CN110308388A - 一种用于测试gis绝缘拉杆的电气性能的装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置及测试方法，所述装置包括：支架组件、高压侧电极组件、低压侧电极组件和驱动机构，在测试时通过驱动机构带动绝缘拉杆运动，进而改变绝缘拉杆与高压侧电极组件的高压侧屏蔽结构和低压侧电极组件的低压屏蔽结构的相对位置，从而模拟绝缘拉杆在分闸状态和合闸状态以及切换状态时的运动过程的运行工况，以对绝缘拉杆在多种状态下的电气性能进行测试。本发明提供的测试装置能模拟绝缘拉杆在运行中的不同状态；测试方法简便，解决了现有绝缘拉杆试验工装有效绝缘距离过大、运动过程中动态电场变化作用无法考核的问题，能够有效考核绝缘拉杆的电气性能、检测内部微小缺陷，有利于提升产品质量水平。
Description
技术领域
本发明涉及电气设备技术领域，并且更具体地，涉及一种用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置及测试方法。
背景技术
绝缘拉杆是气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosedswitchgear，GIS)中的重要部件，广泛应用在断路器、隔离开关和电阻开关中，为运动机构传递动力和能量，同时还起着电气绝缘的作用。在运行状态下，绝缘拉杆的两端(包括金属件和一部分绝缘杆)分别插入不同电位的金属屏蔽罩中并与驱动机构相连，因此绝缘拉杆的有效绝缘距离仅为绝缘杆长度的一部分。目前普遍使用的绝缘拉杆电气试验工装，是在绝缘拉杆的整个绝缘部分上施加试验电压，增大了有效绝缘距离，致使试验时的电场强度偏低，而且最大场强位置也不同于运行工况，这样就不能有效地考核绝缘拉杆的电气性能；并且传统试验工装采用对绝缘拉杆静态施加电压的方式，无法考核绝缘拉杆在运动过程中的电气性能。
因此，需要一种能够准确的测量GIS绝缘拉杆的电气性能，且兼顾多状态测量的装置。
发明内容
本发明提出一种用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置及测试方法，以解决现有的实验工装不能准确测试绝缘拉杆的电气性能，并且不能兼顾多状态测量的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置，其特征在于，所述装置包括：支架组件、高压侧电极组件、低压侧电极组件和驱动机构，
所述支架组件，包括：上支撑板、下支撑座和支撑杆，所述上支撑板通过所述支撑杆连接安装在所述下支撑座上；
所述高压电极组件，包括：高压侧屏蔽结构、高压侧连接结构和高压侧接线端子，
所述高压侧屏蔽结构抵接在所述上支撑板的底壁上；所述高压侧连接结构位于所述高压侧屏蔽结构内部，一端与所述高压侧屏蔽结构相连接，另一端与绝缘拉杆一端的金属件相连接；所述高压侧接线端子的一端贯穿所述上支撑板与所述高压侧屏蔽结构接触，另一端与外部高压源相连接；
所述低压侧电极组件，包括：低压侧屏蔽结构和低压侧底盘，所述低压侧屏蔽结构安装在所述下支撑座上；所述低压侧底盘位于所述低压侧屏蔽结构内部，所述低压侧底盘的用于安装所述绝缘拉杆，并与驱动机构相连接；
所述驱动机构，用于带动所述低压侧底盘及绝缘拉杆沿所述绝缘拉杆的轴向运动，以改变绝缘拉杆与高压侧电极组件的高压侧屏蔽结构和低压侧电极组件的低压屏蔽结构的相对位置。
优选地，其中所述装置还包括：
控制模块，与所述驱动机构相连接，用于控制所述驱动机构，以使得所述绝缘拉杆处于合闸状态、分闸状态或二者之间的运动状态。
优选地，其中所述高压侧屏蔽结构、低压侧屏蔽结构和高压侧接线端子均为金属材料。
优选地，其中所述高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构之间的距离与实际运行工况相同。
根据本发明的另一个方面，提供了一种使用如上所述的用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置测试GIS绝缘拉杆的电气性能的方法，包括：
将所述绝缘拉杆安装到该装置上，并将该装置置于密封试验罐内；
在所述密封试验罐内充入绝缘气体，以使得所述密封试验罐内的压力达到预设压力阈值；
对该装置施加预设电压阈值的实验电压；
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆沿所述绝缘拉杆的轴向运动，以分别模拟绝缘拉杆在分闸状态、合闸状态和切换状态时的运动过程的运行工况，并对绝缘拉杆在不同状态下的电气性能进行测试；其中，在测试过程中持续施加实验电压。
优选地，其中所述方法还包括：对所述绝缘拉杆进行预处理。
优选地，其中所述对所述绝缘拉杆进行预处理包括：
用酒精清洁所述绝缘拉杆的表面，并对所述绝缘拉杆依次进行干燥处理和去静电处理。
