CN113325284A - 一种气-固组合绝缘击穿特性试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气‑固组合绝缘击穿特性试验装置，包括可伸缩的绝缘壳体、接地组件、支撑组件和放电组件，接地组件包括电动机、接地体和接地线，电动机用于控制接地体的高度，接地线用于将接地体和大地连接；所述支撑组件包括可导电的绝缘体支撑部，绝缘体支撑部用来放置绝缘测试体，且工作过程中绝缘体支撑部的上表面被绝缘测试体完全覆盖，接地体与绝缘测试体之间的距离为空气间隙，空气间隙可调节，空气间隙与绝缘测试体组成气‑固组合绝缘间隙；所述放电组件包括与所述绝缘体支撑部连接的高压电源，本发明可以测定不同空气间隙下的不同类型的绝缘测试件的击穿电压，可用于输电线路上绝缘护套的选择。
Description
技术领域
本发明属于输电线路绝缘技术研究领域，具体涉及一种气-固组合绝缘击穿特性试验装置。
背景技术
输电线路上经常出现气-固组合绝缘间隙，例如，包覆绝缘护套的输电线路发生鸟粪闪络时，鸟粪下落过程中鸟粪-导线构成气-固组合绝缘间隙；异物挂落在横担上时，异物-绝缘子构成气-固组合绝缘间隙，上述情况均可以抽象为一种含有接地体的气-固组合绝缘间隙。通过对气-固组合绝缘间隙的击穿特性的研究，可以为输电线路以及电气设备的绝缘间隙设计提供理论基础，例如可以根据气-固组合绝缘间隙的击穿特性，去针对相电压不同的输电线路，选择合适的绝缘护套，但是现有技术鲜有对气-固组合绝缘击穿特征试验装置的描述。
发明内容
为解决上述现有技术的弊端，本申请提供了一种气-固组合绝缘间隙击穿特性试验装置，可以测定不同的气-固组合绝缘间隙的击穿电压，本申请采用如下技术方案：
一种气-固组合绝缘击穿特性试验装置，包括可伸缩的绝缘壳体、接地组件、支撑组件和放电组件，
所述接地组件包括电动机、接地体和接地线，所述电动机用于控制接地体的高度，所述接地线用于将接地体和大地连接；
所述支撑组件包括可导电的绝缘体支撑部，所述绝缘体支撑部用来放置绝缘测试体，工作过程中所述绝缘体支撑部的上表面被绝缘测试体完全覆盖；
所述接地体与所述绝缘测试体之间的距离为空气间隙，所述空气间隙可调节，所述空气间隙与所述绝缘测试体组成气-固组合绝缘间隙；
所述放电组件包括与所述绝缘体支撑部连接的高压电源，
在某一空气间隙下，通过所述高压电源给所述绝缘体支撑部增压，所述绝缘测试体被击穿时的电压为所述绝缘测试体在所述空气间隙下的击穿电压，即所述气-固组合绝缘间隙的击穿电压。
进一步的，所述绝缘体支撑部为金属板。
进一步的，还包括绝缘容器和金属杆，
所述金属板设置于所述绝缘容器内，所述绝缘容器内还浸有硅油；
所述金属杆一端支撑所述金属板，另一端连接所述高压电源；
工作过程中，所述金属板完全浸没在所述硅油中，所述绝缘测试体边缘浸入在所述硅油中，但所述绝缘测试体上表面不接触所述硅油。
进一步的，所述绝缘体支撑部为导线，所述导线通过第一绝缘绳索及第一滑轮悬挂在所述接地体下方。
进一步的，还包括控制器，
所述控制器与所述电动机连接，用于发出接地体高度调控指令，控制所述电动机调节所述接地体的高度；
所述控制器还与所述高压电源连接，用于发出电压调控指令，控制高压电源输出的电压大小；
所述控制器上还设置有显示器，用于显示所述气-固组合绝缘间隙的击穿电压，控制器5对显示器显示的数据进行存储。
进一步的，所述控制器中预设有某输电线路的相电压值及最小空气间隙值，如果所述绝缘测试体在所述最小空气间隙值下的击穿电压大于所述相电压值，则所述显示器显示所述绝缘测试体筛选通过。
进一步的，还包括激光传感器，所述激光传感器设置于所述绝缘体支撑部下方的绝缘壳体上，并与所述控制器连接，用于测量所述绝缘测试体边缘与绝缘体支撑部边缘之间的距离。
