直流耐压试验电动放电装置及放电方法

技术领域

本发明属于直流耐压试验装置领域，特别涉及一种直流耐压试验电动放电装置及放电方法。

背景技术

发电机、高压电力电缆等大型电力设备对地电容较大，在完成直流耐压试验之后，电压无法立刻降至0，需要使用专用放电棒对被试设备进行放电，以保障人员和设备安全。目前电力生产实践中，均采用人工手动放电方式，危险性较大。由于技术发展，发电机组进入100万千万级时代，其对地电容量更大，传统手动放电方式放电时间需要10分钟以上；由于电容电压不能突变的特性，直流耐压试验时，当直流耐压设备突然失控，或是人员误入试验区间，直接接地时将产生大电弧，威胁放电人员安全。

现有的放电装置，如中国专利文献CN201911018613.7公开的“高压试验辅助放电装置”，以及CN201720148183.0公开的“一种安全智能化放电装置”，均没有公开如何减缓放电电流的技术方案。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的直流耐压试验电动放电装置及放电方法，整个放电过程相比较传统的放电装置而言，形成了缓冲式的放电模式，避免了大电流产生强烈的电弧，造成人身伤亡事故。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种直流耐压试验电动放电装置，包括绝缘外壳，绝缘外壳内设有放电工作腔；绝缘外壳一端设有放电接头，放电接头一端位于放电工作腔内，放电接头另一端位于绝缘外壳，绝缘外壳另一端设有驱动装置，驱动装置用于驱动放电电阻往复移动，放电电阻和直接接地放电触头均接地设置；所述的放电电阻用于与放电接头间接导通，所述的直接接地放电触头用于与放电接头直接导通。

优选的方案中，所述的放电接头为金属均压球，放电电阻的顶端为尖形结构，放电电阻与直接接地放电触头为硬连接，放电电阻与金属均压球的间距小于直接接地放电触头与金属均压球的间距。

优选的方案中，所述的放电电阻的电阻不小于2兆欧。

优选的方案中，所述的放电电阻上设有接地连接头，接地连接头与直接接地放电触头硬连接，且接地连接头通过接地导通装置与大地连接。

优选的方案中，所述的接地导通装置包括软地线，软地线一端与接地连接头连接，软地线另一端接地。

优选的方案中，所述的接地导通装置包括软地线和硬地线，硬地线底端接地，硬地线顶端通过软地线与接地连接头连接。

优选的方案中，所述的接地导通装置包括两根硬地线，两根硬地线之间通过碳刷连接，一根硬地线接地设置，另一根两根硬地线与接地连接头连接。

优选的方案中，所述的接地导通装置包括软地线，软地线缠绕在收卷轮上，收卷轮通过多个发条与支撑杆连接，支撑杆与立柱连接，立柱用于接地设置；软地线一端连接接地连接头，软地线另一端连接固定在收卷轮转筒上；所述的收卷轮转筒、发条、支撑杆和立柱均为导体。

优选的方案中，所述的驱动装置包括电动推杆和电机控制装置，电动推杆位于绝缘外壳内，电动推杆的伸缩杆为绝缘杆。电机控制装置用于驱动电动推杆的伸缩杆快速上升或缓慢上升。

优选的方案中，所述的绝缘外壳为透明结构。

优选的方案中，直流耐压试验电动放电装置的放电方法，包括如下步骤：

S1：试验前先将金属均压球上端与直流耐压装置试验侧相连，电动推杆收缩至最低位置；

S2：当试验结束后，进行放电操作：通过电机控制装置操作放电电阻上升；放电电阻尖端逐步接近金属均压球，被试验设备的电荷通过金属均压球击穿空气并与放电电阻尖端导通，释放电荷，形成了一次放电；

随着被试验设备残余电压下降，且随着放电电阻的上升，直接接地放电触头与金属均压球发生接触，被试验设备残余电压会通过直接接地放电触头对地导通，形成了二次放电；

S3：当试验装置在高电压时发生故障或人员误入试验区域时，通过电机控制装置驱动电动推杆的伸缩杆快速上升，直接接地放电触头与金属均压球快速接触，被试品电压迅速降至零电位；

S4：当试验正常放电完成后，将直接接地放电触头作为试验回路金属性接地装置使用。

本专利可达到以下有益效果：

1、放电时，按下电机控制装置“上升”按钮，放电电阻尖端逐步接近金属均压球，击穿空气并释放电荷，形成了一次放电。随着被试验设备残余电压下降，且随着放电电阻的上升，直接接地放电触头与金属均压球发生接触，被试验设备残余电压会通过直接接地放电触头对地导通，形成了二次放电。放电电阻为不小于2兆欧的限流电阻，在一次放电中，会减小放电电流，避免电流一次性快速释放；当直接接地放电触头与金属均压球发生接触后，被试验设备残余电压继续释放，直到放电结束。整个放电过程相比较传统的放电装置而言，形成了缓冲式的放电模式，避免了大电流产生强烈的电弧，造成人身伤亡事故。

2、收卷轮可以收纳软地线，当电动推杆的伸缩杆上升，收卷轮会随之转动，当电动推杆的伸缩杆下降，发条反作用力下，收卷轮复位，软地线会被收纳。本收卷轮的工作方式可以避免软地线打结，也可以避免软地线与其他设备碰撞，还可以避免经常更换易损件。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为实施例1中本发明原理图；

图2为实施例2中本发明原理图;