优选地，其中所述绝缘气体为SF6气体。
优选地，其中所述控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，以分别模拟绝缘拉杆在分闸状态、合闸状态和切换状态时的运动过程的运行工况，并对绝缘拉杆在不同状态下的电气性能进行测试，包括：
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于分闸状态下，并保持预设时间段，以对处于分闸状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试；
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于合闸状态下，并保持预设时间段，以对处于合闸状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试；以及
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于合闸状态和分闸状态之间的运动状态，以对处于运动状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试。
优选地，其中当所述绝缘拉杆处于合闸状态或分闸状态时，所述高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构的边沿相对所述绝缘拉杆的位置与实际运行工况一致。
本发明提供了一种用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置及测试方法，所述装置包括：支架组件、高压侧电极组件、低压侧电极组件和驱动机构，在测试时通过驱动机构带动绝缘拉杆运动，进而改变绝缘拉杆与高压侧电极组件的高压侧屏蔽结构和低压侧电极组件的低压屏蔽结构的距离，从而模拟绝缘拉杆在分闸状态、合闸状态以及切换状态时的运动过程的运行工况，以对处于不同状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试。本发明的装置能模拟绝缘拉杆在运行中的不同状态，使试验时的电场分布与实际运行情况相似；使用方便，测试方法简便，解决了现有绝缘拉杆试验工装有效绝缘距离过大、运动过程中动态电场变化作用无法考核的问题，能够有效考核绝缘拉杆的电气性能、检测内部微小缺陷，有利于提升产品质量水平。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明实施方式的用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置100的结构示意图；以及
图2为根据本发明实施方式的测试GIS绝缘拉杆的电气性能的方法200的流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明实施方式的用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置100的结构示意图。如图1所示，本发明的实施方式提供的用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置，能模拟绝缘拉杆在运行中的不同状态，使试验时的电场分布与实际运行情况相似；使用方便，测试方法简便，解决了现有绝缘拉杆试验工装有效绝缘距离过大、运动过程中动态电场变化作用无法考核的问题，能够有效考核绝缘拉杆的电气性能、检测内部微小缺陷，有利于提升产品质量水平。本发明的实施方式提供的用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置100，所述装置包括：支架组件101、高压侧电极组件102低压侧电极组件103和驱动机构10。
优选地，所述支架组件101，包括：上支撑板1、下支撑座2和支撑杆3，所述上支撑板通过所述支撑杆连接安装在所述下支撑座上。
优选地，所述高压电极组件102，包括：高压侧屏蔽结构4、高压侧连接结构5和高压侧接线端子6。其中，所述高压侧屏蔽结构4抵接在所述上支撑2板的底壁上；所述高压侧连接结构5位于所述高压侧屏蔽结构4内部，一端与所述高压侧屏蔽结构4相连接，另一端与绝缘拉杆8一端的金属件相连接；所述高压侧接线端子6的一端贯穿所述上支撑板1与所述高压侧屏蔽结构5接触，另一端与外部高压源相连接。
优选地，所述低压侧电极组件103，包括：低压侧屏蔽结构7和低压侧底盘9。其中，所述低压侧屏蔽结构7安装在所述下支撑座2上；所述低压侧底盘9位于所述低压侧屏蔽结构7内部，所述低压侧底盘9的用于安装所述绝缘拉杆8，并与驱动机构10相连接。
优选地，所述驱动机构10，用于带动所述低压侧底盘7及绝缘拉杆8沿所述绝缘拉杆8的轴向运动，以改变绝缘拉杆8与高压侧电极组件的高压侧屏蔽结构4和低压侧电极组件的低压屏蔽结构7的相对位置。
