CN105466818A - 一种gis中金属微粒运动状况模拟及监测实验平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验平台，包括电压输出及测量模块、高压套管及转接模块、实验腔体、远程监测模块。通过电压输出及测量模块，将电压施加于高压套管，经母线作用于实验腔体。实验腔体用于盛放金属微粒的试品台，通过改变金属垫块数量控制试品台与实验腔体内导杆的距离。金属微粒在电场作用下运动状况由高清无线摄像机透过观察窗进行观测，经过无线网传输到控制终端进行观察及记录。通过高压电源控制柜及摄像控制终端确认微粒运动轨迹与施加电压之间的关系。并可实时改变施加电压大小，观测微粒运动轨迹变化。本发明解决了实验中对GIS内金属微粒运动状况的模拟及监测，远端调控确保了实验人员的安全。
Description
技术领域：
本发明涉及高电压实验技术领域，特别涉及一种GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验平台。
背景技术：
随着我国电力系统电压等级的不断提高，气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)越来越广泛应用在我国的电力系统之中。GIS设备在生产、装配以及开关动作等过程中会不可避免地在设备内部产生金属微粒。这些金属微粒在电场作用下运动，使得GIS绝缘强度降低，掌握GIS中微粒运动情况非常重要。现阶段多采用小模型模拟GIS中金属微粒运动状态，并不能准确反映实际GIS中金属微粒运动情况，且尚未实现远程监测与控制。
发明内容：
基于此，本发明公开了一种GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验平台；
所述实验平台包括：电压输出及测量模块、高压套管及转接模块、实验腔体、远程监测模块；
所述电压输出及测量模块对高压套管及转接模块施加电压；
所述高压套管及转接模块通转接段与实验腔体相连接；
所述远程监测模块用于实时监测并记录实验腔体内的情况；
所述实验平台通过调整电压输出及测量模块的输出电压，利用远程监测模块来观察实验腔体内金属微粒的运动轨迹与施加电压之间的关系。
附图说明：
图1为本发明的一个实施例中GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验验平台的示意图；其中1为电压输出及测量模块、2为高压套管及转接模块、3为实验腔体、4为远程监测模块；
图2为本发明的一个实施例中实验腔体左视图；其中包括金属外壁1、盆式绝缘子2、金属导杆3、金属微粒运动平台4、气压表及气阀5、观察窗6、试品台4-1、金属垫块4-2以及有机玻璃罩4-3；
图3为本发明的一个实施例中实验腔体主视图；其中包括金属导杆1、观察窗转接段2、气阀及气压表3、有机玻璃盖4、试品台5以及金属垫块6。
具体实施方式：
下面将对本公开参照附图进行进一步说明。特别声明，以下的描述本质上只是起到了宏观解释和实例说明的作用，绝不对本公开及其应用或使用进行任何限制。除非另外特别说明，否则，在实施例中阐述的部件和步骤的相对布置以及数字表达式和数值并不限制本公开的范围。另外，本领域技术人员已知的技术、方法和装置可能不被详细讨论，但在适当的情况下意在成为说明书的一部分。
在一个实施例中，本发明公开了一种GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验平台；所述实验平台包括：电压输出及测量模块、高压套管及转接模块、实验腔体、远程监测模块；
所述电压输出及测量模块对高压套管及转接模块施加电压；
所述高压套管及转接模块通转接段与实验腔体相连接；
所述远程监测模块用于实时监测并记录实验腔体内的情况；
所述实验平台通过调整电压输出及测量模块的输出电压，利用远程监测模块来观察实验腔体内金属微粒的运动轨迹与施加电压之间的关系。
本实施例在于提出了一种GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验平台，该测量系统可以模拟实际GIS中金属微粒运动情况并进行远程监控，保证了操作人员的安全，观测结果真实可信。
本实施例中GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验验平台的示意图如图1所示。本实施例中实验平台包括四个部分：电压输出及测量模块1、高压套管及转接模块2、实验腔体3、远程监测模块4。