进一步的，所述接地体通过第二绝缘绳索及第二滑轮与所述电动机连接。
进一步的，所述绝缘壳体包括可伸缩底板和多个可伸缩支柱。
进一步的，所述金属板、所述金属杆和所述接地体的材质为金属铜。
通过采用上述方案，本申请的有益效果为：
1、本申请的试验装置通过设置高度可调节的接地体和可导电的绝缘体支撑部，可以模拟不同情况下的气-固组合绝缘间隙，可以测定不同的绝缘测试体在不同的空气间隙下的击穿电压，为输电线路上的绝缘护套等绝缘材料的选择提供依据。
2、本申请通过设置控制器，可以自动调节空气间隙及电压的大小，实现击穿电压的自动测量，避免了人工控制的误差，提高了测量的准确度。
附图说明
图1为本申请一种实施例的气-固组合绝缘击穿特性试验装置示意图
图2为本申请另一种实施例的气-固组合绝缘击穿特性试验装置示意图
图3为本申请一种实施例的可伸缩底板示意图
图4为本申请一种实施例的可伸缩支柱示意图
其中，1-绝缘壳体、11-可伸缩支柱、111-内杆、112-外杆、12-可伸缩底板、21-电动机、22-接地体、23-接地线、24-遥控器、31-金属板、32-绝缘容器、33-金属杆、34-导线、35-第一绝缘绳索、36-第一滑轮、37-第二绝缘绳索、38-第二滑轮、4-高压电源、5-控制器、6-激光传感器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
本发明提供了一种气-固组合绝缘击穿特性试验装置，如图1所示，包括可伸缩的绝缘壳体1、接地组件、支撑组件和放电组件，
接地组件包括电动机21、接地体22和接地线23，电动机21用于控制接地体22的高度，接地体22可以通过第二绝缘绳索37及第二滑轮38与电动机21连接，进一步的，可以通过遥控器24操控电动机21来控制接地体22的高度；接地线23用于将接地体22和大地连接；
支撑组件包括可导电的绝缘体支撑部，绝缘体支撑部用来放置绝缘测试体，同时，绝缘体支撑部与高压电源4连接后作为整个试验装置的高压端，工作过程中绝缘体支撑部的上表面被绝缘测试体完全覆盖；接地体22与绝缘测试体之间的距离为空气间隙，此空气间隙可调节，空气间隙与绝缘测试体组成气-固组合绝缘间隙；
放电组件包括与绝缘体支撑部连接的高压电源4，工作过程中，可以在高压电源4下垫绝缘板，来保障安全性。
在某一空气间隙下，通过高压电源4给绝缘体支撑部增压，绝缘测试体被击穿时的电压为此绝缘测试体在此空气间隙下的击穿电压，即此气-固组合绝缘间隙的击穿电压。
气-固组合绝缘间隙的击穿特性主要受气体间隙的长度和固体绝缘的性能影响，本发明的试验装置，通过设置高度可调节的接地体22，可以模拟不同长度的气体间隙，同时本申请的试验装置可将不同种类的绝缘测试体置于绝缘体支撑部上，例如片状绝缘测试体，管状绝缘测试体等等，综上所述本申请的试验装置可实现空气间隙长度可调节、固体绝缘可更换的功能，可以测试不同种类的绝缘测试体即固体绝缘，在不同空气间隙下的击穿电压。
在本申请的一种实施例中，如图1所示，绝缘体支撑部为金属板31，进一步的，还包括绝缘容器32和金属杆33，金属板31设置于绝缘容器32内，绝缘容器32内还浸有硅油；金属杆33一端支撑金属板31，另一端连接高压电源4；金属板31要完全浸没在硅油中，绝缘测试体边缘浸入在硅油中，但绝缘测试体上表面不接触硅油，绝缘容器32可以选择亚克力桶，进一步的，可以在绝缘容器32底部设置放油阀，方便硅油的排出。
将绝缘体支撑部设置成金属板31，可适用于片状绝缘测试体。
在测试过程中，金属板31上表面要被绝缘测试件完全覆盖，以防止金属板31直接与接地体22之间形成空气间隙，影响绝缘测试件的试验结果。
