电阻片多柱分流试验方法

技术领域

本发明涉及电阻片，具体涉及一种电阻片多柱分流试验方法。

背景技术

随着电力行业的迅猛发展，直流特高压变流站、串联补偿设备、直流断路器等新型电力设备大量涌现，要求金属氧化物避雷器能够吸收巨大的能量；或者在较高的动作电流下，保证整只产品残压低于要求值。而单片电阻片的直径过大会由于制造工艺的原因，而不可避免的出现各种缺陷。因此多柱电阻片并联成为解决以上问题的主要方法。

由于电阻片柱并联情况下，每柱电压相等，因此避雷器组动作瞬间，每柱通过电流的大小即是每柱能量吸收的大小。由于金属氧化物电阻片的非线性，电阻片在多柱并联的情况下，每柱电流不会完全相等。而电流每柱间分布的差异决定了整个电阻片柱组的能量吸收。对于多柱氧化锌电阻片并联组，测量其电流分布的不均匀性成为制造多柱并联避雷器的关键生产工艺。

而现行的直流参考电压法、残压法均是间接测量。由于每个电阻片的特征参数测量的不准确，采样少，这些方法并不能排除各电阻片柱伏安特性差异较大，实际产品分流不均匀性与计算值不符，导致分流严重不均。新型分流测量设备的出现，极大提高了多柱并联电阻片柱组的分流不均匀性测试的准确性和直观性。

分流设备本身的准确性直接决定了电阻片柱组分流系数的准确性。因此，为保证试验结论的可靠性，首先应该对分流设备进行测量准确度分析。而测量准确度分析的方法暂时没有标准和前例可循。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用多柱移位相加法进行电阻片多柱分流试验方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电阻片多柱分流试验方法，包括以下方法步骤：

(1).在多柱分流测试设备的m个支路上，将m组电阻片按序号依次放入分流设备中对应序号的分流位置，进行一次电流冲击，记录每个分支的电流和每个分支电流的和即总电流，并计算出分流比依次填入表格；

(2).将m个电阻片柱位置顺序移动，即第1个电阻片柱移到第2个分流位置上，第2个电阻片柱移到第3个分流位置上，……，第m-1个电阻片柱移到第m分流位置上,第m个电阻片柱移到第1个分流位置上,按步骤1的方法进行一次电流冲击，记录每个分支的电流和每个分支电流的和即总电流，并计算出分流比依次填入表格；

(3).按步骤2的方法将m个电阻片柱位置顺序移动总共进行m次，分别进行一次电流冲击，记录每个分支的电流和每个分支电流的和即总电流，并计算出分流比依次填入表格；

(4).数据整理，按位置和电阻片重新排列数据，保证同一行为同一电阻片在不同位置的占流比，同一列为同一位置不同电阻片的占流比；然后对每一行相加，每行的和值的比值是电阻片的实际分流比值；对每一列相加，每列的和值的比值是分流设备的固有分流比值。

所述步骤(1)的计算方法是在多柱分流测试设备的m个支路上，理想状态下每个支路的电流占总电流比应为1/m；设备固有的分流比设为k，每个支路固有分流比为K

I

I

…………

I

所述步骤(4)数据整理的方法,对每一行相加，第一行的和为n

本发明采用上述技术方案所设计的电阻片多柱分流试验方法，根据实验数据分析了不同波形和电流冲击下电阻片柱的误差，提出了利用占流比移位相加法来测算分流设备的固有分流系数和电阻片柱的计算分流系数，并提出使用固有分流系数校准实验数据的方法。本发明通过试验验证，说明本发明采用的占流比移位相加法是可行有效的，特别是分流系数较大的情况下，效果更加明显。

