由(you)於(yu)電(dian)力(li)係(xi)統(tong)中(zhong)感(gan)性(xing)元(yuan)件(jian)的(de)存(cun)在(zai)，電(dian)力(li)設(she)備(bei)中(zhong)故(gu)障(zhang)電(dian)流(liu)出(chu)現(xian)時(shi)將(jiang)導(dao)致(zhi)嚴(yan)重(zhong)的(de)過(guo)電(dian)壓(ya)現(xian)象(xiang)，因(yin)此(ci)，抑(yi)製(zhi)過(guo)電(dian)壓(ya)對(dui)設(she)備(bei)和(he)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)的(de)安(an)全(quan)都(dou)是(shi)極(ji)為(wei)重(zhong)要(yao)的(de)[3]。隨sui著zhe我wo國guo電dian力li事shi業ye的de迅xun猛meng發fa展zhan，電dian網wang容rong量liang不bu斷duan擴kuo大da，發fa電dian機ji的de單dan機ji容rong量liang也ye越yue來lai越yue大da，為wei保bao證zheng電dian網wang的de安an全quan運yun行xing，對dui發fa電dian機ji的de快kuai速su滅mie磁ci，過guo壓ya保bao護hu越yue來lai越yue重zhong要yao。
   
ZnO電阻的能容量大，通流性能好，可以起到快速滅磁的作用。而ZnO電阻結構的均勻程度對其能容量有直接影響

，均勻度差會降低其對能量的吸收能力。測試電源係統就是要模擬ZnO快速滅磁時所吸收的瞬間能量，並監控ZnO電阻的工作情況，得出測試結果和參數。

電路基本原理
   
測試電源由整流

、換向
、放電三部分組成，如圖1所示。三相交流電通過整流橋對電抗器L進行充電
，L充電完成後換向電路（圖1中K）動作，使L與整流橋斷開並對ZnO非線性電阻放電，完成測試。電抗器L是整個電源的核心
，其合理設計對測試電源的性能有決定性作用。因此，電抗器設計是測試電源設計的核心。

圖1：原理圖

電抗器L優化設計
   
原理圖中的直流電源由380V三相電整流得到，即
Ud=1.35U2Lcosα（1）
電抗器中存儲的能量（即被測電阻閥片的能容量）為
W=(1/2)LI2（2）
式中：I為被測電阻閥片的短時間可以承受的電流。
電抗器的電阻為
RL=Ud/I（3）
   
由式（1）～式（3）可得出設計電抗器所需參數L和RL。

如果以W=20kJ，I=200A
，設計電抗器，則由式（1）～式（3）可得L=1H，RL=2.55Ω。
   
在設計電抗器的過程中要考慮很多方麵的因素，為保證電源滿足測試要求，取L>1H
，RL<2.4Ω。womenshouxiancaiyongjuxingjiemiandesheji，jingguoduocishiyanhoufaxian，hennanmanzuyaoqiu
，yushijiugaiyonglezhengfangxingjiemiandesheji
，zuizhongshejichulemanzuyaoqiudediankangqi。diankangqi線圈截麵圖如圖2所示。

圖2：電抗器線圈截麵圖

導線型號的選取
   
采用BVR型導線，參數如下：

橫截麵積S=35mm2；
導線最大外徑dm=12.5mm；
導線電阻率ρ=0.0217×10－6Ω•m；
線圈繞製係數K=1.05
；
取線圈的軸向層數和徑向匝數相等，徑向匝數取32匝
，故
線圈匝數N=32×32=1024；
軸向高度a=12.5×32×1.05=420mm=0.42m

；
徑向寬度b=12.5×32×1.05=420mm=0.42m；
線圈內徑d1=0.76m；
線圈平均直徑d=d1＋b=0.76＋0.42=1.18m；
線圈總長l=πdN=π×1.18×1024=3796m（取3800m）；
線圈電阻R1=ρl/s=0.0217×10－6×3800/35×10－6=2.356Ω。

