CN107515363A - 一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，包括密封罐体和设在密封罐体内的针板电极系统，密封罐体内填充有六氧化氟气体，针板电极系统包括高压电极、低压电极，以及设在两者之间的固体绝缘试样，高压电极通过高压引线与串联谐振回路相连，低压电极通过接地引线接地；本发明提供的模拟装置，结构简单，能够准确模拟固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的情况，方便定量分析固体绝缘件在长期烧蚀过程中六氟化硫气体的分解特性，使用时，通过串联谐振回路对高压电极施加电压，固体绝缘件在局部集中电应力作用下开始出现电烧蚀的情况，一定时间后，从密封罐体中抽取少量气体，即可通过专业色谱仪器等对分解后的气体成分进行定量分析。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备中特征气体组分检测领域，特别是涉及一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置。
背景技术
气体绝缘开关设备(GIS设备)目前在各电压等级变电站中得到广泛使用，为达到一定的绝缘强度，在GIS设备中通常填充有规定压力的六氟化硫气体。在GIS管道中包括盆式绝缘子、绝缘拉杆、支撑绝缘子等固体绝缘介质，在存在金属颗粒、金属尖端等绝缘缺陷或在雷电等过电压作用下，固体绝缘介质将发生闪络、烧蚀等绝缘事故。而固体绝缘介质发生故障前期产生的高温度、高场强可导致GIS设备中六氟化硫气体发生分解，产生SOF4、SOF2、SO2F2、SO2、CO2等化合物。为在实验室环境下研究GIS设备固体绝缘件缺陷与六氟化硫气体分解产物的定量关系，需要研制一套固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置。
因此提供一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，其结构简单，能够准确模拟固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的情况，方便定量分析固体绝缘件在长期烧蚀过程中六氟化硫气体的分解特性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，包括密封罐体和设在所述密封罐体内的针板电极系统，所述密封罐体内填充有六氧化氟气体，所述针板电极系统包括高压电极、低压电极，以及设在所述高压电极和所述低压电极之间的固体绝缘试样，所述高压电极通过高压引线与串联谐振回路相连，所述低压电极通过接地引线接地。
优选地，所述密封罐体上设有用于向罐内充气和从罐内抽气的阀门。
优选地，所述密封罐体上安装有用于测量罐内气压大小的压力表。
优选地，所述密封罐体包括底座、罐身和盖板，所述高压引线贯穿所述盖板，所述接地引线贯穿所述底座，所述高压引线与所述盖板之间，以及所述接地引线与所述底座之间设有绝缘套管。
优选地，所述密封罐体为铝罐。
优选地，所述针板电极系统包括板状的所述低压电极、多个所述固体绝缘试样和多个所述高压电极，所述高压电极为柱状高压电极，所述低压电极上设有用于放置各所述固体绝缘试样的多个凹槽，所述高压电极将所述固体绝缘试样顶压入所述凹槽中，且多个所述高压电极通过导电条连接。
优选地，所述针板电极系统还包括绝缘的底支撑板、顶支撑板以及连接所述底支撑板和所述顶支撑板的支撑柱，所述支撑柱的两端分别与所述底支撑板和所述顶支撑板螺纹连接，所述低压电极放置在所述底支撑板上，所述高压电极的底端与所述固体绝缘试样相抵，所述高压电极的顶端与所述顶支撑板相抵。
优选地，各所述高压电极的顶端还设有均压罩。
优选地，所述固体绝缘试样为圆片状，所述凹槽为与所述固体绝缘试样相匹配的圆形凹槽。
优选地，所述针板电极系统包括九个所述高压电极和九个固体绝缘试样，所述低压电极上设有九个所述凹槽，所述凹槽在所述低压电极板上以3×3阵列均匀排布。
本发明提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，包括密封罐体和设在密封罐体内的针板电极系统，密封罐体内填充有六氧化氟气体，针板电极系统包括高压电极、低压电极，以及设在高压电极和低压电极之间的固体绝缘试样，高压电极通过高压引线与串联谐振回路相连，低压电极通过接地引线接地。
在将针板电极系统组装好，放置入密封罐体内后，向密封罐体内部充入一定压力的六氟化硫气体，将低压电极接地，通过串联谐振回路对高压电极施加电压，固体绝缘件在局部集中电应力作用下开始出现电烧蚀的情况，一定时间后，从密封罐体中抽取少量气体，即可通过专业色谱仪器等对分解后的气体成分进行定量分析。
综上所述，本发明提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，结构简单，能够准确模拟固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的情况，方便定量分析固体绝缘件在长期烧蚀过程中六氟化硫气体的分解特性。
