CN113109062A - 金属微粒陷阱捕捉试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属微粒陷阱捕捉试验装置及方法，该金属微粒陷阱捕捉试验装置，包括：模拟筒体，其内壁上设有试验位，用于支撑放置具备待测微粒捕捉器的支柱绝缘子组件；导电杆，用于由处于试验位的支柱绝缘子组件支撑装配在所述模拟筒体中；套管总装，与所述模拟筒体装配以向所述导电杆施加电压；微粒放置孔，设置于所述模拟筒体的筒壁上，位于所述试验位的旁侧，用于向模拟筒体中放置金属微粒；孔盖，对应所述微粒放置孔布置，孔盖可开合的装配于所述模拟筒体的筒壁上，以用于封盖所述微粒放置孔。通过该试验装置对微粒捕捉器进行试验，能够对微粒捕捉器的有效性进行验证，优化现场老练试验的加压程序，为GIL的可靠运行提供重要的试验依据。

Description

金属微粒陷阱捕捉试验装置及方法

技术领域

本发明涉及一种金属微粒陷阱捕捉试验装置及方法。

背景技术

GIL/GIS在生产、运输、组装、运行等阶段，由于滑动部件之间的摩擦碰撞、设备振动以及热伸缩摩擦等不可控制因素的存在，都会不可避免的产生金属微粒污染物，在库伦力、电场梯度力、重力、气体黏滞力等作用下，金属微粒会在GIL/GIS内部运动甚至粘附在绝缘子表面，引起气体间隙放电或绝缘子沿面闪络，而造成设备耐受电压的显著降低。

目前，针对金属微粒的运动抑制措施主要是在GIL/GIS内部设置微粒陷阱。如授权公告号为CN205384910U的中国专利公开了一种气体绝缘母线用三支柱绝缘子，包括呈管状的基体和呈筒状的微粒捕捉器，基体外周壁上沿基体周向间隔设有三个径向延伸的绝缘支柱，微粒捕捉器连接在绝缘支柱上，微粒捕捉器在底部区域设有圆孔，圆孔可以收集摩擦产生的金属微粒等污染物。

上述的微粒捕捉器虽然能够捕捉一定量的金属微粒，但由于GIL/GIS自身结构较为复杂，直接在GIL/GIS上进行微粒捕捉试验，不仅操作不方便，而且还会对GIL/GIS内部的支柱绝缘子造成污染，影响GIL/GIS的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属微粒陷阱捕捉试验装置，以解决现有技术中在GIL/GIS直接上进行微粒捕捉试验，会对GIL/GIS内部的支柱绝缘子造成污染，影响GIL/GIS的正常工作的技术问题。本发明的目的还在于提供一种金属微粒陷阱捕捉试验方法，以解决现有技术中在GIL/GIS直接上进行微粒捕捉试验，会对GIL/GIS内部的支柱绝缘子造成污染，影响GIL/GIS的正常工作的技术问题。

为实现上述目的，本发明金属微粒陷阱捕捉试验装置的技术方案是：

金属微粒陷阱捕捉试验装置，包括：模拟筒体，其内壁上设有试验位，用于支撑放置具备待测微粒捕捉器的支柱绝缘子组件；导电杆，用于由处于试验位的支柱绝缘子组件支撑装配在所述模拟筒体中；套管总装，与所述模拟筒体装配以向所述导电杆施加电压；微粒放置孔，设置于所述模拟筒体的筒壁上，位于所述试验位的旁侧，用于向模拟筒体中放置金属微粒；孔盖，对应所述微粒放置孔布置，孔盖可开合的装配于所述模拟筒体的筒壁上，以用于封盖所述微粒放置孔。

有益效果是：在试验时，将具备待测微粒捕捉器的支柱绝缘子组件支撑放置在筒体内壁的试验位处，打开孔盖，通过微粒放置孔向模拟筒体的试验位旁侧放置金属微粒，之后关闭孔盖，向模拟筒体和套管总装内充入气体绝缘介质。气体绝缘介质充入完成后，通过套管总装向导电杆施加一定幅值的电压，并使电压幅值大于金属微粒的起举电压，持续一段时间后撤去电压，观察微粒捕捉器对金属微粒的捕捉效果。通过该试验装置对微粒捕捉器进行试验，能够对微粒捕捉器的有效性进行验证，优化现场老练试验的加压程序，为气体绝缘输电线路可靠运行提供重要的试验依据，具有工程实践指导意义。

