CN106771941A - 一种植物绝缘油长间隙放电试验油箱 - Google Patents

一种植物绝缘油长间隙放电试验油箱 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种植物绝缘油长间隙放电试验油箱，包括箱体及设置在箱体中的可调式电极，还包括管道接口机构及均压结构，所述箱体是由环氧缠绕玻璃丝纤维材料一体成型而成的柱状绝缘体结构，所述管道接口机构与箱体内部相连通，所述均压结构通过绝缘块间隔设置在箱体上方并对应与可调式电极及管道接口机构相连；该油箱提高了设备的绝缘强度，实现了电气隔离与设备轻量化，可与外部设备实现无缝连接，能够实现交换试验用油，控制试验环境等功能，满足了用油量巨大的长间隙试验需求。

Description

一种植物绝缘油长间隙放电试验油箱
技术领域
本发明属于放电试验装置领域，具体涉及一种植物绝缘油长间隙放电试验油箱。
背景技术
现有研究表明：植物绝缘油在配电变压器中得到了良好的工程应用，并逐步向大型电力变压器应用中扩展。但是，植物绝缘油的理化与介电特性与矿物绝缘油具有显著差异，目前缺乏植物油中长间隙放电机理及影响因素方面的研究成果，阻碍了高电压等级大型植物绝缘油电力变压器的工程应用。因此，研究植物绝缘油长间隙放电机理是当前液体电介质研究领域的一个热点。长间隙放电试验油箱作为长间隙放电试验中的液体容器，其电压耐受强度，机械强度，调节功能对植物绝缘油中长间隙放电试验的试验效果具有巨大的影响。目前，国外相关研究机构主要采用的是以有机玻璃为原料的试验油箱来观测植物绝缘油长间隙流注放电。该有机玻璃机械强度不高，耐高温性能差，密封性差，无法保证试验环境的稳定，给试验带来较大的随机性。此外有机玻璃材料不均匀，透光性能不足，不易观测到微弱的植物绝缘油流注放电。而国内对于此类试验油箱的设计主要为金属方形放电试验箱，其需要昂贵且体积巨大的套管结构，因而该试验油箱耐受电压有限，体积和重量过重，不利于试验开展及设备布置，同时金属结构外壳在高电场下会威胁外部其他设备的安全。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有高电压耐受等级、高机械性能的轻型且可观测的植物绝缘油长间隙放电试验油箱。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种植物绝缘油长间隙放电试验油箱，包括箱体及设置在箱体中的可调式电极，还包括管道接口机构及均压结构，所述箱体是由环氧缠绕玻璃丝纤维材料一体成型而成的柱状绝缘体结构，其上设有观察窗，所述管道接口机构与箱体内部相连通，所述均压结构通过绝缘块间隔设置在箱体上方并对应与可调式电极及管道接口机构相连。
进一步，所述观察窗有三个，呈90°角间隔设置在柱状箱体圆周上。
进一步，所述观察窗由JGS1级光学纹影石英玻璃制成。
进一步，所述可调式电极主要由电极杆、限位旋钮、电极本体、绝缘板、金属体及接地装置组成，所述电极杆通过限位旋钮设置在箱体上端，电极杆与限位旋钮间螺纹配合且电极杆可沿轴线方向相对于限位旋钮做升降运动，所述电极本体设置在电极杆底部，所述绝缘板通过金属体对应设置在电极本体下方，所述接地装置与金属体相连接。
进一步，所述电极杆底端与金属体顶端均设有夹持槽，所述夹持槽外套装有锁紧旋钮。
进一步，所述金属体上设有限流电阻。
进一步，所述管道接口机构包括设置在箱体顶部的抽真空接口与设置在箱体侧壁上的多用接口，所述抽真空接口为双出口结构，所述多用接口端头处连接有三通接头。
进一步，所述均压结构主要由外均压环、内均压环及接线端子组成，所述接线端子设置在电极杆顶端，所述内均压环与电极杆、限位旋钮相连，所述外均压环与抽真空接口相连，所述内、外均压环间通过金属连接构件连接。
进一步，所述外均压环与内均压环均为空心铝管。
本发明的有益效果在于：
(1)该箱体在实现观测放电现象的基本功能上，提高了设备的绝缘强度，并实现了设备的轻量化，去除了套管结构的使用，降低了设备制造成本。绝缘型箱体实现了电气隔离，保护了箱体外部检测设备的安全。
(2)可与外部设备实现无缝连接，实现了与多种设备间的灵活匹配，在保证自身强度的基础上，能够实现交换试验用油，控制试验环境等功能，满足了用油量巨大的长间隙试验需求。
(3)内外双重均压环的设计实现对高压接线端附近金属结构的屏蔽作用，有效防治了电晕的发生，相比于套管结构，减少了不必要的重量及花费。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为抽真空接口的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图所示，本发明中的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，包括箱体1及设置在箱体1中的可调式电极2，还包括管道接口机构及均压结构，所述箱体1是由环氧缠绕玻璃丝纤维材料一体成型而成的柱状绝缘体结构，其上设有观察窗3，所述管道接口机构与箱体1内部相连通，所述均压结构通过绝缘块4间隔设置在箱体1上方并对应与可调式电极2及管道接口机构相连。
具体的，本实施例中的绝缘筒箱体采用的是一体成型的高强度环氧缠绕玻璃丝纤维材料，该材料具有高机械强度、高绝缘强度、耐腐蚀及轻便的特点。采用该材料制成的绝缘筒箱体可耐受600kV雷电冲击电压，工频220kV电压，直流220kV电压；质轻，总体重量不超过80公斤，移动及装卸简易；可以在48小时内保持箱体内部压强高达-0.1Mpa的真空环境；还可以承受150℃高温液体，不发生形变及泄漏。