附图说明
图1为本发明所提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为本发明所提供的针板电极系统的一种具体实施方式的结构示意图；
图3为本发明所提供的针板电极系统的另一种具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，其结构简单，能够准确模拟固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的情况，方便定量分析固体绝缘件在长期烧蚀过程中六氟化硫气体的分解特性。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置的一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的针板电极系统的一种具体实施方式的结构示意图。
本发明具体实施方式提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，包括密封罐体1和设在密封罐体1内的针板电极系统2，密封罐体1内填充有六氧化氟气体，针板电极系统2包括高压电极21、低压电极22和固体绝缘试样23，固体绝缘试样23设在高压电极21和低压电极22之间，且固体绝缘试样23分别与高压电极21和低压电极22相抵，高压电极21通过高压引线3与串联谐振回路相连，低压电极22通过接地引线4接地。
在将针板电极系统2组装好，放置入密封罐体1内后，向密封罐体1内部充入一定压力的六氟化硫气体，将低压电极22接地，通过串联谐振回路对高压电极21施加电压，固体绝缘件在局部集中电应力作用下开始出现电烧蚀的情况，一定时间后，从密封罐体1中抽取少量气体，即可通过专业色谱仪器等对分解后的气体成分进行定量分析。
其中，固体绝缘试样23可为新出厂的固体绝缘件或使用一定年限的固体绝缘件，利用串联谐振回路加压，发生短路故障后不会出现过电压，能够保证模拟装置的安全。
综上所述，本发明提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，结构简单，能够准确模拟固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的情况，方便定量分析固体绝缘件在长期烧蚀过程中六氟化硫气体的分解特性。
在上述具体实施方式的基础上，本发明具体实施方式提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，为了便于向密封罐体1内充气，同时便于从密封罐体1内抽取气体，在密封罐体1上可以设有用于向罐内充气和从罐内抽气的阀门5；具体可以利用缓冲罐从密封罐体1内抽气，使用前将密封罐体1进行抽真空处理，然后与阀门5对接，利用负压使密封罐体1内气体充入缓冲罐中。
进一步地，在密封罐体1上还优选安装有用于测量罐内气压大小的压力表；通过压力表可实时监测密封罐体1内部压力值，充气时可根据压力表的数值确定充气量，实现在设定压力下进行模拟实验，可以最大程度模拟GIS设备用固体绝缘件在实际电应力作用下烧蚀的情况。
进一步地，密封罐体1具体可以包括底座、罐身和盖板，高压引线3贯穿盖板，以方便与外界串联谐振回路连接，接地引线4贯穿底座，以方便接地，为防止漏电情况发生，在高压引线3与盖板之间，以及接地引线4与底座之间可以设有绝缘套管6，绝缘套管6具体可以固定在盖板和底座上，组装时，与高压电极21相连的高压引线3和与低压电极22相连的接地线分别穿过相应套管从所述密封罐体1内伸出。另外，为方便模拟装置的放置，在底座底部还可以设有支腿。
本发明具体实施方式提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，密封罐体1具体可以为铝罐或不锈钢罐等，以便能够承受足够压强，满足实验需求。当然，也可以选用其他罐体，本申请对此不作具体限制。
请参考图3，图3为本发明所提供的针板电极系统的另一种具体实施方式的结构示意图。
在上述各具体实施方式的基础上，本发明具体实施方式提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，低压电极22可以为板状的低压电极22，高压电极21可以为柱状高压电极21，且针板电极系统2具体可以包括低压电极22、多个高压电极21和与高压电极21同等数量的多个固体绝缘试样23，在低压电极22上可以设有用于放置各固体绝缘试样23的多个凹槽，高压电极21将固体绝缘试样23顶压入凹槽中，且多个高压电极21通过导电条24连接，以保证各高压电极21在电气上的有效连接。
采用上述结构的针板电极系统2，组装方便，固体绝缘试样23与高压电极21和低压电极22连接稳定可靠，且可以同时模拟多个固定绝缘试样在六氟化硫气氛中的烧蚀实验，提高了实验效率。