当绝缘测试件的绝缘强度远大于空气的绝缘强度时，加入硅油可以防止放电路径沿绝缘测试件表面与金属板边缘放电，同时，在工作过程中，这样设置可以保证阻断金属板边缘的放电路径，但是由于硅油的绝缘性能要小于绝缘测试体的绝缘性能，所以加入硅油并不影响绝缘测试体的绝缘击穿。
进一步的，金属板31，金属杆33和接地体22可以选择金属铜材料来制备。
将片状绝缘测试件置于上述金属板31上，使片状绝缘测试件完全覆盖金属板31，往绝缘容器内倒入硅油，使硅油完全浸没金属板31，浸入片状绝缘测试件的边缘，但不接触片状绝缘测试件上表面，调节接地体22的初始高度，连通高压电源4，即可进行绝缘击穿试验，过程中，根据需要去调节接地体22的高度。
在本申请的另一种实施例中，如图2所示，绝缘体支撑部为导线34，导线34通过第一绝缘绳索35及第一滑轮36悬挂在接地体22下方。
将绝缘体支撑部设置成导线34，可适用于管状绝缘测试体，第一绝缘绳索35及第一滑轮36还可以用来调节管状绝缘测试体的高度。
将管状绝缘测试件套设在导线34上，调节接地体22的初始高度，连通高压电源4，即可进行绝缘击穿试验，过程中，根据需要去调节接地体22的高度或管状绝缘测试件的高度。
在本申请的一种较优的实施例中，如图1所示，试验装置还包括控制器5，控制器5与电动机21连接，用于发出“接地体高度调控指令”，控制电动机21调节接地体22的高度，电动机21接收“接地体高度调控指令”后，对接地体22的高度进行调控；
控制器5还与高压电源4连接，用于发出“电压调控指令”，控制高压电源4输出的电压大小，高压电源4接收“电压调控指令”后，对输出电压的大小进行调控；
控制器5上还设置有显示器，用于显示气-固绝缘间隙的击穿电压，同时控制器5还可对显示器显示的数据进行存储。
通过控制器5的设置，可以精准的控制接地体的高度和电压的大小，避免了人工操控接地体高度和电压大小时带来的误差，可以保证测量的准确性，同时，还可以显示出绝缘测试体不同空气间隙下的击穿电压，并对所述测量结果进行记录和存储，较为方便。
在本申请的一种较优的实施例中，控制器5中预设有某输电线路的相电压值及最小空气间隙值，如果绝缘测试体在最小空气间隙值下的击穿电压大于相电压值，则显示器显示绝缘测试体筛选通过，可以用于该输电线路上绝缘部件例如绝缘护套的制备，即控制器5可对绝缘测试体实现自动筛选。
在本申请的一种较优的实施例中，如图1所示，还包括激光传感器6，激光传感器6设置于绝缘体支撑部下方的壳体1上，并与控制器5连接，用于测量绝缘测试体边缘与绝缘体支撑部边缘之间的距离，即检测绝缘测试体是否完全覆盖绝缘体支撑部上表面，当绝缘测试体边缘与绝缘体支撑部边缘之间的距离小于等于零或小于某安全值时，则表示绝缘测试体未完全覆盖绝缘体支撑部上表面，则绝缘体支撑部和接地体22之间可能会发生空气击穿，此时，激光传感器6将测量信息反馈给控制器5，控制器5则会在显示器上进行提示，或者发出警报，提醒操作人员，进一步保证试验的安全性及准确性。
进一步的，如图4所示，壳体1包括可伸缩底板12，如图3所示，还包括多个可伸缩支柱11，可伸缩支柱由外杆112和内杆111组成，外杆112上设有多个螺纹孔，通过与固定螺栓旋合，可以可活动的固定在内杆111上，并可通过螺纹孔进行位置调节，多个可伸缩支柱111可搭建试验装置的框架，可以保证整个装置可以向外延伸或向内收缩，以满足不同的试验条件和试验环境，同时，还可以在可伸缩底部11上安装滑轮，使整个装置便于移动，在壳体1的顶部，还可以设置金属网，以便于固定第一滑轮和第二滑轮。
本申请的试验装置结构简单，可以拆卸，方便运输，可适用于各种试验环境中。
上面虽然结合实施例对本申请做出了详细的说明，但是所述技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本申请宗旨的前提下，在权利要求保护的范围内，还可以对上述实施例进行变更或改变等。