进一步的，所述试验位沿所述模拟筒体的轴向间隔设置有至少两个。

有益效果是：通过设置至少两个试验位，可以同时对至少两个微粒捕捉器进行试验，有利于对比各微粒捕捉器的捕捉效果，进而直观的得出不同结构的微粒捕捉器的捕捉性能。

进一步的，所述孔盖为观察窗。

有益效果是：观察窗不仅能起到封盖微粒放置孔的作用，而且也能在观察微粒捕捉器的捕捉过程。

进一步的，所述微粒放置孔与所述试验位一一对应。

有益效果是：便于将金属微粒放置在各试验位旁侧。

进一步的，所述金属微粒陷阱捕捉试验装置包括调节螺杆，调节螺杆的数量为两个，所述模拟筒体和套管总装分别固定在相应调节螺杆上，以通过调节螺杆将模拟筒体调平。

有益效果是：通过调节螺杆将模拟筒体调平，能够避免模拟筒体倾斜对试验结果造成影响。

为实现上述目的，本发明金属微粒陷阱捕捉试验方法的技术方案是：

金属微粒陷阱捕捉试验方法，包括以下步骤：1）通过微粒放置孔向模拟筒体内于相应微粒捕捉器的旁侧放置金属微粒；2）向模拟筒体和套管总装内充入气体绝缘介质；3）通过套管总装向模拟筒体内的导电杆施加电压，并使施加的电压幅值大于金属微粒的起举电压，经过设定试验时间后撤去电压，观察微粒捕捉器对金属微粒的捕捉效果。

有益效果是：在试验时，将具备待测微粒捕捉器的支柱绝缘子组件支撑放置在筒体内壁的试验位处，打开孔盖，通过微粒放置孔向模拟筒体的试验位旁侧放置金属微粒，之后关闭孔盖，向模拟筒体和套管总装内充入气体绝缘介质。气体绝缘介质充入完成后，通过套管总装向导电杆施加一定幅值的电压，并使电压幅值大于金属微粒的起举电压，持续一段时间后撤去电压，观察微粒捕捉器对金属微粒的捕捉效果。通过该试验装置对微粒捕捉器进行试验，避免了对GIL/GIS内部的支柱绝缘子造成污染，影响GIL/GIS的正常工作。

进一步的，在步骤3）中，通过套管总装向模拟筒体内的导电杆施加交流或直流电压。

有益效果是：通过向导电杆施加交流或者直流电压，以得出单一电压下的微粒捕捉器的捕捉效果。

进一步的，在对两个以上的微粒捕捉器进行试验时，在步骤1）中，于各微粒捕捉器旁侧相同距离的位置处分别放置相同数量、相同规格的金属微粒。

有益效果是：通过向各微粒捕捉器旁侧相同距离的位置处分别放置相同数量、相同规格的金属微粒，有利于对比各微粒捕捉器的捕捉效果。

进一步的，在步骤3）中，通过套管总装向导电杆施加不同电压幅值、不同时间的加压程序，以得出不同加压程序下的微粒捕捉器的捕捉效果。

有益效果是：通过施加不同的加压程序，以得出不同的捕捉效果，进而为微粒陷阱设计提供试验依据。

进一步的，在步骤1）中，在放置金属微粒之前，先将模拟筒体调平。

有益效果是：在试验前，先将模拟筒体调平，能够避免模拟筒体倾斜对试验结果造成影响。

附图说明

图1为本发明的金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例1的结构示意图；

图2为图1中模拟筒体的结构示意图；

图3为图2中第一微粒捕捉器的A向局部示意图；

图4为图2中第二微粒捕捉器的B向局部示意图；

图5为图2中第三微粒捕捉器的C向局部示意图；

图6为本发明的金属微粒陷阱捕捉试验方法的第一种加压程序示意图；

图7为本发明的金属微粒陷阱捕捉试验方法的第二种加压程序示意图；

图中：1-套管总装；2-模拟筒体；3-支柱绝缘子；4-导电杆；5-第三微粒捕捉器；51-周向长孔；6-观察窗；7-第二微粒捕捉器；71-轴向长孔；8-第一微粒捕捉器；81-圆孔；9-工字钢；10-调节螺杆；11-微粒放置孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例1：

