CN106093723B - 直流绝缘子绝缘试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高压绝缘设备领域，特别涉及直流绝缘子绝缘试验装置及方法，直流绝缘子绝缘试验装置包括竖直设置的高压引入套管和水平设置的与高压引入套管连接的试验筒体，高压引入套管和试验筒体具有贯通的密封腔，高压引入套管内设有高压引入装置，试验筒体内设有与高压引入装置电连接的高压导体，高压导体悬伸配置在试验筒体内，所述的试验筒体上离开与高压引入套管的连接处的顶部或底部设有与试验筒体电连接的绝缘子接地端安装座，高压导体上设有与绝缘子接地端安装座相对设置的绝缘子高压端安装座，绝缘子接地端安装座与绝缘子高压端安装座间用于试验时支撑装配被测试绝缘子，解决了目前的绝缘子绝缘试验装置不能满足直流绝缘子试验要求的问题。

Description

直流绝缘子绝缘试验装置及方法

技术领域

本发明涉及高压绝缘设备领域，特别涉及直流绝缘子绝缘试验装置及方法。

背景技术

随着“大力开发西部水电火电资源，实施西电东送”电力发展战略的实施，国家对新疆、西藏等西部地区能源资源的开发力度将进一步加大。为了减少输电走廊、提高输电效率、降低输电成本，迫切需要建设特高压直流输电线路。与交流输电相比，高压直流输电在长距离（>600km）输电中具有输电能力强、线路损耗小、故障损失小等优点，尤其是新近发展起来的柔性直流输电技术，特别适用于长距离大容量送电。

直流输电工程的建设对于直流开关设备的需求日益提高。直流柱式绝缘子是直流输变电开关设备内部起支撑导体、对地绝缘的核心部件，广泛应用于直流穿墙高压引入套管、直流GIL、直流GIS等开关设备，其运行状况与交流状态下存在明显差异。直流条件下电场具有单向稳定性，绝缘子表面由于电流的存在，易产生电荷积累效应，使其击穿和沿面闪络的特性与在交流条件下有很大差别，直接影响到直流输电系统的可靠性。绝缘试验是验证柱式绝缘子绝缘性能的重要试验，是应用于产品中柱式绝缘子的必检项目，对于保证绝缘子的使用性能具有十分重要的作用。与交流绝缘试验相比，直流绝缘试验在试验时间、试验项目等方面的要求更加苛刻，因而对直流绝缘子绝缘试验装置提出了更高的要求，直流绝缘子绝缘试验需要进行全套交流和直流试验，其中直流耐压试验时间120min，直流极性反转试验225min，试验时间远远长于交流工频耐压规定的1min，普通的绝缘子绝缘试验装置包括竖直设置的高压引入套管和横向连接在高压引入套管上的试验筒体，高压引入套管内设有高压引入装置，试验筒体内设有与高压引入装置相连的高压导体，在高压导体与高压引入装置连接处设置有用于支撑高压导体的绝缘盆子。由于高压引入套管与试验筒体被绝缘盆子分隔开成两个相互独立的腔室，实验前需要对这两个腔室分别充绝缘气体，试验后需要分别对两个腔室放气，增加了实验抽真空、充绝缘气体的时间。这种交流绝缘试验装置的绝缘盆子支撑高压导杆，在高压直流绝缘试验条件下，绝缘盆子由于绝缘材料的限制容易被击穿，严重影响高压直流绝缘试验的试验结果，无法满足绝缘要求，而且，与高压导体连接的支撑高压导体的其他支撑绝缘子的存在也会对被测试柱式绝缘子的绝缘试验结果产生严重的影响，因此目前的交流绝缘子绝缘试验装置不能用于直流绝缘子绝缘试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流绝缘子绝缘试验方法，以解决目前的直流绝缘子绝缘试验方法使用绝缘支撑不能满足直流绝缘子绝缘试验要求导致试验失败的问题；另外，本发明的目的还在于提供一种实现上述直流绝缘子绝缘试验方法的直流绝缘子绝缘试验装置。