附图说明

图1表示本发明多柱分流测试设备移位原理示意图；

图2表示操作波500A试验时8组测试后各电阻片占流比值；

图3表示操作波500A试验时电阻片分流比计算值；

图4表示操作波500A试验时设备固有分流比计算值；

图5表示操作波下电阻片计算分流比值；

图6表示8次顺序移动雷电冲击1000A下电阻片分流比实测值；

图7表示雷电波1000A下电阻片计算分流值；

图8表示雷电波1000A下设备固有分流系数值；

图9表示雷电波1000A下分流比较准前后对比图。

具体实施方式

本发明所使用的氧化锌电阻片多柱分流测试设备主要由控制台、冲击电流发生器、多柱并联氧化锌电阻片柱组测试台组成。冲击电流发生器可以产生模拟雷电冲击、操作冲击等多种避雷器常用冲击波形下不通电流值的冲击电流。多柱并联氧化锌电阻片柱组测试台为圆盘状，通过气动工装使多柱电阻片柱按辐射状位置并联与测试设备，控制台有电压与电流采集装置，通过示波器将8路电流波形显示，并通过计算将不均匀系数直接提供。

本发明一种电阻片多柱分流试验准确度校准方法，其具体原理是：多柱分流测试设备由于结构中固有的电感电容电阻在不同波形的冲击电流下，即使电阻片柱完全均流，在不同的分流支路中分配也并不是绝对的平均的。以多柱分流测试设备有8个支路为例，包括以下方法步骤：

(1).在多柱分流测试设备的8个支路上，理想状态下，每个支路的电流占总电流比应为1/8，实际假设设备固有的分流比为k(每个支路固有分流比为k

假设每次冲击的总电流为I

I

I

…………

I

将8组电阻片按序号依次放入分流设备中对应序号的分流位置进行一次电流冲击，记录每个分支的电流和总电流(计算和)，并计算出分流比依次填入表格；

(2).将8个电阻片柱位置顺序移动，即第1个电阻片柱移到第2个分流位置上，第2个电阻片柱移到第3个分流位置上，……，第7个电阻片柱移到第8分流位置上,第8个电阻片柱移到第1个分流位置上,按步骤1的方法进行一次电流冲击，记录每个分支的电流和每个分支电流的和即总电流，并计算出分流比依次填入表格；

(3).按步骤2的方法将8个电阻片柱位置顺序移动总共进行8次，分别进行一次电流冲击，记录每个分支的电流和每个分支电流的和即总电流，并计算出分流比依次填入表格；

(4).数据整理，按位置和电阻片重新排列数据，保证同一行为同一电阻片在不同位置的占流比，同一列为同一位置不同电阻片的占流比。然后对每一行相加，第一行的和为n

具体试验

本发明通过操作波和雷电波共五组实验进行说明，试验品为直径85mm电阻片，3片一组，共8组。为使各柱差异明显，各组之间未进行均流调整。

一、以操作波500A试验数据为例，8轮测试结束，实验数据见表一(深底数据为1号电阻片数据，其余以此类推)：

表一：电阻片分流测试结果

利用电流计算和值，计算每柱电阻片占流比值，见表二：

表二：电阻片占流比

根据前文方法，在Excel文件中，利用调用函数调整实验数据位置，见表三：

表三：位置整理后的分流比

从图2、图3和图4可以看出，在操作波波形下，设备的固有分流校正非常精确，误差在0.004以下。因此，实际分流比与计算分流比误差极小，8次测量的误差也很小，这意味着8组电阻片的在分流设备中的任何位置的实际测量值，完全可以认为等效实际分流值。

二、以上述同样的方法分别对操作波250A和700A进行试验，8轮测试结束操作波下电阻片分流比计算值如图6所示。在操作波250A和700A下，设备的固有分流系数误差分别小于0.005和0.006。因此，可以认为在操作波形下，该组电阻片可以直接用实测值代表实际分流值。

三、以雷电冲击1000A为例，8次冲击占流比值见图6，由图可知，雷电冲击下，分流系数误差很大，可见设备固有分流系数也会很大，数据需要校准，不能直接使用。根据计算得到电阻片计算分流值如图7和雷电波下设备固有分流系数如图8所示，通过I

四、以雷电波1000A的测量计算，得出在该电流下电阻片分流系数校准前、校准后和分流系数计算值的对比图如图9所示，由图可知，该校准方法对设备固有分流系数较大的分流设备或波形非常有效。

由上述试验可知，可以认为在相同波形、相近的冲击电流下，设备固有的分流比和电阻片自身的分流比是不变的。当设备校准精确，固有分流系数较小时，可以不用补偿，直接使用分流结果。上述试验表明本发明采用的占流比移位相加法是可行有效的，特别是分流系数较大的情况下，效果更加明显。