Claims (10)
1.一种气-固组合绝缘击穿特性试验装置，其特征在于：包括可伸缩的绝缘壳体(1)、接地组件、支撑组件和放电组件，
所述接地组件包括电动机(21)、接地体(22)和接地线(23)，所述电动机(21)用于控制接地体(22)的高度，所述接地线(23)用于将接地体(22)和大地连接；
所述支撑组件包括可导电的绝缘体支撑部，所述绝缘体支撑部用来放置绝缘测试体，工作过程中所述绝缘体支撑部的上表面被绝缘测试体完全覆盖；
所述接地体(22)与所述绝缘测试体之间的距离为空气间隙，所述空气间隙可调节，所述空气间隙与所述绝缘测试体组成气-固组合绝缘间隙；
所述放电组件包括与所述绝缘体支撑部连接的高压电源(4)，
在某一空气间隙下，通过所述高压电源(4)给所述绝缘体支撑部增压，所述绝缘测试体被击穿时的电压为所述绝缘测试体在所述空气间隙下的击穿电压，即所述气-固组合绝缘间隙的击穿电压。
2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述绝缘体支撑部为金属板(31)。
3.根据权利要求2所述的试验装置，其特征在于：还包括绝缘容器(32)和金属杆(33)，
所述金属板(31)设置于所述绝缘容器(32)内，所述绝缘容器(32)内还浸有硅油；
所述金属杆(33)一端支撑所述金属板(31)，另一端连接所述高压电源(4)；
工作过程中，所述金属板(31)完全浸没在所述硅油中，所述绝缘测试体边缘浸入在所述硅油中，但所述绝缘测试体上表面不接触所述硅油。
4.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述绝缘体支撑部为导线(34)，所述导线(34)通过第一绝缘绳索(35)及第一滑轮(36)悬挂在所述接地体(22)下方。
5.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：还包括控制器(5)，
所述控制器(5)与所述电动机(21)连接，用于发出接地体高度调控指令，控制所述电动机(21)调节所述接地体(22)的高度；
所述控制器(5)还与所述高压电源(4)连接，用于发出电压调控指令，控制高压电源(4)输出的电压大小；
所述控制器(5)上还设置有显示器，用于显示所述气-固组合绝缘间隙的击穿电压，控制器5对显示器显示的数据进行存储。
6.根据权利要求5所述的试验装置，其特征在于：所述控制器(5)中预设有某输电线路的相电压值及最小空气间隙值，如果所述绝缘测试体在所述最小空气间隙值下的击穿电压大于所述相电压值，则所述显示器显示所述绝缘测试体筛选通过。
7.根据权利要求5所述的试验装置，其特征在于：还包括激光传感器(6)，所述激光传感器(6)设置于所述绝缘体支撑部下方的绝缘壳体(1)上，并与所述控制器(5)连接，用于测量所述绝缘测试体边缘与绝缘体支撑部边缘之间的距离。
8.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述接地体(22)通过第二绝缘绳索(37)及第二滑轮(38)与所述电动机(21)连接。
9.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述绝缘壳体(1)包括可伸缩底板(11)和多个可伸缩支柱(12)。
10.根据权利要求3所述的试验装置，所述金属板(31)、所述金属杆(33)和所述接地体(22)的材质为金属铜。
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