为实现上述目的，本发明的直流绝缘子绝缘试验装置的技术方案为：直流绝缘子绝缘试验装置，包括竖直设置的高压引入套管和水平设置的与高压引入套管连接的试验筒体，高压引入套管和试验筒体具有相贯通的密封腔，所述的高压引入套管内设有高压引入装置，所述的试验筒体内设有与高压引入装置电连接的高压导体，所述的高压导体悬伸配置在试验筒体内，所述的试验筒体上离开与高压引入套管的连接处的顶部或底部设有与试验筒体电连接的绝缘子接地端安装座，所述的高压导体上设有与绝缘子接地端安装座相对设置的绝缘子高压端安装座，绝缘子接地端安装座与绝缘子高压端安装座之间用于试验时支撑装配被测试绝缘子。该直流绝缘子绝缘试验装置的高压导体在使用时由被测试绝缘子单独支撑，不需要绝缘盆子等其他绝缘子的支撑，也就避免了其他绝缘子对被测试绝缘子的绝缘试验结果产生影响，满足了直流绝缘子绝缘试验的要求。

更进一步的，所述的试验筒体上与绝缘子接地端安装座相对应的位置设有接地端密封盖，所述的接地端安装座通过接地端密封盖安装在筒体上，所述的试验筒体上与绝缘子接地端安装座沿试验筒体径向相对的一侧设有用于拆装绝缘子的绝缘子拆装口，所述的绝缘子拆装口处设有拆装密封盖。通过绝缘子拆装口和接地端密封盖拆装绝缘子，使得更换绝缘子时不需要拆卸整个试验装置，极大地提高了更换绝缘子的效率。

更进一步的，所述的绝缘子高压端安装座上朝向绝缘子接地端安装座的一侧设有用于固定绝缘子的螺钉固定孔，朝向绝缘子拆装口的一侧设有螺钉拆装口，方便了绝缘子的拆装。

更进一步的，所述的绝缘子高压端安装座上用于与被测试绝缘子连接的连接处的周围设有弧形结构，保证了试验装置的稳定性。

更进一步的，所述的绝缘子高压端安装座上设有与所述的高压导体电连接的插装结构，在保证良好的电连接的同时能够方便绝缘子高压端安装座的安装。

更进一步的，所述的插装结构为高压导体插接孔，所述的高压导体插接孔设有触指安装槽，触指安装槽内装配有弹簧触指，绝缘子高压端安装座通过弹簧触指与高压导体电连接，将触指直接安装在高压导体插接孔内使得与高压导体的连接更可靠。

更进一步的，所述的高压导体沿前后方向延伸，高压导体的前端与所述的高压引入装置连接，所述的绝缘子高压端安装座设置在高压导体的后端，所述的绝缘子高压端安装座上设有与高压导体相对设置的沿前后方向延伸的连接杆，连接杆的后端设有屏蔽罩，屏蔽罩避免了端部电场集中。

更进一步的，所述的高压导体的长度尺寸与连接杆的长度尺寸相等或相当，最大限度的使高压导体与连接杆的由被测试绝缘子支撑。

更进一步的，所述的屏蔽罩为球形屏蔽罩，屏蔽效果更好，球形屏蔽罩通过触座与连接杆电连接。

本发明的直流绝缘子绝缘试验方法的技术方案为：在试验筒体内悬伸配置与高压引入装置电连接的高压导体，将被测试绝缘子支撑装配在试验筒体内即将被测试绝缘子既作为被测试件也作为支撑件进行绝缘试验，取得试验结果。通过将高压导体悬伸配置在试验筒体内，实现高压导体为试验筒体内无绝缘支撑的高压导体，试验时将被测试绝缘子既作为被测试件也作为支撑件进行绝缘试验，也就避免了其他绝缘子对被测试绝缘子的绝缘试验结果产生影响。

本发明的有益效果为：本发明的直流绝缘子绝缘试验装置的所述的高压导体悬伸配置在试验筒体内，绝缘子接地端安装座与绝缘子高压端安装座之间用于试验时支撑装配被测试绝缘子，高压引入套管与试验筒体的密封腔贯通，提高了向高压引入套管与试验筒体内充气的效率，同时，高压导体在使用时由被测试绝缘子支撑，不需要绝缘盆子等其他绝缘子的支撑，也就避免了其他绝缘子对被测试绝缘子的绝缘试验结果产生影响。

