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于高壓擊穿試驗(yàn)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 高壓擊穿試驗(yàn)是用于確定某種絕緣材料最高耐受電壓的試驗(yàn)方法。對(duì)于不同耐壓 等級(jí)的絕緣材料，需要不同電壓等級(jí)的變壓器去測試，當(dāng)試樣擊穿瞬間，由于沒有了絕緣的 試樣來隔絕變壓器的高壓端和大地，此時(shí)，相當(dāng)于變壓器高壓端對(duì)地短路，導(dǎo)致電流突增， 擊穿設(shè)備必須能及時(shí)檢測該電流，當(dāng)電流超過某一闊值時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉變壓器初級(jí)輸入，方可 保護(hù)變壓器不被燒壞。該方法確可有效保護(hù)變壓器，并可保證試驗(yàn)順利進(jìn)行，但那是對(duì)于工 頻擊穿試驗(yàn)而言的。當(dāng)在做直流擊穿試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)樣品擊穿瞬間，往往整個(gè)試驗(yàn)室的電源供給 也隨之被切斷，說明直流擊穿試驗(yàn)試樣擊穿瞬間，該試驗(yàn)室配電箱的總開關(guān)觸發(fā)了過流保 護(hù)，從而自動(dòng)關(guān)斷。造成交直流擊穿試驗(yàn)差異的原因是兩種擊穿設(shè)備的結(jié)構(gòu)決定的。直流擊 穿試驗(yàn)的高壓是貶存在電容中的電荷產(chǎn)生的，當(dāng)擊穿瞬間，電容的電荷要完全釋放，此時(shí)， 即使過流導(dǎo)致變壓器輸入端關(guān)閉，并不阻斷電容中的電荷去釋放，該放電電流極大，將瞬間 導(dǎo)致配電箱的過流保護(hù)被觸發(fā)，從而造成整個(gè)試驗(yàn)室斷電。而對(duì)于高壓實(shí)驗(yàn)室，保證穩(wěn)定的 供電至關(guān)重要，每一個(gè)高壓實(shí)驗(yàn)室不只有一臺(tái)設(shè)備在工作，可能還有正在進(jìn)行著電老化的 設(shè)備，進(jìn)行電導(dǎo)測試的設(shè)備，一旦實(shí)驗(yàn)室電源被斷開，其他的試驗(yàn)不僅無法進(jìn)行，還會(huì)由于 瞬間切斷電源產(chǎn)生操作過電壓，損害實(shí)驗(yàn)設(shè)備。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型是為了解決做直流擊穿試驗(yàn)時(shí)，樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象造成整個(gè)實(shí)驗(yàn) 室斷電，進(jìn)而損害其他設(shè)備的問題，現(xiàn)提供一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬 間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路。
[0004] 一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路，它包 括；交流電源、變壓器、整流電路、限流電阻、濾波電容和保護(hù)電阻；
[0005] 交流電源的負(fù)極與變壓器初級(jí)線圈的負(fù)極同時(shí)接地，交流電源的正極與變壓器初 級(jí)線圈的正極相連，
[0006] 變壓器次級(jí)線圈的正極與整流電路的正極相連，變壓器次級(jí)線圈的負(fù)極接地，
[0007] 整流電路的負(fù)極與限流電阻的一端相連，限流電阻的另一端同時(shí)連接濾波電容的 一端和保護(hù)電阻的一端，
[0008] 保護(hù)電阻的另一端作為試樣的正極連接端；
[0009] 它還包括電感線圈；該電感線圈的一端與濾波電容的另一端同時(shí)接地，電感線圈 的另一端作為試樣的負(fù)極連接端。
[0010] 上述電感線圈包括；圓柱形鐵椿、銅扁線和聚脂薄膜；
[0011] 銅扁線螺旋纏繞在包裹有聚脂薄膜的圓柱形鐵椿表面，每應(yīng)銅扁線線圈之間留有 空隙；
[0012] 銅扁線的一端作為電感線圈的一端，銅扁線的另一端作為電感線圈的另一端。
[0013] 上述銅扁線的寬度為2畑1，厚度為2mm。
[0014] 每應(yīng)銅扁線線圈的應(yīng)間距為5mm。
[0015] 圓柱形鐵椿的直徑為50mm，長度為Im。
[0016] 整流電路為整流娃堆。
[0017] 本實(shí)用新型所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā) 生的接地電路，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路中接入電感線圈，正常加壓測試試樣的擊穿電壓值，當(dāng)試 樣擊穿后，濾波電容上的電荷在釋放過程中受電感線圈作用，呈阻巧振蕩，削弱電流值，抑 制電流突變，抑制過流現(xiàn)象的發(fā)生，保證了試驗(yàn)電路中各設(shè)備的安全。本實(shí)用新型適用于實(shí) 驗(yàn)室式樣的擊穿電壓值檢測。