优选地，其中所述装置还包括：控制模块，与所述驱动机构相连接，用于控制所述驱动机构，以使得所述绝缘拉杆处于合闸状态、分闸状态或二者之间的运动状态。
优选地，其中所述高压侧屏蔽结构、低压侧屏蔽结构和高压侧接线端子均为金属材料。
优选地，其中所述高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构之间的距离与实际运行工况相同。
在本发明的实施方式中，高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构可以为屏蔽罩。在驱动机构的下方设置有支撑板，该支撑板与下支撑座相连接。支撑杆为长度可调节的支撑杆，用于根据测试需求调节高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构的距离，以与实际运行工况相同。
图2为根据本发明实施方式的测试GIS绝缘拉杆的电气性能的方法200的流程图。如图2所示，本发明的实施方式提供的测试GIS绝缘拉杆的多状态电气性能的方法200从步骤201处开始，在步骤201将所述绝缘拉杆安装到该装置上，并将该装置置于密封试验罐内。
优选地，其中所述方法还包括：对所述绝缘拉杆进行预处理。
优选地，其中所述对所述绝缘拉杆进行预处理包括：
用酒精清洁所述绝缘拉杆的表面，并对所述绝缘拉杆依次进行干燥处理和去静电处理。
在本发明的实施方式中，在测试时为了保证测试的准确性，对待测试的绝缘拉杆表面进行清洁处理，以去除绝缘子表面静电和附着的异物，具体地包括：先使用浸润酒精的无毛纸对待测试的绝缘拉杆表面进行清洁擦拭，再使用干燥的无毛纸进行二次擦拭，最后使用离子风机对绝缘拉杆表面进行去静电处理。
在对绝缘拉杆进行处理后，将绝缘拉杆一端的金属件与高压侧电极组件中的高压侧连接结构相连，另一端的金属件安装在低压电极组件的低压侧地盘上，并调整高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构之间的距离，与实际运行工况相同。安装好后，将带有绝缘拉杆的装置送入密封试验罐中。
在步骤202，在所述密封试验罐内充入绝缘气体，以使得所述密封试验罐内的压力达到预设压力阈值。
优选地，其中所述绝缘气体为SF6气体。
在本发明的实施方式中，绝缘气体为SF6气体。当然也可以选择其他具有绝缘功能的气体。预设压力阈值根据测试需求自行设置，可以通过压力测量仪测量密封试验罐内的压力。
在步骤203，对该装置施加预设电压阈值的实验电压。
在步骤204，控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆沿所述绝缘拉杆的轴向运动，以分别模拟绝缘拉杆在分闸状态、合闸状态和切换状态时的运动过程的运行工况，并对绝缘拉杆在不同状态下的电气性能进行测试；其中，在测试过程中持续施加实验电压。
优选地，其中所述控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，以分别模拟绝缘拉杆在分闸状态、合闸状态和切换状态时的运动过程的运行工况，并对绝缘拉杆在不同状态下的电气性能进行测试，包括：
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于分闸状态下，并保持预设时间段，以对处于分闸状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试；
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于合闸状态下，并保持预设时间段，以对处于合闸状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试；以及
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于合闸状态和分闸状态之间的运动状态，以对处于运动状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试。
优选地，其中当所述绝缘拉杆处于合闸状态或分闸状态时，所述高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构的边沿相对所述绝缘拉杆的位置与实际运行工况一致。
在本发明的实施方式中，预设时间段为10分钟。在施加预设电压阈值的实验电压后，首先控制驱动机构带动绝缘拉杆运动，使绝缘拉杆处于分闸状态下，并保持10分钟；然后，控制驱动机构带动绝缘拉杆运动，使绝缘拉杆处于合闸状态下，并保持10分钟，以完成测试电气性能测试。其中，在测试过程中，维持试验电压不变。