图3为实施例3中本发明原理图；

图4为实施例4中本发明原理图；

图5为实施例4中本发明收卷轮原理图；

图6为本发明试验前放电电阻状态图；

图7为本发明放电中的放电电阻状态图（放电电阻与金属均压球之间的空气被击穿）

图8为本发明直接放电的状态图。

图中：1-金属均压球；2-直接接地放电触头；3-放电电阻；4-电动推杆；5-电机控制线；6-电机控制装置；7-接地导通装置；71-软地线；72-硬地线；73-碳刷；74-收卷轮；75-支撑杆；76-立柱；8-接地连接头；9-绝缘外壳；10-被试验设备；11-直流高压发生器。

具体实施方式

实施例1：

优选的方案如图1所示，一种直流耐压试验电动放电装置及放电方法，包括绝缘外壳9，绝缘外壳9内设有放电工作腔；绝缘外壳9一端设有放电接头，绝缘外壳9另一端设有驱动装置，驱动装置用于驱动放电电阻3往复移动，放电电阻3和直接接地放电触头2均接地设置；所述的放电电阻3用于与放电接头间接导通，所述的直接接地放电触头2用于与放电接头直接导通。

放电接头为金属均压球1，放电电阻3的顶端为尖形结构，放电电阻3与直接接地放电触头2为硬连接，放电电阻3与金属均压球1的间距小于直接接地放电触头2与金属均压球1的间距。当放电电阻3向上运动时，放电电阻3先与金属均压球1发生尖端放电，随着放电电阻3继续上升，直接接地放电触头2与金属均压球1再接触。

金属均压球1采用半径20毫米、壁厚1毫米光滑不锈钢空心球；直接接地放电触头2为6平方毫米硬质铜丝与半径3mm实心铜球构成；

放电电阻3的电阻不小于2兆欧。

放电电阻3上设有接地连接头8，接地连接头8与直接接地放电触头2硬连接，且接地连接头8通过接地导通装置7与大地连接。

接地导通装置7包括软地线71，软地线71一端与接地连接头8连接，软地线71另一端接地。软地线71优选为带绝缘皮的软铜线。

驱动装置包括电动推杆4和电机控制装置6，电动推杆4位于绝缘外壳9内，电动推杆4的伸缩杆为绝缘杆。电动推杆4的行程可选300毫米，电机控制装置6为电动推杆4自带的操作器，操作器包括上升按钮、下降按钮和快速放电按钮即快升按钮。

绝缘外壳9为透明结构。绝缘外壳9的尺寸为直径300毫米、高900毫米、壁厚4毫米透明绝缘圆柱筒；

工作原理如下：

如图6-8所示，试验时，本放电装置的金属均压球1上端与直流耐压装置试验侧相连，电动推杆4收缩至最低位置。如图1所示，被试验设备10等效为一个电容。

放电时，按下电机控制装置6“上升”按钮，放电电阻3尖端逐步接近金属均压球1，击穿空气并释放电荷，形成了一次放电。随着被试验设备10残余电压下降，且随着放电电阻3的上升，直接接地放电触头2与金属均压球1发生接触，被试验设备10残余电压会通过直接接地放电触头2对地导通，形成了二次放电。放电电阻3为不小于2兆欧的限流电阻，在一次放电中，会减小放电电流，避免电流一次性快速释放；当直接接地放电触头2与金属均压球1发生接触后，被试验设备10残余电压继续释放，直到放电结束。整个放电过程相比较传统的放电装置而言，形成了缓冲式的放电模式，避免了大电流产生强烈的电弧，造成人身伤亡事故。

另外，电机控制装置6中的“上升”、“下降”按钮是电动推杆的慢档，电机控制装置6中的快速放电按钮为上升的快档，可以快速使直接接地放电触头2与金属均压球1发生接触。其作用为：当试验装置在高电压时发生故障、或是人员误入试验区域时，试验人员按下放电装置快速接地按钮，电动推杆的伸缩杆快速上升，直接接地放电触头2与金属均压球1快速接触，被试品电压迅速降至零电位；二是在试验正常结束放电完成后，直接接地放电触头2作为试验回路金属性接地装置使用。

实施例2：

在实施例1的基础上，接地导通装置7另一种形式为：

优选的方案如图2所示，接地导通装置7包括软地线71和硬地线72，硬地线72底端接地，硬地线72顶端通过软地线71与接地连接头8连接。本实施例中设置了硬地线72，硬地线72可选择铜排，其目的是可以避免软地线71过长，发生打结问题。

实施例3：

在实施例1-2的基础上，接地导通装置7另一种形式为：

如图3所示，接地导通装置7包括两根硬地线72，两根硬地线72之间通过碳刷73连接，一根硬地线72接地设置，另一根两根硬地线72与接地连接头8连接。本实施例中的两根硬地线72滑动连接，可以避免软铜线打结或碰撞到电动推杆4。

实施例4：

在实施例1-3的基础上，接地导通装置7另一种形式为：

如图4-5所示，接地导通装置7包括软地线71，软地线71缠绕在收卷轮74上，收卷轮74通过多个发条与支撑杆75连接，支撑杆75与立柱76连接，立柱76用于接地设置；软地线71一端连接接地连接头8，软地线71另一端连接固定在收卷轮74转筒上；所述的收卷轮74转筒、发条、支撑杆75和立柱76均为导体。

在实施例3中，碳刷是消耗品，需要经常更换，本实施例中的收卷轮74可以收纳软地线71，当电动推杆的伸缩杆上升，收卷轮74会随之转动，当电动推杆的伸缩杆下降，发条反作用力下，收卷轮74复位，软地线71会被收纳。本收卷轮74的工作方式可以避免软地线71打结，也可以避免软地线71与其他设备碰撞，还可以避免经常更换易损件。另外，还可以避免软地线71绝缘层损坏，使其与驱动装置导通。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。