本实施例中，通过高压电源输出电压，施加于高压套管，经母线作用于实验腔体。实验腔体内试品台上的金属微粒在电场作用下运动。高清无线摄像机透过观察窗对微粒运动轨迹进行观测，经过无线网传输到控制终端进行观察及记录。通过高压电源控制柜及摄像控制终端确认微粒运动轨迹与施加电压之间的关系。并可实时改变施加电压大小，观测微粒运动轨迹变化。
在一个实施例中，所述电压输出及测量模块包括高压电源、分压器以及控制柜；
所述高压电源为高压直流源或高压交流源，用于输出电压；
所述分压器用于测量高压电源的输出电压；
所述控制柜用于调控高压电源所施加的电压。
本实施例中，电压输出及测量模块1包括高压电源、分压器以及控制柜。本实施例中高压电源可为高压直流源或高压交流源；所述分压器可为电阻分压器或阻容分压器，用于测量高压电源输出电压；所述控制柜位于操作室内，可观测及调控所施加电压。本实施例中，高压连线可选用波纹管。
在一个实施例中，所述高压套管及转接模块包括高压套管及转接段；
所述高压套管经过母线将电压输出及测量模块所施加的电压作用于实验腔体；
所述高压套管的电压等级能够根据实验所需电压等级进行调整；
所述转接段能够与高压套管匹配，所述转阶段内充入适量SF6气体，用于保证其绝缘强度。
本实施例中，高压套管及转接模块2包括高压套管以及转接段。本实施例中选用550kV高压套管，转接段尺寸与高压套管出线端尺寸相匹配。本实施例中，高压套管与转接段通过550kV盆式绝缘子相隔，分别冲入适量SF6气体。本实施例中，转接段内SF6气体可为0.3～0.6MPa。本实施例中，转接段与高压套管及实验腔体应为平滑过渡，保证电场均匀。
在一个实施例中，所述实验腔体包括金属导杆、金属微粒运动平台、气孔、气压表、气压阀以及观察窗；
所述实验腔体内充有适量SF6气体，最高可达0.8MPa。
本实施例中，所述实验腔体3尺寸应于实验要求相吻合。本实施例中以220kV电压等级腔体。本实施例中实验腔体与转接段隔有220KV盆式绝缘子。实验腔体内充入SF6气体最高可至0.8MPa。本实施例中，实验腔体材料可选为铝或者不锈钢。
在一个实施例中，所述远程监测模块包括无线高清摄像机、光源、路由器以及控制终端；
所述光源位置根据现场光照情况及拍摄角度分布，位于观察窗外侧；
所述高清摄像头用于透过观察窗观察金属微粒在电场作用下运动状况，并经过无线网传输到控制终端进行观察及记录。
本实施例中，远程监测模块4包括高清摄像机、光源、路由器以及控制终端。本实施例中无线高清摄像机像素可选为130万，可360度调节角度。所述路由器用于产生无线网络，所述控制终端可通过无线网实时调整摄像机角度，监测并记录腔体内情况。本实施例所述的光源为高清摄像头服务，用于光照情况不良时，改善高清摄像头的拍摄环境中的光照；其分布与观察窗的外侧，当有多个观察窗时，位于多个观察窗的中间位置。
在一个实施例中，所述金属导杆的尺寸能够与实验腔体匹配，所述金属导杆末端为圆角结构，头部安装有尺寸合适的球头。
在本实施例中，金属导杆材料可选为铝或者不锈钢，金属导杆长度可为腔体长度的1/2～2/3，金属导杆头部应有尺寸合适的球头，保证电场均匀。
在一个实施例中，所述金属微粒运动平台包括试品台、有机玻璃罩以及若干垫块；
所述试品台的尺寸与实验腔体相匹配，所述试品台的弧度与腔体的弧度相同，所述试品台边缘为圆角结构；所述试品台上方罩有有机玻璃罩，所述有机玻璃罩的尺寸与所述试品台相匹配；
所述若干垫块用于控制试品台与实验腔体内导杆的距离；所述若干垫块中最上方垫块的上表面应与所述试品台弧度相同，所述垫块中最下方垫块的下表面应与所述腔体弧度相同，所述其他垫块均为长方体。
在本实施例中，所述金属微粒运动平台4包括试品台4-1、金属垫块4-2以及有机玻璃罩4-3。本实施例中试品台4-1尺寸应与实验腔体相配。本实施例中，试品台弧度应与腔体弧度相同，试品台边缘应为圆角结构。金属垫块4-2可有若干块。本实施例中，与试品台4-1相接的金属垫块上表面应该与试品台弧度相同，与腔体1相接的垫块下表面应该与腔体弧度相同。本实施例中金属中间的金属垫块均为长方体。通过加减垫块可以改变试品台至金属导杆的距离。本实施例中试品台上方的有机玻璃罩尺寸应该与试品台相匹配。
在一个实施例中，所述气孔位于实验腔体的上壁，所述实验腔体通过气压表及气压阀控制其内部的气体含量。
本实施例所述的气压表和气压阀用于调整实验腔体内部的气体含量，进一步控制实验腔体内部的气压，所述气孔用于配合气压表和气压阀；本实施例可通过气孔、气压表和气压阀轻松的达到控制实验腔体内部气压的效果。
在一个实施例中，所述实验腔体侧壁及前盖开有观察窗，所述观察窗的位置及孔径应与实验所需观测范围相匹配，所述观察窗上安装有相应尺寸的有机玻璃盖。
本实施例中，腔体1开有观察窗6。本实施例中共有三个观察窗，其中两个位于腔体侧下方，尺寸应与所需观测范围相匹配。其中一个观察窗可作为进光孔，另一个可用于观察微粒运动。本实施例中，腔体正前方开有观察窗，可用于观察金属微粒运动情况。，本实施例中，所有观察窗均应该配备有机玻璃盖。