檢測電感值是否滿足要求
   
電感的計算公式如下：

式中：Φ為由線圈結構決定的係數，可從電感計算手冊中查得Φ=16.26

；
N為線圈匝數；
d為線圈的平均直徑；
μ0為空氣的導磁率
，它的值是4π×10－7。

則線圈電感為

線圈電感滿足要求。

換向電路原理
   
換向電路如圖3所示
，要求當電抗器L充電完成後即直流側電流達到I時
，切斷主電路，讓電抗器對氧化鋅電阻閥片放電。換向電路中采用LC振蕩電路反向阻斷晶閘管的辦法。

圖3 ：換向電路電路圖

當L充電完成之後，通過二次側的邏輯控製使繼電器ZJ動作，V3關斷
，V2導通，此時正向電流存在V1仍導通，L1與C所組成的振蕩電路開始振蕩，電容C開始通過L1放電，其電流方向與主電路電流相反
，當流過V1的電流值降為0時
，V1將被強製關斷
，換向過程結束。這就要求C要先於L完成充電。
   
由於電抗器L時間常數τL=L/RL，充電時間t≈4τL。則電容器C時間常數取τC=τL/4=R1C。
   
為保證振蕩電路可靠阻斷主電路，其峰值振蕩電流取1.5I，即
ImL1C=Ud/ωL1
振蕩電路頻率ω=1/
L1=CUd2/ImL1C2
圖3中R5是一個對主電路進行過壓保護的氧化鋅非線性電阻
，其電壓等級高於待測電阻。待測非線性電阻故障時
，R5可限製電抗器兩端的高電壓。

試驗
   
為驗證上述測試電源係統的可行性，進行了試驗，試驗電路參數如下：
1）被測氧化鋅電阻閥片能量W=20kJ；
2）測試電源直流側電流I(>=)200A；
3）電抗器的電氣參數L(>=)1H
，RL(<=)2.55Ω；
4）換向電路L1=0.43mH，C=150μF，R1=550Ω。
   
試驗表明，直流側電流達到200A時，交流側電流幅值為245A，據此整定交流側的電流互感器，使電流繼電器動作，控製電路驅動繼電器ZJ動作
，L1C振蕩電路開始強製換向。測試表明電容C先於L完(wan)成(cheng)充(chong)電(dian)，並(bing)且(qie)其(qi)反(fan)向(xiang)振(zhen)蕩(dang)電(dian)流(liu)可(ke)以(yi)強(qiang)製(zhi)關(guan)斷(duan)晶(jing)閘(zha)管(guan)，斷(duan)開(kai)主(zhu)電(dian)路(lu)
，強(qiang)製(zhi)換(huan)向(xiang)能(neng)夠(gou)順(shun)利(li)進(jin)行(xing)
，使(shi)電(dian)抗(kang)器(qi)能(neng)量(liang)注(zhu)入(ru)氧(yang)化(hua)鋅(xin)非(fei)線(xian)性(xing)電(dian)阻(zu)閥(fa)片(pian)，可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)測(ce)試(shi)。
   
圖4為換向電流圖。圖5為電抗器電流圖。

圖4 ：換向電流圖

圖5：電抗器電流圖

經(jing)過(guo)試(shi)驗(yan)
，此(ci)電(dian)源(yuan)達(da)到(dao)了(le)測(ce)試(shi)氧(yang)化(hua)鋅(xin)非(fei)線(xian)性(xing)電(dian)阻(zu)器(qi)的(de)要(yao)求(qiu)，測(ce)試(shi)結(jie)果(guo)與(yu)計(ji)算(suan)比(bi)較(jiao)吻(wen)合(he)，通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)參(can)數(shu)，可(ke)調(tiao)節(jie)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)情(qing)況(kuang)。該(gai)測(ce)試(shi)係(xi)統(tong)切(qie)實(shi)可(ke)行(xing)，結(jie)構(gou)合(he)理(li)簡(jian)單(dan)。