如图1所示，金属微粒陷阱捕捉试验装置包括套管总装1和模拟筒体2，套管总装1和模拟筒体2装配在一起。模拟筒体2的内壁上具有三个试验位，三个试验位沿模拟筒体2的轴向间隔布置，通过设置三个试验位，可以同时对三个微粒捕捉器进行试验，有利于对比各微粒捕捉器的捕捉效果，进而直观的得出不同结构的微粒捕捉器的捕捉性能。其中，套管总装1用于向模拟筒体2内的导电杆4施加电压。应当说明的是，套管总装向导电杆施加电压为现有技术。

如图1和图2所示，模拟筒体2内设有导电杆4，导电杆4由三个支柱绝缘子组件支撑装配在模拟筒体2内，各支柱绝缘子组件分别位于相应的试验位处。具体的，三个支柱绝缘子组件分别为第一支柱绝缘子组件、第二支柱绝缘子组件以及第三支柱绝缘子组件；第一支柱绝缘子组件包括支柱绝缘子3和装配在支柱绝缘子3的第一微粒捕捉器8，第二支柱绝缘子组件包括支柱绝缘子3和装配在支柱绝缘子3的第二微粒捕捉器7，第三支柱绝缘子组件包括支柱绝缘子3和装配在支柱绝缘子3的第三微粒捕捉器5。其中，支柱绝缘子3为现有技术中的三支柱绝缘子。应当说明的是，各支柱绝缘子装配到模拟筒体2内之前，先将微粒捕捉器固定装配在相应支柱绝缘子上。

如图2所示，模拟筒体2的筒壁上还设有微粒放置孔11，微粒放置孔11处于试验位的旁侧，即相应微粒捕捉器的旁侧，金属微粒通过微粒放置孔11放入模拟筒体2内。对应微粒放置孔11的位置设有观察窗6，观察窗6构成孔盖，观察窗6可开合的装配在模拟筒体2的筒壁上，以封盖微粒放置孔11。

本实施例中，微粒放置孔11的数量为三个，并与各试验位一一对应。其中，微粒放置孔11设置在模拟筒体2的下侧，当然在其他实施例中，微粒放置孔可以设置在模拟筒体的上侧、前侧或后侧。

如图1所示，金属微粒陷阱捕捉试验装置还包括支撑座，支撑座包括两个工字钢9，两个工字钢9上分别设有调节螺杆10，模拟筒体2和套管总装1分别固定在相应调节螺杆10上，通过调节螺杆10调节筒体的水平度，以避免模拟筒体2倾斜对试验结果造成影响。

本实施例中，调节螺杆10的上下两端分别螺纹连接有两个螺母，下端的两个螺母分别处于工字钢9上翼缘的上下两侧，模拟筒体2上固设有L型板，调节螺杆上端的两个螺母分别处于L型板水平折边的上下两侧。通过改变螺母的位置，以调节模拟筒体2相应端的高度。

如图3至图5所示，第一微粒捕捉器8上设有圆孔81，第二微粒捕捉器7上设有沿模拟筒体2轴向延伸的轴向长孔71，第三微粒捕捉器5上设有沿模拟筒体2周向延伸的周向长孔51。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例2：

与金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例1的区别在于，模拟筒体内只设有一个试验位，该模拟筒体一次只能对一个微粒捕捉器进行微粒捕捉试验。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例3：

与金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例1的区别在于，微粒放置孔为手孔，孔盖为手孔盖，如果需要观察微粒捕捉器的微粒捕捉过程，可以在模拟筒体上另行设置观察窗。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例4：

与金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例1的区别在于，设置两个微粒放置孔，其中一个微粒放置孔用于向两个微粒捕捉器的旁侧放置金属微粒。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例5：

与金属微粒陷阱捕捉试验装置的实施例1的区别在于，不设置调节螺杆，此时需要保证两个工字钢的上翼缘的水平度。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验方法的实施例1：

在进行微粒捕捉试验时，1）先调整好模拟筒体2的水平度，然后将装配好的第一、第二以及第三支柱绝缘子组件放置在模拟筒体2内的相应试验位处，打开观察窗6，并通过微粒放置孔11向模拟筒体2的试验位旁侧放置金属微粒，之后关闭观察窗6；2）向模拟筒体2和套管总装1内充入气体绝缘介质；3）气体绝缘介质充入完成后，通过套管总装1向导电杆4施加一定幅值的电压，并使电压幅值大于金属微粒的起举电压，持续一段时间后撤去电压，观察各微粒捕捉器对金属微粒的捕捉效果。

