CN114839485A - 一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统 - Google Patents

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李璐
彭琪
苏征
刘琛浩
许泽华
李嘉森
周行
张伟政
沈辉
张嘉涛
曲欣
杨雅萌
李军浩
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Xian Jiaotong University
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Abstract

本公开揭示了一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统，包括：试验腔体，试验腔体内设置有地电极，所述地电极内设置有加热装置，用于对地电极直接加热，以及用于对盆式绝缘子环氧绝缘材料和试验腔体内的填充气体间接加热，使得地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料和填充气体形成梯度温度环境；试验腔体内还设置有高压电极，高压电极的一端外接电源，另一端连接置于地电极上的盆式绝缘子环氧绝缘材料，高压电极和地电极构成电极组件，以用于在梯度温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料进行局部放电试验。

Description

一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统
技术领域
本公开属于电气设备试验技术领域，具体涉及一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统。
背景技术
气体绝缘全封闭式组合电器(Gas-insulated metal-enclosed switchgear，GIS)是目前电力系统中最重要的设备之一，其运行可靠性直接关系到电网系统的安全稳定。在GIS的运行过程中，导体会流过运行电流，导体与盆式绝缘子接触会导致盆式绝缘子环氧绝缘材料本身温度升高，其与电极和内部填充气体形成梯度温度环境。梯度温度环境的变化对其局部放电特性具有较大的影响，会导致其放电谱图的特性发生改变。之前的各种研究中仅通过改变外部环境温度来研究温度对盆式绝缘子局部放电特性的影响，但外部环境温度的变化是一种整体变化，会导致盆式绝缘子环氧绝缘材料、气体、电极等均发生同样的变化，致使实验室结果和现场检测结果相差较大。而以电极作为热源，将热能传递到盆式绝缘子环氧绝缘材料和气体，使得电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料、气体之间形成温度梯度，这与仅改变外部环境温度来研究温度对局部放电的影响具有极大差异。
发明内容
针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统，该系统通过对地电极加热，进而对盆式绝缘子环氧绝缘材料和填充气体进行间接加热，从而形成温度梯度环境，以模拟真实温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料的局部放电检测。
为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：
一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统，包括：
试验腔体，
试验腔体内设置有地电极，所述地电极内设置有加热装置，用于对地电极直接加热，以及用于对盆式绝缘子环氧绝缘材料和试验腔体内的填充气体间接加热，使得地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料和填充气体形成梯度温度环境；
试验腔体内还设置有高压电极，高压电极的一端外接电源，另一端连接置于地电极上的盆式绝缘子环氧绝缘材料，高压电极和地电极构成电极组件，以用于在梯度温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料进行局部放电试验。
优选的，所述加热装置包括加热管。
优选的，系统还包括与加热装置连接的温度控制器，用于控制加热装置的加热温度。
优选的，所述系统还包括温度传感器，用于监测地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料以及填充气体的温度。
优选的，所述温度传感器连接有温度显示器。
优选的，所述高压电极与环氧绝缘材料的连接端为球形。
与现有技术相比，本公开带来的有益效果为：
本公开通过对地电极、环氧绝缘材料和腔体内的气体进行梯度式加热，能够克服现有研究中仅通过环境温度来研究温度对局部放电特性的影响，更符合GIS中盆式绝缘子的实际运行工况，从而更够更加准确的获得盆式绝缘子的局部放电情况。
附图说明
图1是本公开一个实施例提供的一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统的结构示意图；
图2(a)是本公开另一个实施例提供的地电极加热到48℃时的局部放电谱图；
图2(b)是本公开另一个实施例提供的地电极加热到85℃时的局部放电谱图；
附图说明如下：
1、电源；2、高压电极；3、试验腔体；4、盆式绝缘子环氧绝缘材料；5、地电极；6、加热装置；7-1、第一温度传感器；7-2、第二温度传感器；7-3、第三温度传感器；8、温度控制器；9、温度显示器。
具体实施方式
下面将参照附图1至图2(b)详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本公开的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本公开的范围。本公开的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本公开实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本公开实施例的限定。