此处的管道接口机构可与外部辅助设备无缝衔接，实现自由调节内部油温、气压、油中水分及部分试验环境的功能。均压结构可实现对高压接线端附近金属结构的屏蔽作用，防止电晕的发生。相比于常规的套管结构，减少了不必要的重量及花费，可靠保证了长间隙油隙条件下放电试验的安全性。
本实施例中的观察窗3有三个，各观察窗由JGS1级光学纹影石英玻璃制成，呈90°角间隔设置在柱状箱体圆周上。该设置可从多角度实现光学成像效果，配备的JGS1级光学纹影石英玻璃具有高强度、高透光性的特点，可视效果远超过有机玻璃材料，满足长间隙放电观测的需要。
本实施例中，所述可调式电极2主要由电极杆21、限位旋钮22、电极本体23、绝缘板24、金属体25及接地装置26组成，所述电极杆21通过限位旋钮22设置在箱体1上端，电极杆21与限位旋钮22间螺纹配合且电极杆21可沿轴线方向相对于限位旋钮22做升降运动，所述电极本体23设置在电极杆21底部，所述绝缘板24通过金属体25对应设置在电极本体23下方，所述接地装置26与金属体25相连接。通过转动电极杆21，可使电极杆21升高或降低，实现电极本体23与绝缘板24间间隙的对应调节，本实施例中限位扭紧22可使电极间隙在0至40cm距离自由精确调节，满足不同长间隙放电试验需求。
作为上述方案的进一步改进，所述电极杆21底端与金属体25顶端均设有夹持槽，所述夹持槽外套装有锁紧旋钮11。采用夹持式更换结构，通过松开或拧紧锁紧旋钮11，可实现针板、针球、球板、柱板、板板等不同搭配，电极本体23采用钨合金制作，具有耐高温、耐高电压等特点。
本实施例中，金属体25上设有限流电阻27。限流电阻27可有效降低绝缘油击穿时击穿电流过大对设备安全造成的威胁。
本实施例中，所述管道接口机构包括设置在箱体1顶部的抽真空接口5与设置在箱体1侧壁上的多用接口6，所述抽真空接口5为双出口结构，所述多用接口6端头处连接有三通接头。具体的，抽真空接口5采用金属材料，其具有两个出口，各出口均采用公制宝塔头结构，可以方便安装抽气管道及真空表。多用接口6内部采用快速接头系统，保证管道安装的方便性和密闭性，出口连接三通接头，接头两端分别通过快速接头及取样阀门实现进油和取样两种功能。
通过两部分管道的配合可以实现以下效果：
开启抽真空接口5阀门，关闭进出油阀门可实现容器真空化，作为进油的前期准备或实现对箱内绝缘油除气等功能，在油箱已真空化下向取样口连接惰性气体管道，开启取样阀门，通过吸入高速惰性气体可实现对绝缘油的搅拌功能，防止局部碳道的累积影响试验结果。
本实施例中，所述均压结构主要由外均压环7、内均压环8及接线端子9组成，所述接线端子9设置在电极杆21顶端，所述内均压环8与电极杆21、限位旋钮22相连，所述外均压环7与抽真空接口5相连，所述内、外均压环间通过金属连接构件10连接。
内均压环可保证金属限位装置表面不发生电晕放电，外均压环可保证其均压范围内的金属管道结构表面不产生电晕放电，同时在内、外均压环之间设置了金属连接构件10，保证内、外均压环处于等电势条件，防止了均压环间存在电位差所导致的放电现象。
本实施例中的外均压环7与内均压环8均为空心铝管。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种植物绝缘油长间隙放电试验油箱，包括箱体及设置在箱体中的可调式电极，其特征在于：还包括管道接口机构及均压结构，所述箱体是由环氧缠绕玻璃丝纤维材料一体成型而成的柱状绝缘体结构，其上设有观察窗，所述管道接口机构与箱体内部相连通，所述均压结构通过绝缘块间隔设置在箱体上方并对应与可调式电极及管道接口机构相连。
2.根据权利要求1所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述观察窗有三个，呈90°角间隔设置在柱状箱体圆周上。
3.根据权利要求1所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述观察窗由JGS1级光学纹影石英玻璃制成。
4.根据权利要求1所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述可调式电极主要由电极杆、限位旋钮、电极本体、绝缘板、金属体及接地装置组成，所述电极杆通过限位旋钮设置在箱体上端，电极杆与限位旋钮间螺纹配合且电极杆可沿轴线方向相对于限位旋钮做升降运动，所述电极本体设置在电极杆底部，所述绝缘板通过金属体对应设置在电极本体下方，所述接地装置与金属体相连接。
5.根据权利要求4所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述电极杆底端与金属体顶端均设有夹持槽，所述夹持槽外套装有锁紧旋钮。
6.根据权利要求4所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述金属体上设有限流电阻。
7.根据权利要求4所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述管道接口机构包括设置在箱体顶部的抽真空接口与设置在箱体侧壁上的多用接口，所述抽真空接口为双出口结构，所述多用接口端头处连接有三通接头。
8.根据权利要求7所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述均压结构主要由外均压环、内均压环及接线端子组成，所述接线端子设置在电极杆顶端，所述内均压环与电极杆、限位旋钮相连，所述外均压环与抽真空接口相连，所述内、外均压环间通过金属连接构件连接。
9.根据权利要求8所述的植物绝缘油长间隙放电试验油箱，其特征在于：所述外均压环与内均压环均为空心铝管。
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