【專利附圖】

【附圖說明】
[001引圖1為傳統(tǒng)的直流擊穿設(shè)備電路；
[0019] 圖2為本實(shí)用新型所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流 現(xiàn)象發(fā)生的接地電路；
[0020] 圖3為【具體實(shí)施方式】二所述的電感線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4為傳統(tǒng)直流擊穿設(shè)備試樣擊穿瞬間回路電流值，其中Timeoffset表示時(shí)間 偏移；
[0022] 圖5為本申請(qǐng)改進(jìn)后的直流擊穿設(shè)備試樣擊穿瞬間回路電流值，其中Time offset表示時(shí)間偏移。

【具體實(shí)施方式】

【具體實(shí)施方式】 [0023] 一；參照?qǐng)D1和圖2具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種抑 制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路，它包括：交流電源1、 變壓器2、整流電路3、限流電阻4、濾波電容5和保護(hù)電阻6;
[0024] 交流電源1的負(fù)極與變壓器2初級(jí)線圈的負(fù)極同時(shí)接地，交流電源1的正極與變 壓器2初級(jí)線圈的正極相連，
[0025] 變壓器2次級(jí)線圈的正極與整流電路3的正極相連，變壓器2次級(jí)線圈的負(fù)極接 地，
[0026] 整流電路3的負(fù)極與限流電阻4的一端相連，限流電阻4的另一端同時(shí)連接濾波 電容5的一端和保護(hù)電阻6的一端，
[0027] 保護(hù)電阻6的另一端作為試樣7的正極連接端；
[002引它還包括電感線圈8 ;該電感線圈8的一端與濾波電容5的另一端同時(shí)接地，電感 線圈8的另一端作為試樣7的負(fù)極連接端。
[0029] 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)電路中，如圖1所示，交流電源產(chǎn)生的工頻交流電壓經(jīng)變壓器升壓后，經(jīng) 過整流娃堆整流成直流電，直流電壓存儲(chǔ)在濾波電容中，對(duì)試樣提供直流高壓，當(dāng)直流高壓 超過試樣所能承受電壓，試樣擊穿，但試樣擊穿的瞬間，濾波電容中的電荷將全部釋放，造 成回路電流過大，引發(fā)空氣開關(guān)跳閩或損害實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
[0030] 本實(shí)施方式中，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路中，接入一電感線圈，如圖2所示，即增加接地 線路的感抗，當(dāng)試樣擊穿后，濾波電容上的電荷在釋放過程中受電感線圈作用，呈阻巧振 蕩，削弱電流值，加入感抗的接地線能夠有效抑制電流突變，抑制過流現(xiàn)象的發(fā)生，保證了 試驗(yàn)電路中各設(shè)備的安全。

【具體實(shí)施方式】 [0031] 二；參照?qǐng)D3具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì) 一所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路作進(jìn) 一步說明，本實(shí)施方式中，所述電感線圈8包括；圓柱形鐵椿8-1、銅扁線8-2和聚脂薄膜 8-3 ；
[0032] 銅扁線8-2螺旋纏繞在包裹有聚脂薄膜8-3的圓柱形鐵椿8-1表面，每應(yīng)銅扁線 8-2線圈之間留有空隙；
[0033] 銅扁線8-2的一端作為電感線圈8的一端，銅扁線8-2的另一端作為電感線圈8 的另一端。

【具體實(shí)施方式】 [0034] 本實(shí)施方式是對(duì)二所述的一種抑制直流高壓擊穿 試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，銅扁線 8-2的寬度為2畑1，厚度為2mm。

【具體實(shí)施方式】 [0035] 四；本實(shí)施方式是對(duì)二所述的一種抑制直流高壓擊穿 試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，每應(yīng)銅 扁線8-2線圈的應(yīng)間距為5mm。

【具體實(shí)施方式】 [0036] 五；本實(shí)施方式是對(duì)二所述的一種抑制直流高壓擊穿 試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，圓柱形 鐵椿8-1的直徑為50mm，長度為Im。

