CN112230105A - 一种改进的气体绝缘性能试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进的气体绝缘性能试验装置，该装置包括罐体；罐体设置有电击间距调节装置和通气口；通气口设置在罐体的侧面；的电击间距调节装置包高压电极导杆、低压电极导杆、螺旋杆、旋转手柄、高压电极和低压电极；低压电极导杆设置在螺旋杆内，螺旋杆的末端设置有旋转手柄，螺旋杆的首端穿过罐体的底部伸入罐体的内部；高压电极导杆的末端伸入罐体的内部且朝向低压电极导杆；低压电极与低压电极导杆的首端连接，高压电极与高压电极导杆的末端连接。通过单一通气口实现进排气和采样的功能，能够最大限度减少罐体设计中的瑕疵带来误差；通过旋转手柄对低压导电杆伸进罐体内的长度进行调节，实现控制电极之间的距离的作用。
Description
技术领域
本发明涉及到气体绝缘性能试验装置领域，尤其涉及一种改进的气体绝缘性能试验装置。
背景技术
自20世纪人工合成SF6以来，SF6因其良好的绝缘性能和优异的灭弧特性，被广泛应用于各类绝缘电气设备中。随着电力行业的高速发展，SF6的需求量日益增大。但SF6是一种温室效应极大的气体，在《京都议定书》中已经被列入限制排放的气体之一。因此，寻求新型环保气体并对其展开研究成为一个热点和趋势，也是电力行业工作者的责任。
针对新型环保气体的研究涉及到理论计算、绝缘性能、分解特性以及材料相容性等内容。而绝缘性能是衡量新型环保气体能否替代SF6气体的重要标准，其核心内容是测试其击穿电压、局部放电电压等宏观方面的实验数据，对环保气体绝缘介质的击穿特性研究对于保证电力设备安全运行是十分重要的。通过气体绝缘性能实验装置去检验环保气体的绝缘性能是行之有效的方法，但目前现有的气体绝缘性能试验装置，进行工频耐压试验时主要存在两个问题：
1)由于工艺原因可能造成的金属突出物、自由金属微粒等绝缘缺陷引起的局部放电问题，导致环保气体绝缘介质提前发生击穿，使得实验结果不准确甚至不具代表性；
2)不能精确调节电极之间的距离，现有的装置通过固定厚度的金属板实现电极距离调节，距离调节不易实现且不够精确，受人为因素影响较大。
发明内容
针对现有的气体绝缘性性能装置的不足，改进和优化了现有的气体绝缘性能试验装置，本专利设置了一种改进的气体绝缘性能试验装置，通过设置通气口，通过单一通气口实现进气口、排气口以及采样口的功能，能够减少在设备加工、运输和安装的过程中产生工艺缺陷，譬如金属颗粒和毛刺等，能够最大限度减少罐体设计中的瑕疵带来误差；通过旋转手柄对低压导电杆伸进罐体内的长度进行调节，实现控制电极之间的距离的作用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术效果：所述改进的气体绝缘性能试验装置包括罐体；
所述罐体设置有电击间距调节装置和通气口；
所述通气口设置在所述罐体的侧面；所述的电击间距调节装置包高压电极导杆、低压电极导杆、螺旋杆、旋转手柄、高压电极和低压电极；所述低压电极导杆设置在所述螺旋杆内，所述螺旋杆的末端设置有所述旋转手柄，所述螺旋杆的首端穿过所述罐体的底部伸入所述罐体的内部；所述高压电极导杆的首端设置在所述罐体的端面，所述高压电极导杆的末端伸入所述罐体的内部且朝向所述低压电极导杆；所述低压电极与所述低压电极导杆的首端连接，所述高压电极与所述高压电极导杆的末端连接。
作为本发明的优选技术方案，所述罐体还包括观察窗，所述观察窗设置在所述罐体的侧面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述罐体还包括装配口；所述装配口包括装配前盖和装配体；所述装配前盖基于螺栓与所述装配体的首端固定连接，所述装配体的末端设置在所述罐体的侧表面。
作为本发明的一种优选技术方案，所述通气口伸出罐体的一端设置有压力表接头；
所述通气口还包括气压表，所述气压表与所述压力表接头连接。
作为本发明的优选技术方案，所述电击间距调节装置还包括直尺；
