Выпрямительное устройство для испытательной установки

 

Использование: для выпрямления напряжения в испытательной установке и контроля волновых процессов при повреждениях испытуемого объекта. Сущность изобретения: введение в устройство, содержащее электростатические экраны и выпрямитель, защитной катушки индуктивности и изоляционного диска с двумя металлическими пластинами на его боковых поверхностях, обеспечивает токовую защиту диодов выпрямителя, электростатическое экранирование и контроль волнового процесса. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных испытательных установках.

Известен высоковольтный выпрямитель, выполненный по схеме умножения и содержащий внешние электростатические экраны, зарядные и разрядные колонны конденсаторов с внутренними электростатическими экранами, расположенных между двумя изоляционными пластинами, на внешних сторонах которых размещены диоды [1] Выпрямитель используется для испытания электрооборудования повышен- ным напряжением выпрямленного тока. При испытаниях силовых кабельных линий пробой изоляции кабеля приводит к возникновению в линии волнового колебательного процесса, частота которого может составлять сотни килогерц. Так как диоды схемы умножения выбираются по частоте питающего напряжения, то при воздействии высокочастотного волнового процесса происходит пробой диодов схемы умножения. Для защиты диодов схемы умножения от волновых процессов на выходе выпрямителя применяется токоограничивающее устройство, рассчитанное на полное испытательное напряжение. В качестве такого устройства используется глицериновое сопротивление или катушка индуктивности, размещенные в выводном изоляторе испытательной установки [2] Лучшие результаты дает катушка индуктивности, которая на частоте волнового процесса имеет высокое сопротивление, а на выпрямленном напряжении не оказывает сколько-нибудь существенного влияния.

Использование отдельной катушки индуктивности, рассчитанной на полное испытательное напряжение, снижает надежность выпрямительного устройства и не позволяет контролировать параметры волнового процесса, например, с помощью активного делителя, устанавливаемого внутри выпрямительного устройства [3] Для контроля параметров волнового процесса используется высоковольтный емкостный делитель напряжения, выполненный с помощью изоляционной трубы с металлическими накладками [4] Цель изобретения расширение функциональных возможностей и повышение надежности выпрямительного устройства для испытательной установки.

Цель достигается тем, что в выпрямительное устройство для испытательной установки, содержащее элекростатические экраны, выпрямитель, выполненный по схеме умножения напряжения в виде двух конденсированных колонн, расположенных между изоляционными пластинами с размещенными на них диодами, введены защитная катушка индуктивности и изоляционный диск с двумя металлическими пластинами на его боковых поверхностях, при этом катушка индуктивности выполнена плоской диаметром, превышающим расстояние между центрами конденсаторных колонн, и расположена симметрично на верхних торцовых поверхностях изоляционных пластин, а изоляционный диск закреплен на верхней торцовой поверхности катушки, причем верхняя металлическая пластина изоляционного диска соединена с электростатическим экраном основания выпрямителя.

Существенные отличительные признаки изобретения выполнение защитной катушки индуктивности в цепи высоковольтного вывода в виде плоского диска диаметром, близким к диаметру внешнего электростатического экрана, и расположение ее на верхних торцовых поверхностях изоляционных пластин, а также размещение на катушке индуктивности изоляционного диска с двумя металлическими пластинами на его боковых поверхностях и соединение верхней металлической пластины с внешним электростатическим экраном основания выпрямителя.

Существенность этих признаков определяется следующим. Выполнение защитной катушки в виде плоского диска диаметром, превышающим расстояние между центрами конденсаторных колонн, и расположение ее на верхних торцовых поверхностях изоляционных пластин позволяют получить новое функциональное назначение, дающее положительный эффект, она выполняет функции верхнего внешнего электростатического экрана. Последнее обусловлено тем, что в режиме испытания падение выпрямленного напряжения на защитной катушке индуктивности не превышает 1% и поверхность катушки имеет практически одинаковый потенциал по отношению к другим экранирующим поверхностям. Кроме того, введение изоляционного диска с двумя металлическими пластинами на его боковых поверхностях и размещение этого диска на торцовой поверхности катушки индуктивности позволяют получить емкостный делитель напряжения, образованный емкостями диска и катушки индуктивности. В этом случае катушка индуктивности выполняет новое дополнительное функциональное назначение, выполняет функции основной изолирующей емкости делителя напряжения.

Таким образом, в предлагаемом устройстве совмещены высоковольтный выпрямитель и емкостный делитель напряжения, причем катушка индуктивности наряду с функцией защиты диодов схемы умножения от волновых процессов выполняет две дополнительные новые функции: верхнего электростатического экрана выпрямителя и основной изолирующей емкости делителя напряжения.

На чертеже приведена конструкция предлагаемого выпрямительного устройства.

Устройство содержит разрядные и зарядные колонны с конденсаторами 1 и жестко с ними скрепленными внутренними экранами 2, которые закреплены в прорезях изоляционных пластин 3. На внешних поверхностях этих пластин размещены диоды 4. Внизу изоляционные пластины 3 опираются на внешний электростатический экран 5. На верхних торцах пластин размещена плоская катушка 6 индуктивности, сверху которой закреплен изоляционный диск 7 с металлическими пластинами 8. Для повышения электрической прочности выпрямитель и защитная катушка помещены в пластмассовый корпус, который заливается изолирующим составом.

Устройство работает следующим образом.

В режиме испытания, когда происходит выпрямление и умножение напряжения питающей частоты, через защитную катушку индуктивности протекает выпрямленный ток и падение напряжения на катушке не превышает 1% Потенциал катушки соответствует высшему выпрямленному напряжению и практически одинаков во всех ее точках, что при принятых размерах катушки позволяет ей выполнять функцию верхнего электростатического экрана выпрямителя.

В режиме пробоя изоляции испытуемого кабеля высокочастотное напряжение волнового процесса практически полностью падает на защитной катушке, так как ее распределенная емкость на 2 3 порядка меньше результирующей емкости схемы умножения. Это обеспечивает надежную защиту диодов схемы умножения. Причем, поскольку напряжение волнового процесса прикладывается к защитной катушке, то ее собственная емкость и емкость изоляционного диска с металлическими пластинами образуют емкостный делитель напряжения. При этом по напряжению, снимаемому с упомянутых пластин, можно безопасно контролировать параметры волнового процесса, в частности определять расстояние до места повреждения.

Формула изобретения

ВЫПРЯМИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ, содержащее электростатические экраны, выпрямитель, выполненный по схеме умножения напряжения в виде двух конденсаторных колонн, установленных симметрично относительно продольной оси устройства и расположенных между изоляционными пластинами с размещенными на них диодами, отличающееся тем, что в устройство введены защитная катушка индуктивности и изоляционный диск с двумя металлическими пластинами на его боковых поверхностях, катушка индуктивности выполнена плоской с диаметром, превышающим расстояние между центрами конденсаторных колонн, и расположена на верхних торцевых поверхностях изоляционных пластин, при этом катушка индуктивности и изоляционные пластины установлены соосно с продольной осью устройства, а изоляционный диск закреплен на верхней торцевой поверхности катушки, причем верхняя металлическая пластина изоляционного диска соединена с электростатическим экраном основания выпрямителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1