附图说明

图1为本发明的直流绝缘子绝缘试验装置的具体实施例1的结构图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为本发明的的直流绝缘子绝缘试验装置的具体实施例2的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的直流绝缘子绝缘试验装置的具体实施例，常规交流绝缘试验装置的高压引入套管和试验筒体之间采用盆式绝缘子连接，这种连接方式的将高压引入套管和试验筒体分隔成2个独立的气室，实验前需要对这两个腔室分别充绝缘气体，试验后需要分别对两个腔室放气，增加了实验抽真空、充绝缘气体的时间。盆式绝缘子本身属于绝缘结构，其设计和制造技术属于直流输电技术中的难点。更为重要的是，交流耐压和直流耐压试验的耐压时间和环境差别很大，在直流场条件下盆式绝缘子的容易被击穿，被击穿的盆式绝缘子对试验数据产生干扰，对被测试绝缘子的绝缘试验结果产生严重的影响。所以，目前的耐压试验装置只适用于交流条件下的耐压试验，包括工频耐压试验、交流耐压条件下的局部放电测量、雷电冲击和操作冲击试验，不适用于直流耐压、直流极性反转试验，基于此，发明人采用新的设计思路设计出本发明的直流绝缘子绝缘试验装置。

如图1至图2所示，该直流绝缘子绝缘试验装置包括具有相贯通的密封腔的高压引入套管和试验筒体，高压引入套管竖直设置，试验筒体水平设置并沿前后方向延伸，高压引入套管1和试验筒体2内均充入有指定压力的SF6气体。高压引入套管1内设有绝缘筒和高压引入装置11，试验筒体2内悬装有与高压引入装置相连的水平设置并沿前后方向延伸的高压导体3，高压引入装置11上设有与高压导体3连接的高压导体安装座，在本实施例中，高压导体安装座为高压导体触座14。

试验筒体2在离开与高压引入套管的连接处的底部通过螺钉固定有接地端密封盖22，接地端密封盖22上通过螺钉固定连接有用于固定柱式绝缘子7的绝缘子接地端安装座8，试验时待测试的柱式绝缘子7通过螺钉固定在绝缘子接地端安装座8上，试验筒体上与绝缘子接地端安装座沿试验筒体径向相对的一侧即筒体试验段的顶部设有绝缘子拆装口21，绝缘子拆装口21处设有拆装密封盖23，方便被测试绝缘子的拆卸和安装。

高压导体3的一端与高压引入装置11连接，另一端连接有与绝缘子接地端安装座8沿试验筒体径向相对设置的绝缘子高压端安装座4。绝缘子接地端安装座8与绝缘子高压端安装座4沿试验筒体径向相对设置用于使柱式绝缘子7固定在高压导体3与绝缘筒体2之间，高压导体3在试验时仅由被测试绝缘子提供绝缘支撑，被测试绝缘子既是被测试件也是支撑件，高压导体不需要绝缘盆子等其他绝缘支撑件的支撑，消除了其他绝缘支撑件对直流绝缘试验的试验结果产生的影响。

绝缘子高压端安装座4为管状结构，绝缘子高压端安装座上朝向接地端安装座的一侧设有用于固定柱式绝缘子的螺钉固定孔42，朝向绝缘子拆装口的一侧设有螺钉拆装口41，方便螺钉的拆装。绝缘子高压端安装座4的前后两端设有插接孔，插接孔设有触指安装槽，触指安装槽内装配有弹簧触指，绝缘子高压端安装座通过弹簧触指与高压导体电连接。绝缘子高压端安装座4的后端通过插接孔电连接有连接杆6，连接杆6的前端插装在绝缘子高压端安装座4内，后端通过触座连接有球形屏蔽罩，用于屏蔽端部电压信号，避免端部电场集中。

绝缘子高压端安装座上用于与被测试绝缘子连接的连接处的周围设有弧形结构，用于优化被测试柱式绝缘子高压端电场，保证被测试柱式绝缘子表面电场分布尽量均匀，降低表面电压击穿风险。绝缘子高压端安装座为管状结构，

高压导体为空心导电杆结构，高压导体3的长度与连接杆6的长度相等，试验时被测试绝缘子可以更稳定的支撑高压导体与连接杆6。试验筒体上还焊接固定有充气接头，在试验前通过充气接头对试验筒体2内部充入指定压力的SF6气体。