进一步地，针板电极系统2还可以包括绝缘的底支撑板27、顶支撑板25，以及连接底支撑板27和顶支撑板25的支撑柱26，支撑柱26的两端分别与底支撑板27和顶支撑板25螺纹连接，低压电极22放置在底支撑板27上，高压电极21的底端与固体绝缘试样23相抵，且高压电极21的顶端与顶支撑板25相抵；通过调节支撑柱26与底支撑板27和顶支撑板25的连接位置，可以调节高压电极21、固体绝缘试样23和低压电极22之间的压紧程度，并实现通过高压电极21将固体绝缘试样23压入凹槽中。
进一步地，由于高压电极21处于高场强，为防止高压电极21出现尖端放电，在高压电极21端部可以进行圆角处理，另外，在各高压电极21的顶端优选还设有均压罩28，均压罩28具体可以为圆球状金属球，均压效果较好。
另外，本发明具体实施方式提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，固体绝缘试样23可以为圆片状，凹槽为与固体绝缘试样23相匹配的圆形凹槽，方便加工，且能达到更准确的模拟效果。当然，固体绝缘试样23和凹槽也可以选用其他形状，本申请对此不作具体限制。
在上述各具体实施方式的基础上，本发明具体实施方式提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，针板电极系统2具体可以包括九个高压电极21和九个固体绝缘试样23，相应地，在低压电极22上设有九个凹槽，并将固体绝缘试样23分别放置在各个凹槽中，凹槽在低压电极22板上可以以3×3阵列均匀排布，这样，形成均匀排布针板电极阵列，该电极在外施电压激励下能够产生局部均匀高场强区域，能够达到更好的烧蚀效果和模拟效果。当然，固体绝缘试样23、高压电极21的数量、排布方式并不限于此，可以根据需要具体调整，均在本发明的保护范围之内。
本发明具体实施方式提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，使用时，可以先选择固体绝缘件实物，并将其按照固定尺寸车削加工为3×3个圆形样品；然后，在模拟装置的铝制密封罐体1内部充入一定压力六氟化硫气体；再将将固体绝缘试样23紧压在圆柱电极端部，对其通过串联谐振回路施加电压，固体绝缘试样23在局部集中电应力作用下开始出现电烧蚀的情况；设定模拟装置整体加压持续时间，具体可以为10个小时(可根据实际情况自行调节持续加压时间)，且每隔1小时(可根据实际情况自行调节取样时间)将密封罐体1内部少量气体利用负压充入缓冲罐中，并用专业色谱仪器对其进行定量分析。
以上对本发明所提供的固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种固体绝缘件在六氟化硫气氛中烧蚀的模拟装置，其特征在于，包括密封罐体和设在所述密封罐体内的针板电极系统，所述密封罐体内填充有六氧化氟气体，所述针板电极系统包括高压电极、低压电极，以及设在所述高压电极和所述低压电极之间的固体绝缘试样，所述高压电极通过高压引线与串联谐振回路相连，所述低压电极通过接地引线接地。
2.根据权利要求1所述的模拟装置，其特征在于，所述密封罐体上设有用于向罐内充气和从罐内抽气的阀门。
3.根据权利要求2所述的模拟装置，其特征在于，所述密封罐体上安装有用于测量罐内气压大小的压力表。
4.根据权利要求3所述的模拟装置，其特征在于，所述密封罐体包括底座、罐身和盖板，所述高压引线贯穿所述盖板，所述接地引线贯穿所述底座，所述高压引线与所述盖板之间，以及所述接地引线与所述底座之间设有绝缘套管。
5.根据权利要求4所述的模拟装置，其特征在于，所述密封罐体为铝罐。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的模拟装置，其特征在于，所述针板电极系统包括板状的所述低压电极、多个所述固体绝缘试样和多个所述高压电极，所述高压电极为柱状高压电极，所述低压电极上设有用于放置各所述固体绝缘试样的多个凹槽，所述高压电极将所述固体绝缘试样顶压入所述凹槽中，且多个所述高压电极通过导电条连接。
7.根据权利要求6所述的模拟装置，其特征在于，所述针板电极系统还包括绝缘的底支撑板、顶支撑板以及连接所述底支撑板和所述顶支撑板的支撑柱，所述支撑柱的两端分别与所述底支撑板和所述顶支撑板螺纹连接，所述低压电极放置在所述底支撑板上，所述高压电极的底端与所述固体绝缘试样相抵，所述高压电极的顶端与所述顶支撑板相抵。
8.根据权利要求7所述的模拟装置，其特征在于，各所述高压电极的顶端还设有均压罩。
9.根据权利要求8所述的模拟装置，其特征在于，所述固体绝缘试样为圆片状，所述凹槽为与所述固体绝缘试样相匹配的圆形凹槽。
10.根据权利要求9所述的模拟装置，其特征在于，所述针板电极系统包括九个所述高压电极和九个固体绝缘试样，所述低压电极上设有九个所述凹槽，所述凹槽在所述低压电极板上以3×3阵列均匀排布。
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