所述直尺设置在所述罐体的下方且与所述低压导电杆平行设置。
作为本发明的优选技术方案，所述旋转手柄上设置20个刻度，每一个所述刻度为绕所述旋转手柄圆周18°进行二十等分。
作为本发明的优选技术方案，所述一种改进的气体绝缘性能试验装置还包括若干支撑脚；
若干所述支撑脚的上端面与所述罐体的下端面连接。
作为本发明的优选技术方案，所述罐体设置为圆柱形结构。
作为本发明的优选技术方案，所述罐体采用不锈钢材料制作而成。
综上所述，由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：通过设置通气口，通过单一通气口实现进气口、排气口以及采样口的功能，能够减少在设备加工、运输和安装的过程中产生工艺缺陷，譬如金属颗粒和毛刺等，能够最大限度减少罐体设计中的瑕疵带来误差；通过旋转手柄对低压导电杆伸进罐体内的长度进行调节，实现控制电极之间的距离的作用，实现每旋转一周能够实现1mm的调距，并且能够达到0.05mm的精度，使得精度得到了极大的提高；通过直尺和旋转手柄的配合，实现高压电极和低压电极之间间距的调整。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的改进的气体绝缘性能试验装置的罐体的剖视图；
图2是本发明的改进的气体绝缘性能试验装置的结构示意图；
图3是本发明的旋转手柄的结构示意图；
图4是本发明的旋转手柄的俯视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以使直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以使直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图，对本发明的实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例的特征可以相互组合。
请参阅图1至图4，图1示出的本发明的改进的气体绝缘性能试验装置的罐体的剖视图；图2示出的本发明的改进的气体绝缘性能试验装置的结构示意图；图3示出的本发明的旋转手柄的结构示意图；图4示出的本发明的旋转手柄的俯视图。
具体的，该改进的气体绝缘性能试验装置包括罐体1；罐体1设置有电击间距调节装置2和通气口3；通气口3设置在罐体1的侧面；的电击间距调节装置2包高压电极导杆21、低压电极导杆22、螺旋杆23、旋转手柄24、高压电极25和低压电极26；低压电极导杆22设置在螺旋杆23内，螺旋杆23的末端设置有旋转手柄24，螺旋杆23的首端穿过罐体1的底部伸入罐体1的内部；高压电极导杆21的首端设置在罐体1的端面，高压电极导杆21的末端伸入罐体1的内部且朝向低压电极导杆22；低压电极26与低压电极导杆22的首端连接，高压电极25与高压电极导杆21的末端连接。通过设置通气口3，通过单一通气口3实现进气口、排气口以及采样口的功能，能够减少在设备加工、运输和安装的过程中产生工艺缺陷，譬如金属颗粒和毛刺等，能够最大限度减少罐体1设计中的瑕疵带来误差的研制方法；通过旋转手柄24对低压电极导杆22伸进罐体1内的长度进行调节，实现控制电极之间的距离的作用。
需要说明的是，通气口3则可以通过外接三通连接阀连接各种气泵等，分别实现进气口、出气口以及采样口的功能，这样一来就能够减少制造的繁琐程序，减少罐体1工艺设计中带来的误差，同时降低了检查设备气密性中的复杂繁琐程序，同时对极间距调节的设计极大提高了实验精度，避免了人为测距带来的客观误差。
需要说明的是，低压电极导杆22与外部低压导线连接；高压电极导杆25与外部高压导线连接。
需要说明的是，螺旋杆23包裹着低压电极导杆22，旋转手柄24固定在螺旋杆23的中部，螺旋杆23与壳体的底部通过螺纹连接固定，且螺旋杆23的为绝缘物体以免在转动旋转手柄24的时候触电造成人员的伤亡。对旋转手柄24进行转动的时候，旋转手柄24带动螺旋杆23进行轴线向上或者向下的移动，从而改变螺旋杆23在罐内的长度。