一个实施例中，如图1所示，本公开提供一种温度可调环氧绝缘材料局部放电试验系统，包括：
试验腔体3，
试验腔体3内设置有地电极5，所述地电极5内设置有加热装置6，用于对地电极5直接加热，以及用于对盆式绝缘子环氧绝缘材料4和试验腔体3内的填充气体间接加热，使得地电极5、盆式绝缘子环氧绝缘材料4和填充气体形成梯度温度环境；
试验腔体3内还设置有高压电极2，高压电极2的一端外接电源1，另一端连接置于地电极5上的盆式绝缘子环氧绝缘材料4，高压电极2和地电极5构成电极组件，以用于在梯度温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料4进行局部放电试验。
本实施例通过在地电极内部植入加热装置，使得地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料以及试验腔体内的填充气体形成梯度温度环境，更加符合GIS中盆式绝缘子的实际运行工况，从而使得盆式绝缘子局部放电的实验室结果和现场检测结果趋于一致。
此外，需要说明的是，之所以在地电极内部置入加热装置，原因在于一方面加热装置位于地点位，不影响高压的施加；另一方面更加符合绝缘子的实际运行状况(绝缘子运行的实际情况就是电极流过电流发热导致与电极相接触的绝缘子存在温度变化)。
另一个实施例中，所述加热装置包括加热管。
另一个实施例中，所述系统还包括与加热装置连接的温度控制器8，用于控制加热装置的加热温度。
另一个实施例中，所述系统还包括温度传感器，用于监测地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料以及填充气体的温度。
本实施例中，地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料表面以及试验腔体内分别设置有第一温度传感器7-1、第二温度传感器7-2和第三温度传感器7-3，以对地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料和填充气体的温度进行实时采集，便于温度控制器根据所采集的温度实时调整加热管的加热温度。
另一个实施例中，所述温度传感器连接有温度显示器9。
本实施例中，通过设置温度显示器，使得环氧绝缘材料的温度变化可视化，有利于试验人员记录温度变化对局部放电试验检测结果的影响。
另一个实施例中，所述高压电极与环氧绝缘材料的连接端为球形。
下面，以某一具体的盆式绝缘子为例，利用现有技术手段以及本公开所述系统对其局部放电进行检测。
示例性的，地电极被加热到48℃时，盆式绝缘子环氧绝缘材料为40℃，试验腔体内的填充气体温度为29℃，此时的盆式绝缘子环氧绝缘材料的放电谱图如图2(a)所示。
地电极被加热到85℃时，盆式绝缘子环氧绝缘材料为80℃，试验腔体内的填充气体温度为55℃，此时的盆式绝缘子环氧绝缘材料的放电谱图如图2(b)所示。
通过比对图2(a)和图2(b)可知，当在梯度温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料进行局部放电检测时，放电谱图会发生变化，当盆式绝缘子环氧绝缘材料的温度高时，谱图相位右移，且相位宽度变宽，幅值最大值增大(这个结论和在真实温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料的局部放电检测的检测结果一致)。而在仅改变外部环境温度情况下，由于地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料和填充气体的温度均保持一致，所检测到的放电谱图的相位移动、相位宽度和相位幅值没有明显变化(暂时不能提供相应的附图，但是本申请人根据试验结果可以得出以上结论)。以上说明了通过在地电极内设置加热装置使得地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料和填充气体所形成的温度梯度环境可以模拟真实温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料的局部放电检测。
以上应用了具体实施例对本发明进行了阐述，只是用于帮助理解本公开，并不用于限制本发明。任何熟悉该技术的技术人员在本发明所揭示的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种盆式绝缘子环氧绝缘材料局部放电试验系统，包括：
试验腔体；
试验腔体内设置有地电极，所述地电极内设置有加热装置，用于对地电极直接加热，以及用于对盆式绝缘子环氧绝缘材料和试验腔体内的填充气体间接加热，使得地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料和填充气体形成梯度温度环境；
试验腔体内还设置有高压电极，高压电极的一端外接电源，另一端连接置于地电极上的盆式绝缘子环氧绝缘材料，高压电极和地电极构成电极组件，以用于在梯度温度环境下对盆式绝缘子环氧绝缘材料进行局部放电试验。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，优选的，所述加热装置包括加热管。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，系统还包括与加热装置连接的温度控制器，用于控制加热装置的加热温度。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还包括温度传感器，用于监测地电极、盆式绝缘子环氧绝缘材料以及填充气体的温度。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述温度传感器连接有温度显示器。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述高压电极与环氧绝缘材料的连接端为球形。
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