电容放电短路试验测试系统

简要描述：电容充放电短路试验检测系统，是低压开关电器短路试验的低成本高可靠性替代方案。用于用户断路器、隔离开关等电器研发及科学研究目的。电容放电系统是本试验系统最主要的组成...

更新时间：2022-04-18 17:18
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电容充放电短路试验检测系统，是低压开关电器短路试验的低成本高可靠性替代方案。用于用户断路器、隔离开关等电器研发及科学研究目的。电容放电系统是本试验系统最主要的组成部分，设备系统由3相380V供电，通过三相整流器、单相逆变器和单相变压器模拟机车/动车牵引变压器对电容器塔充电，电容充电后，通过我司针对类似设备设计的大容量无触点开关进行电容投切，并通过负载阻抗调节输出电流、时间常数等参数，实现交直流固态、混合式、机械式开关接通分断及短路性能测试。
- 为进行工作性能和最大分断能力试验，本系统通过对电容器塔灵活设计，实现电容分组串并联投切，在进行电寿命试验时，通过几组电容器循环投切来提高设备与系统性能，减少试验设备对系统用电的冲击。
- 在设计上，本设备除充分考虑了高压回路的绝缘等用电情况外，还结合类似设备的设计生产实际，考虑并解决了以下问题：
- 试验电容器采用高性能大容量无极性脉冲电容器，确保试验过程中电容器的安全性与可靠性。本项目电容器经多个项目验证，适合频繁充放电场合，质量稳定可靠，可以满足试验要求。
- 试验回路布置采用低电抗的走线形式，有效降低回路电感，减少试验回路的复杂性，提高试验回路输出能力。
- 采用电容器分组连接技术，通过有限的电容器发挥更大的作用，可以实现电容充放电震荡试验系统用于电寿命的要求，通过多组电容器循环切换，可以实现较高频率的电寿命试验（即各组电容依次充放电，来实现高频率的电寿命试验目的）。
- 对试验过程中的电压、电流等情况，均进行高速实时的采集与记录。用户可观察到各个具体试验位置的波形参数。试验数据采集还包括了通过超高速高精度传感器，对混合断路器电力电子产品特性的数据测量与采集。
- 系统包含完整的安全设计（详见后文安全部分），针对试验过程中过压、过流等情况均提供完整的保护功能，以避免设备使用过程中对人员和系统可能造成的伤害。

在低压合成与电容放电试验系统中，电磁干扰的来源主要有几种：一种是空间的电磁辐射干扰。第二种是由大电流引起的地电位的判高，也会对试验产生干扰。第三种是试验电路，各区的地占位的不同，而传输电路的输入输出端之前产生的干扰。第四种是断路器在开断和关合动作时，负载为感性时会产生剧变的电流和电压由此产生的干扰。第五种是导线的分布电感和电容产生的共振形成干扰。第六种试验控制系统中的PCB 电路板上硬件电路设计不周也会产生干扰信号。
要抑制干扰无非通过两点，第一就是降低干扰的强度，第二就是切断干扰的传播途径。
通过分析干扰产生的原因，和抑制干扰的手段，本方案抗干扰措施主要分为几点:
（1）隔离嵌入式系统不与试验主回路系统直接连接，在驱动电路，信号返回等环节需要连接时，使用光电耦合元件实行光电隔离。
（2）屏敝: 对电路板上易受干扰的器件在PCB 上集中布置，加以屏敝，布线时尽量避免两条导线平行设计及大环形布置。对相关器件安装屏蔽罩，屏蔽罩应可靠接地。
（3）滤波：在电子电路中的信号输出和输入处，设置去耦电容和旁路电容，二者配合能有效的滤除信号中的噪声干扰。
（4）接地主试验回路（低频电路）多点接地后，在连接到一点接地，控制电路（高频电路）多点接地，接地线尽量宽，接地电阻尽量小。