在本发明的实施方式中，可以通过局部放电测量方法(脉冲电流法、特高频法等)获得绝缘拉杆在测试过程中的局部放电量，并根据局部放电量确定绝缘拉杆的电气性能。例如，设置放电量阈值为3pC,若检测到的局部放电量小于等于3pC，则确定该绝缘拉杆的电气性能为合格，否则为不合格。
本发明的实施例的测试GIS绝缘拉杆的电气性能的方法200与本发明的另一个实施例的用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置100相对应，在此不再赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (10)
1.一种用于测试GIS绝缘拉杆的电气性能的装置，其特征在于，所述装置包括：支架组件、高压侧电极组件、低压侧电极组件和驱动机构；
所述支架组件，包括：上支撑板、下支撑座和支撑杆，所述上支撑板通过所述支撑杆连接安装在所述下支撑座上；
所述高压电极组件，包括：高压侧屏蔽结构、高压侧连接结构和高压侧接线端子，
所述高压侧屏蔽结构抵接在所述上支撑板的底壁上；所述高压侧连接结构位于所述高压侧屏蔽结构内部，一端与所述高压侧屏蔽结构相连接，另一端与绝缘拉杆一端的金属件相连接；所述高压侧接线端子的一端贯穿所述上支撑板与所述高压侧屏蔽结构接触，另一端与外部高压源相连接；
所述低压侧电极组件，包括：低压侧屏蔽结构和低压侧底盘，所述低压侧屏蔽结构安装在所述下支撑座上；所述低压侧底盘位于所述低压侧屏蔽结构内部，所述低压侧底盘的用于安装所述绝缘拉杆，并与驱动机构相连接；
所述驱动机构，用于带动所述低压侧底盘及绝缘拉杆沿所述绝缘拉杆的轴向运动，以改变绝缘拉杆与高压侧电极组件的高压侧屏蔽结构和低压侧电极组件的低压屏蔽结构的相对位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
控制模块，与所述驱动机构相连接，用于控制所述驱动机构，以使得所述绝缘拉杆处于合闸状态、分闸状态或二者之间的运动状态。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压侧屏蔽结构、低压侧屏蔽结构和高压侧接线端子均为金属材料。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构之间的距离与实际运行工况相同。
5.一种使用如权利要求1-4中任一项所述的装置测试GIS绝缘拉杆的电气性能的方法，包括：
将所述绝缘拉杆安装到该装置上，并将该装置置于密封试验罐内；
在所述密封试验罐内充入绝缘气体，以使得所述密封试验罐内的压力达到预设压力阈值；
对该装置施加预设电压阈值的实验电压；
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆沿所述绝缘拉杆的轴向运动，以分别模拟绝缘拉杆在分闸状态、合闸状态和切换状态时的运动过程的运行工况，并对绝缘拉杆在不同状态下的电气性能进行测试；其中，在测试过程中持续施加实验电压。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述绝缘拉杆进行预处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述绝缘拉杆进行预处理包括：
用酒精清洁所述绝缘拉杆的表面，并对所述绝缘拉杆依次进行干燥处理和去静电处理。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述绝缘气体为SF6气体。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，以分别模拟绝缘拉杆在分闸状态、合闸状态和切换状态时的运动过程的运行工况，并对绝缘拉杆在不同状态下的电气性能进行测试，包括：
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于分闸状态下，并保持预设时间段，以对处于分闸状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试；
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于合闸状态下，并保持预设时间段，以对处于合闸状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试；以及
控制所述驱动机构带动所述绝缘拉杆运动，使所述绝缘拉杆处于合闸状态和分闸状态之间的运动状态，以对处于运动状态的绝缘拉杆的电气性能进行测试。
10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述绝缘拉杆处于合闸状态或分闸状态时，所述高压侧屏蔽结构和低压侧屏蔽结构的边沿相对所述绝缘拉杆的位置与实际运行工况一致。
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