高压引入装置包括设置在高压引入套管1内交流和直流高压电源通用的引入导电杆11，绝缘筒套设在引入导电杆11的外围。高压引入套管1与试验筒体2之间设有通过法兰和螺栓固定连接，法兰接触面设有密封槽和密封圈，保证连接处的气密性。高压引入装置还包括与引入导电杆11电连接的接头杆13，接头杆13通过高压导体触座14与高压导体3插合连接，这种方式保证了该直流绝缘子绝缘试验装置具有更高的检测电压以及更加可靠的检测结果。高压导体触座14由导电块和触指座通过螺栓连接而成。屏蔽罩5与连接杆6也通过有导电块和触指座通过螺栓连接而成的屏蔽罩触座连接，并且两个触座所用的导电块与触指座的规格相同，减少了该绝缘实验装置的零部件数量，降低了制造成本和装配难度。

本发明的绝缘子接地端安装座为独立的装配的装配单元，试验结束更换被测试柱式绝缘子时，不用拆开整套试验装置，只需要将导电杆通过吊装工具固定，用叉车将直流柱式绝缘子装配7从试验筒体2下部托举出来，即可实现试验件的更换，大大减轻了劳动强度，提高了试验效率。具体拆装过程为：将试验筒体内的绝缘气体放出，拆掉拆装密封盖，然后通过吊装工具将绝缘子高压端安装座吊起固定，并通过绝缘子拆装口、螺钉拆装口伸入拆装工具将绝缘子高压端安装座上固定柱式绝缘子的螺钉拆除，用叉车将柱式绝缘子和绝缘子接地端安装座一起从试验筒体下部托举起来，然后拆掉接地端密封盖，启动叉车使柱式绝缘子下落，完成柱式绝缘子的拆除，安装过程与上述过程原理相同，不在赘述。

直流绝缘子绝缘试验方法的步骤如下：1）整套试验装置使用前需要根据被试柱式绝缘子的电压等级指定相应的绝缘试验项目及试验参数；2）将该直流绝缘子绝缘试验装置的各组件之间的可靠连接，在试验筒体内悬伸配置与高压引入装置电连接的高压导体，将被测试绝缘子支撑装配在试验筒体内即即将被测试绝缘子既作为被测试件也作为支撑件进行绝缘试验；3）通过充气接头8将筒体2内部抽到指定压力的真空度，再冲入指定压力的SF6气体；4）将筒体2上的接地块通过金属导线可靠接地，将试验电源与高压引入套管1实现电气连接。启动试验电源，按照设定试验项目进行柱式绝缘子绝缘试验，取得试验结果。在其他实施例中，由于步骤1）、3）、4）为现有的常规绝缘子试验方法的步骤，根据实际需要可以删减，比如：在不需要充气的绝缘试验中可以省去步骤3），而步骤1）、4）也可以在试验步骤前预先准备。

由于本发明的直流绝缘子绝缘试验装置的试验筒体内引入无支撑的高压导体，在试验时将被测试件既作为支撑件也作为被测试件，消除了直流绝缘子绝缘试验装置自身的绝缘支撑件对被测试绝缘子的直流绝缘试验结果的影响。

本发明直流绝缘子绝缘试验装置的高压引入套管和试验筒体之间没有选用盆式绝缘子，尽可能地避免了其它绝缘件对试验绝缘子的干扰，只在套管中使用了绝缘筒，被测试绝缘子和套管绝缘筒之间的高压导体的长度可以根据需要调整，保证绝缘子和套管绝缘筒之间的距离足够远，避免两个绝缘件之间的电场互相影响。本套试验装置能够进行交流和直流全套耐压试验，包括工频耐压试验、交流耐压条件下的局部放电测量、雷电冲击和操作冲击、直流耐压并局放测量、极性反转并局放测量。

本发明的直流绝缘子绝缘试验装置的具体实施例2，本实施例中直流绝缘子绝缘试验装置与上述实施例1的区别仅在于：如图3所示，绝缘子接地端安装座8设置在试验筒体2的上端，相应的，试验筒体2上设有接地端密封盖22设置在试验筒体的上方，拆装密封盖23设在与接地端密封盖沿试验筒体径向相对的一侧。绝缘子高压端安装座4上朝向接地端安装座的一侧设有用于固定绝缘子的螺钉固定孔42，朝向绝缘子拆装口的一侧设有螺钉拆装口41。由于绝缘子接地端安装座还可以设置在试验筒体的试验段的顶部，此时绝缘子拆装口设置在底部，拆装时通过绝缘子拆装口将用于固定绝缘子的螺钉拆除，然后将接地端密封盖拆卸掉，通过吊装工具将绝缘子从试验筒体的顶部吊出来，完成拆卸。