【具體實(shí)施方式】 [0037] 六；本實(shí)施方式是對(duì)一所述的一種抑制直流高壓擊穿 試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，整流電 路3為整流娃堆。
[003引常見的接地線通常為寬度為2cm，厚度為2mm的編織扁銅線。本實(shí)用新型中，取一 直徑為50mm，長度為Im的圓柱形鐵椿，將鐵椿外表面用絕緣的聚脂薄膜包裹之后，再螺旋 纏繞接地扁銅線。假設(shè)濾波電容值為0. 2yF，扁銅線寬度20mm，應(yīng)間距5mm，則N約為40， 鐵椿相對(duì)磁導(dǎo)率取500,利用公式（1)計(jì)算，則電感線圈值選為2mH，完成扁銅線的繞包。
[0039] L=y〇y,N2A/I(1)
[0040] 式中，L為電感線圈的電感值，N為均勻的將整個(gè)鐵椿繞包后的扁銅線應(yīng)數(shù)，A為鐵 椿橫截面積，A為鐵椿長度，y。為真空磁導(dǎo)率，yt為相對(duì)磁導(dǎo)率。
[0041] 將上述電感線圈按照?qǐng)D2接入試驗(yàn)電路中。正常加壓測試試樣的擊穿電壓值，當(dāng) 試樣擊穿后，濾波電容上的電荷在釋放過程中受電感作用，呈阻巧振蕩，削弱電流值，抑制 電流突變，抑制過流現(xiàn)象的發(fā)生，保證了試驗(yàn)電路中各設(shè)備的安全。
[0042] 當(dāng)直流電壓為lOkV時(shí)，試樣擊穿瞬間，回路中的電流值大小如圖4所示，由圖可 見，峰值達(dá)到100AW上。其中，電容器電容值為0.02uF，線路的雜散電阻和擊穿后試樣的 有效電阻約為100Q左右。
[0043] 當(dāng)串聯(lián)一 2mH電感接地后，回路中電流值大小如圖5所示，由圖可見最大電流值不 超過20A，過流現(xiàn)象被明顯抑制。該電流值大小可保證變電箱中空氣開關(guān)不會(huì)關(guān)斷，可W保 持實(shí)驗(yàn)室供電。
[0044] 采用改進(jìn)后的接地結(jié)構(gòu)，可依據(jù)串接的電感值大小，有效抑制電流突變，其抑制能 力與選用的電感值大小相關(guān)，電感值越大，對(duì)電流的平抑作用越強(qiáng)。
[0045] 表1為一次擊穿試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果，全程試驗(yàn)電路無過流現(xiàn)象產(chǎn)生，可見試驗(yàn)擊穿電 壓最高值可達(dá)50kVW上，試驗(yàn)電路依然安全。
[0046] 表1擊穿試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象發(fā)生的接地電路，其特征 在于，它包括：交流電源（1)、變壓器（2)、整流電路（3)、限流電阻（4)、濾波電容（5)和保護(hù) 電阻（6); 交流電源（1)的負(fù)極與變壓器（2)初級(jí)線圈的負(fù)極同時(shí)接地，交流電源（1)的正極與 變壓器（2)初級(jí)線圈的正極相連， 變壓器（2)次級(jí)線圈的正極與整流電路（3)的正極相連，變壓器（2)次級(jí)線圈的負(fù)極 接地， 整流電路（3)的負(fù)極與限流電阻（4)的一端相連，限流電阻（4)的另一端同時(shí)連接濾 波電容（5)的一端和保護(hù)電阻（6)的一端， 保護(hù)電阻（6)的另一端作為試樣（7)的正極連接端； 它還包括電感線圈（8);該電感線圈（8)的一端與濾波電容（5)的另一端同時(shí)接地，電 感線圈（8)的另一端作為試樣（7)的負(fù)極連接端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象 發(fā)生的接地電路，其特征在于，所述電感線圈（8)包括：圓柱形鐵棒（8-1)、銅扁線（8-2)和 聚脂薄膜（8-3); 銅扁線（8-2)螺旋纏繞在包裹有聚脂薄膜（8-3)的圓柱形鐵棒（8-1)表面，每匝銅扁 線（8-2)線圈之間留有空隙； 銅扁線（8-2)的一端作為電感線圈（8)的一端，銅扁線（8-2)的另一端作為電感線圈 (8)的另一端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象 發(fā)生的接地電路，其特征在于，銅扁線（8-2)的寬度為2cm，厚度為2mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象 發(fā)生的接地電路，其特征在于，每匝銅扁線（8-2)線圈的匝間距為5_。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象 發(fā)生的接地電路，其特征在于，圓柱形鐵棒（8-1)的直徑為50_，長度為lm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抑制直流高壓擊穿試驗(yàn)過程中樣品擊穿瞬間過流現(xiàn)象 發(fā)生的接地電路，其特征在于，整流電路（3)為整流硅堆。
【文檔編號(hào)】G01R31/14GK204179648SQ201420732598
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】楊佳明, 鄭昌佶, 聶洪巖, 王暄, 宋宇程, 張星宇, 韓旭 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)