在一个实施例中，所述实验腔体还包括有金属外壁和绝缘子；
所述金属外壁的制作材料包括铝或者不锈钢；
所述绝缘子为220kV盆式绝缘子，所述绝缘子能够与金属导杆相匹配。
本实施例中，实验腔体左视图如图2所示。本实施例中，实验腔体包括：金属外壁1、盆式绝缘子2、金属导杆3、金属微粒运动平台4、气压表及气阀5、观察窗6。
本实施例中，金属外壁1材料可选为铝或者不锈钢。本实施例中，2为220kV盆式绝缘子。本实施例中，金属导杆3材料可选为铝或者不锈钢，金属导杆直径应与绝缘子2相匹配。本实施例中，金属导杆长度可为腔体长度的1/2～2/3，金属导杆头部应有尺寸合适的球头，保证电场均匀。
本实施例中，实验腔体主视图如图3所示。包括金属导杆1、观察窗转接段2、气阀及气压表3、有机玻璃盖4、试品台5以及金属垫块6。
本实施例中，观察窗转接段2与实验腔体相接处应为圆角结构，保证电场均匀。本实施例中，左侧观察窗作为进光孔，右侧观察窗可进行拍摄记录。
虽然已示例实施例描述了本公开，但应理解，本公开不限于上述的示例性实施例。对于本领域技术人员显然的是，可以在不背离本公开的范围和精神的条件下修改上述的示例性实施例。所附的权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
Claims (10)
1.一种GIS中金属微粒运动状况模拟及监测实验平台，其特征在于：
所述实验平台包括电压输出及测量模块、高压套管及转接模块、实验腔体、远程监测模块；
所述电压输出及测量模块对高压套管及转接模块施加电压；
所述高压套管及转接模块通过转接段与实验腔体相连接；
所述远程监测模块用于实时监测并记录实验腔体内的情况；
所述实验平台通过调整电压输出及测量模块的输出电压，利用远程监测模块来观察实验腔体内金属微粒的运动轨迹与施加电压之间的关系。
2.根据权利要求1所述实验平台，其特征在于：优选的，所述电压输出及测量模块包括高压电源、分压器以及控制柜；
所述高压电源为高压直流源或高压交流源，用于输出电压；
所述分压器用于测量高压电源的输出电压；
所述控制柜用于调控高压电源所施加的电压。
3.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于：所述高压套管及转接模块包括高压套管及转接段；
所述高压套管经过母线将电压输出及测量模块所施加的电压作用于实验腔体；
所述高压套管的电压等级能够根据实验所需电压等级进行调整；
所述转接段能够与高压套管匹配，所述转接段内充入适量SF6气体，用于保证其绝缘强度。
4.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于：所述实验腔体包括金属导杆、金属微粒运动平台、气孔、气压表、气压阀以及观察窗；
所述实验腔体内充有适量SF6气体，最高可达0.8MPa。
5.根据权利要求4所述的试验平台，其特征在于：所述远程监测模块包括无线高清摄像机、光源、路由器以及控制终端；
所述光源位置根据现场光照情况及拍摄角度分布，位于观察窗；
所述高清摄像头用于透过观察窗观察金属微粒在电场作用下运动状况，并经过无线网传输到控制终端进行观察及记录。
6.根据权利要求4所述的实验平台，其特征在于：所述金属导杆的尺寸能够与实验腔体匹配，所述金属导杆末端为圆角结构，头部安装有尺寸合适的球头。
7.根据权利要求4所述的实验平台，其特征在于：所述金属微粒运动平台包括试品台、有机玻璃罩以及若干垫块；
所述试品台的尺寸与实验腔体相匹配，所述试品台的弧度与腔体的弧度相同，所述试品台边缘为圆角结构；
所述有机玻璃罩位于试品台上方，所述有机玻璃罩的尺寸与所述试品台相匹配；
所述若干垫块用于控制试品台与实验腔体内导杆的距离；所述若干垫块中最上方垫块的上表面应与所述试品台弧度相同，所述垫块中最下方垫块的下表面应与所述腔体弧度相同，所述其他垫块均为长方体。
8.根据权利要求4所述的实验平台，其特征在于：所述气孔位于实验腔体的上壁，所述实验腔体通过气压表及气压阀控制其内部的气体含量。
9.根据权利要求4所述的实验平台，其特征在于：所述实验腔体侧壁及前盖开观察窗，所述观察窗的位置及孔径应与实验所需观测范围相匹配，所述观察窗上安装有相应尺寸的有机玻璃盖。
10.根据权利要求4所述的试验平台，其特征在于：所述实验腔体还包括有金属外壁和绝缘子；
所述金属外壁的制作材料包括铝或者不锈钢；
所述绝缘子为220kV盆式绝缘子，所述绝缘子能够与金属导杆相匹配。
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