本发明的直流绝缘子绝缘试验方法的具体实施例，该直流绝缘子绝缘试验方法的操作步骤与上述直流绝缘子绝缘试验装置的具体实施例1中所述的直流绝缘子绝缘试验方法的操作步骤相同，不在赘述。

在本发明的直流绝缘子绝缘试验方法及直流绝缘子绝缘试验装置，上述直流绝缘子绝缘试验装置也可以用于测试直流绝缘杆、直流盆式绝缘子等其他绝缘件；上述被测试绝缘子还可以跟随该直流绝缘子绝缘试验装置的拆装实现拆装；上述试验筒体上的绝缘子拆装口也可以不设，而将试验筒体的试验段设置成分体式结构，从而实现被测试绝缘子的拆装；上述高压引入装置的接头杆也可以不设，高压导体直接与引入导电杆电连接。

Claims (10)

1.直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：包括竖直设置的高压引入套管和水平设置的与高压引入套管连接的试验筒体，高压引入套管和试验筒体具有相贯通的密封腔，所述的高压引入套管内设有高压引入装置，所述的试验筒体内设有与高压引入装置电连接的高压导体，所述的高压导体悬伸配置在试验筒体内，所述的试验筒体上离开与高压引入套管的连接处的顶部或底部设有与试验筒体电连接的绝缘子接地端安装座，所述的高压导体上设有与绝缘子接地端安装座相对设置的绝缘子高压端安装座，绝缘子接地端安装座与绝缘子高压端安装座之间用于试验时支撑装配被测试绝缘子。

2.根据权利要求1所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的试验筒体上与绝缘子接地端安装座相对应的位置设有接地端密封盖，所述的绝缘子接地端安装座通过接地端密封盖安装在试验筒体上，所述的试验筒体上与绝缘子接地端安装座沿试验筒体径向相对的一侧设有用于拆装绝缘子的绝缘子拆装口，所述的绝缘子拆装口处设有拆装密封盖。

3.根据权利要求2所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的绝缘子高压端安装座上朝向绝缘子接地端安装座的一侧设有用于固定绝缘子的螺钉固定孔，朝向绝缘子拆装口的一侧设有螺钉拆装口。

4.根据权利要求1或2或3所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的绝缘子高压端安装座上用于与被测试绝缘子连接的连接处的周围设有弧形结构。

5.根据权利要求1或2或3所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的绝缘子高压端安装座上设有与所述的高压导体电连接的插装结构。

6.根据权利要求5所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的插装结构为高压导体插接孔，所述的高压导体插接孔设有触指安装槽，触指安装槽内装配有弹簧触指，绝缘子高压端安装座通过弹簧触指与高压导体电连接。

7.根据权利要求1或2或3所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的高压导体沿前后方向延伸，高压导体的前端与所述的高压引入装置连接，所述的绝缘子高压端安装座设置在高压导体的后端，所述的绝缘子高压端安装座上设有与高压导体相对设置的沿前后方向延伸的连接杆，连接杆的后端设有屏蔽罩。

8.根据权利要求7所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的高压导体的长度尺寸与连接杆的长度尺寸相等或相当。

9.根据权利要求7所述的直流绝缘子绝缘试验装置，其特征在于：所述的屏蔽罩为球形屏蔽罩，球形屏蔽罩通过触座与连接杆电连接。

10.直流绝缘子绝缘试验方法，其特征在于：在试验筒体内悬伸配置与高压引入装置电连接的高压导体，将被测试绝缘子支撑装配在试验筒体内即将被测试绝缘子既作为被测试件也作为支撑件进行绝缘试验，取得试验结果；所述的试验 筒体沿径向的顶部或底部设有绝缘子接地端安装座，高压导体的一端连接有与绝缘子接地端安装座沿试验 筒体径向相对设置的绝缘子高压端安装座，被测试绝缘子支撑装配在绝缘子接地端安装座与绝缘子高压端安装座之间。