本实施例中，如图6所示，向导电杆4施加的电压为直流电压，以得出单一电压下的各微粒捕捉器的捕捉效果。当然在其他实施例中，如图7所示，该直流电压可以先是施加正压，再施加负压，以对各微粒捕捉器的捕捉效果的有效性进行验证。应当说明的是，直流电压的幅值、时间可以根据需要选择，以得出不同的捕捉效果，进而为微粒陷阱设计提供试验依据。

本实施例中，在对上述三个微粒捕捉器进行试验时，在步骤（1）中，于各微粒捕捉器旁侧相同距离的位置处，分别放置相同数量、相同规格的金属微粒，以便于对比各微粒捕捉器的捕捉效果。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验方法的实施例2：

与金属微粒陷阱捕捉试验方法的实施例1的区别在于，通过套管总装向模拟筒体内的导电杆施加交流电压，以观察各微粒捕捉器的捕捉效果。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验方法的实施例3：

与金属微粒陷阱捕捉试验方法的实施例1的区别在于，各微粒捕捉器旁侧的放置的金属微粒距离相应微粒捕捉器的距离不同。当然在其他实施例中，各微粒捕捉器旁侧的金属微粒的数量或者规格可以不同。

本发明的金属微粒陷阱捕捉试验方法的实施例4：

与金属微粒陷阱捕捉试验方法的实施例1的区别在于，在进行微粒捕捉试验前，如果模拟筒体已经处于水平，则不需要在试验前将模拟筒体调平。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.金属微粒陷阱捕捉试验装置，其特征在于，包括：

模拟筒体，其内壁上设有试验位，用于支撑放置具备待测微粒捕捉器的支柱绝缘子组件；

导电杆，用于由处于试验位的支柱绝缘子组件支撑装配在所述模拟筒体中；

套管总装，与所述模拟筒体装配以向所述导电杆施加电压；

微粒放置孔，设置于所述模拟筒体的筒壁上，位于所述试验位的旁侧，用于向模拟筒体中放置金属微粒；

孔盖，对应所述微粒放置孔布置，孔盖可开合的装配于所述模拟筒体的筒壁上，以用于封盖所述微粒放置孔。

2.根据权利要求1所述的金属微粒陷阱捕捉试验装置，其特征在于，所述试验位沿所述模拟筒体的轴向间隔设置有至少两个。

3.根据权利要求1或2所述的金属微粒陷阱捕捉试验装置，其特征在于，所述孔盖为观察窗。

4.根据权利要求1或2所述的金属微粒陷阱捕捉试验装置，其特征在于，所述微粒放置孔与所述试验位一一对应。

5.根据权利要求1或2所述的金属微粒陷阱捕捉试验装置，其特征在于，所述金属微粒陷阱捕捉试验装置包括调节螺杆，调节螺杆的数量为两个，所述模拟筒体和套管总装分别固定在相应调节螺杆上，以通过调节螺杆将模拟筒体调平。

6.金属微粒陷阱捕捉试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过微粒放置孔向模拟筒体内于相应微粒捕捉器的旁侧放置金属微粒；

2）向模拟筒体和套管总装内充入气体绝缘介质；

3）通过套管总装向模拟筒体内的导电杆施加电压，并使施加的电压幅值大于金属微粒的起举电压，经过设定试验时间后撤去电压，观察微粒捕捉器对金属微粒的捕捉效果。

7.根据权利要求6所述的金属微粒陷阱捕捉试验方法，其特征在于，在步骤3）中，通过套管总装向模拟筒体内的导电杆施加交流或直流电压。

8.根据权利要求6或7所述的金属微粒陷阱捕捉试验方法，其特征在于，在对两个以上的微粒捕捉器进行试验时，在步骤1）中，于各微粒捕捉器旁侧相同距离的位置处分别放置相同数量、相同规格的金属微粒。

9.根据权利要求6或7所述的金属微粒陷阱捕捉试验方法，其特征在于，在步骤3）中，通过套管总装向导电杆施加不同电压幅值、不同时间的加压程序，以得出不同加压程序下的微粒捕捉器的捕捉效果。

10.根据权利要求6或7所述的金属微粒陷阱捕捉试验方法，其特征在于，在步骤1）中，在放置金属微粒之前，先将模拟筒体调平。

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