为了保障使用者的人生安全，以防触电事故的发生，旋转手柄24的底部通过裸露的铜接地线与罐体1连接，通过与罐体1接地连接的方式防止人身遭受电击和设备受到损坏，罐体1带电时，接地电流将同时沿着接地极和人体两条通路流过。流过每条通路的电流值将与其电阻的大小成反比，接地极电阻越小，流经人体的电流也就越小。当接地电阻极小时，流经人体的电流趋近于零，人体因此避免触电的危险，此外接地连接还可以防止静电的积聚进一步对人体和装置达到保护的作用。
需要说明的是，高压电极25和低压电极26选择采用的材料为黄铜，其被用于模拟不同的绝缘缺陷。
具体的，罐体1还包括观察窗4，观察窗4设置在罐体1的侧面。
需要说明的是，观察窗4用于观察试验现象。若试验压强在0.4Mpa以上时，不能将玻璃侧对准人或高精度仪器，可通过加装三脚架的摄像头进行实时监控，若不需要使用观察窗4时，可以卸下观察窗4，加装法兰盖板，使之罐体1内部处于密封的状态，以满足实验的需求。
具体的，罐体1还包括装配口5；装配口5包括装配前盖51和装配体52；装配前盖51基于螺栓与装配体52的首端固定连接，装配体52的末端设置在罐体1的侧表面。
需要说明的是，罐体1的两侧分别有一个装配口5和观察窗4，装配口5主要用于更换不同的电极，模拟不同的绝缘缺陷模型，观察窗4的主要作用则是便于观察试验现象。需要更换相同种类的电极的时候，只需要将装配前盖51从装配体52处卸下换上电极即可，无须再次调整为复位，极大地方便了使用者的操作，大大地减轻了实用者的工作量。
具体的，通气口3伸出罐体1的一端设置有压力表接头31；通气口3还包括气压表32，气压表32与压力表接头31连接。压力表接头31连接精密气压表，能够实现对罐体1内部压强的监测，以满足实验的需求。
具体的，电击间距调节装置2还包括直尺27；直尺27设置在罐体1的下方且与低压电极导杆22平行设置。旋转手柄24配合直尺27能实现电极间距调整，具体的，通过调节直尺27位置的调节，使得旋转手柄24到达直尺27刻度为“0”的位置时，高压电极25和低压电极26正好接触，使得使用者调节一次直尺27位置后，后续更换电极后操作更简单，大大减轻了使用者的实际实用需求。
具体的，旋转手柄24上设置有20个刻度，每一个刻度为绕旋转手柄24圆周18°进行二十等分。
进一步的，为了匹配旋转手柄24刻度的均分情况，螺旋杆23采用M12的规格，实现每旋转一周旋转手柄24就能够调节1mm的间距效果，将绕旋转手柄24的刻度按照18°进行等分，使其精度达到0.05mm。
进一步的，通过控制旋转手柄24的旋钮实现电极间距的调节。旋转手柄24每旋转一周，电极间距可以实现1mm的距离调整。而旋转一周为360°，将其按照18°进行二十等分，即在旋转手柄24上设置20个刻度，则每个刻度对应0.05mm，因此该装置的低压电极26和高压电极25之间的间距调节精度达到0.05mm。且当旋转手柄24移动至直尺27“0”刻度时，高压电极25和低压电极26正好接触。
具体的，该改进的气体绝缘性能试验装置还包括若干支撑脚6；若干支撑脚6的上端面与罐体1的下端面连接。通过支撑脚6对罐体1的支撑，有效地将罐体1远离地面设置，而且通过对各个支撑脚6长度的调整，使得装置能适应不同地形环境，满足不同地形状况的实验需求。
具体的，罐体1设置为圆柱形结构。考虑到罐体1需要牢固的结构和低廉的成本，圆柱形结构成为了良好的选择，因为圆柱形结构可以保障罐体1结构的牢固性、简易性等因素。
具体的，罐体1采用不锈钢材料制作而成。不锈钢具有较强的耐腐蚀性和良好的焊接性。对空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质具有良好的耐腐蚀功能；因其具有良好的焊接性，由多块不锈钢焊接组成可以实现在强度保证的情况下，组成不同形状结构的目的。
具体使用步骤如下：
(1)试验前准备
首先使用酒精棉蘸取无水乙醇对试验装置内部进行擦拭，待自然风干后，密封实验装置，然后充入一定量的背景气体静置24小时，检查其气密性；
(2)洗气
其次，对所需充气的试验设备进行洗气操作，对罐体充入背景气体，再利用真空泵抽真空，上述操作反复完成3次后，最后将罐体抽成真空状态，再进行下一步操作；
(3)充气
通过道尔顿分压定律，计算相应比例混合气体所占的分压，配合精密压力表，依次将气体充入设备当中。
(4)调节电极间距
最后根据试验要求，通过旋转手柄进行就精准调距，检查地线后无误后即可进行实验。
本发明，通过设置通气口，通过单一通气口实现进气口、排气口以及采样口的功能，能够减少在设备加工、运输和安装的过程中产生工艺缺陷，譬如金属颗粒和毛刺等，能够最大限度减少罐体设计中的瑕疵带来误差；通过旋转手柄对低压导电杆伸进罐体内的长度进行调节，实现控制电极之间的距离的作用，实现每旋转一周能够实现1mm的调距，并且能够达到0.05mm的精度，使得精度得到了极大的提高；通过直尺和旋转手柄的配合，实现高压电极和低压电极之间间距的调整。
以上对本发明的实施例所提供的改进的气体绝缘性能试验装置进行了详细介绍，本文中应采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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述改进的气体绝缘性能试验装置包括罐体；
所述罐体设置有电击间距调节装置和通气口；
所述通气口设置在所述罐体的侧面；所述的电击间距调节装置包高压电极导杆、低压电极导杆、螺旋杆、旋转手柄、高压电极和低压电极；所述低压电极导杆设置在所述螺旋杆内，所述螺旋杆的末端设置有所述旋转手柄，所述螺旋杆的首端穿过所述罐体的底部伸入所述罐体的内部；所述高压电极导杆的首端设置在所述罐体的端面，所述高压电极导杆的末端伸入所述罐体的内部且朝向所述低压电极导杆；所述低压电极与所述低压电极导杆的首端连接，所述高压电极与所述高压电极导杆的末端连接。
2.根据权利要求1所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述罐体还包括观察窗，所述观察窗设置在所述罐体的侧面。
3.根据权利要求1所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述罐体还包括装配口；所述装配口包括装配前盖和装配体；所述装配前盖基于螺栓与所述装配体的首端固定连接，所述装配体的末端设置在所述罐体的侧表面。
4.根据权利要求1所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述通气口伸出罐体的一端设置有压力表接头；
所述通气口还包括气压表，所述气压表与所述压力表接头连接。
5.根据权利要求1所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述电击间距调节装置还包括直尺；
所述直尺设置在所述罐体的下方且与所述低压导电杆平行设置。
6.根据权利要求5所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述旋转手柄上设置20个刻度，每一个所述刻度为绕所述旋转手柄圆周18°进行二十等分。
7.根据权利要求1所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述一种改进的气体绝缘性能试验装置还包括若干支撑脚；
若干所述支撑脚的上端面与所述罐体的下端面连接。
8.根据权利要求1所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述罐体设置为圆柱形结构。
9.根据权利要求8所述改进的气体绝缘性能试验装置，其特征在于：所述罐体采用不锈钢材料制作而成。
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