CN115993509A - 一种用于研究覆雪闪络机理的系统及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于研究覆雪闪络机理的系统，包括恒温装置、模拟绝缘子、电极装置、及加热装置；模拟绝缘子设置在所述恒温装置中；电极装置连接于模拟绝缘子的两侧，电极装置为模拟绝缘子提供电压；加热装置设置在恒温装置中，并设置在模拟绝缘子下方。本发明的用于研究覆雪闪络机理的系统通过设置的均匀加热装置，解决了模拟绝缘子表面覆雪不能均匀融化的问题，使得覆雪放电的过程更有规律，有利于研究覆雪闪络过程。
Description
技术领域
本发明涉及高压绝缘子覆雪试验技术领域，尤其是涉及一种用于研究覆雪闪络机理的系统及试验方法。
背景技术
变电站的积雪在融雪期间，会润湿绝缘子表面的污秽，导致绝缘子电气性能急剧下降，可能引发绝缘子闪络，从而造成停电事故。鉴于积雪对变电站绝缘子绝缘性能的危害，国内外学者对支柱绝缘子、玻璃绝缘子串的覆雪闪络特性开展的研究。由于支柱绝缘子、玻璃绝缘子伞形结构较为复杂，对于绝缘子沿面闪络机理的研究通常采用平板模型进行，如对染污绝缘子闪络机理的研究采用了平板玻璃模型来观测染污放电的发展过程，因此对于绝缘子覆雪闪络也可以在玻璃平板进行。
平板玻璃模型研究绝缘子污秽闪络机理的方法为：
①按照给定的盐密/灰密对平板玻璃一侧进行均匀染污，在玻璃板的两端安装电极，接地端连接泄漏电流测量装置；
②在雾室内按照标准要求起雾一定时间后加压至闪络；
③测量试验过程中的电压、电流，用成像设备观测电弧的发展过程等。
按照平板玻璃模型研究污秽闪络机理的方法去研究覆雪闪络机理过程，存在以下问题：
雾可以对染污平板进行均匀润湿，因而电弧发展沿着高压电极和低压电极间最短路径进行，污闪电压和盐密的大小呈现很强的规律。而平板玻璃覆雪后，在环境温度下雪从玻璃平板边缘与空气接触充分的地方先融化，平板玻璃表面的污秽溶于水，放电沿着有较高电导率的雪水的地方发展，闪络电压与盐密、放电路径都有关系，且放电过程产生的热量会融化雪，因而导致闪络电压大小随机性强，不利于覆雪机理研究的开展。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明一方面提供一种用于研究覆雪闪络机理的系统，包括：
恒温装置；
模拟绝缘子，其设置在所述恒温装置中；
电极装置，其连接于所述模拟绝缘子的两侧，所述电极装置为所述模拟绝缘子提供电压；
加热装置，其设置在所述恒温装置中，并设置在所述模拟绝缘子正下方，所述加热装置为所述模拟绝缘子提供均匀恒定的热量。
优选地，所述电极装置与所述恒温装置的内壁之间预设间隔距离。具体而言，通过在电极装置与恒温装置之间预设间隔距离，能避免电极高压的一侧对恒温装置放电的隐患。
优选地，所述恒温装置为恒温箱。
优选地，所述加热装为加热灯带。具体而言，加热灯带热能辐射范围更广，使模拟绝缘子受热更均匀。
优选地，所述模拟绝缘子为玻璃平板。
优选地，所述玻璃平板的长度为30~50cm，宽度为28cm。
优选地，所述玻璃平板的长度为42cm，宽度为28cm。
优选地，所述模拟绝缘子底部还设置支撑柱进行支撑。
优选地，所述支撑柱包括四个，分别支撑设置在所述模拟绝缘子的四个角下方。
优选地，所述支撑柱为绝缘材质的支撑柱。具体而言，通过设置绝缘材质的支撑柱，能够保证模拟绝缘子与恒温装置的底部有间隔距离，同时能保证高压侧电极不会沿绝缘支撑柱对恒温箱下表面放电。
优选地，所述电极装置包括第一电极及第二电极；所述第一电极一端连接于所述模拟绝缘子的一侧，另一端外接高压引线；所述第二电极一端连接于所述模拟绝缘子的另一侧，另一端接地设置。
优选地，所述第一极板及所述第二极板均为球电极。
优选地，所述第一极板的外接的高压引线上还套设高压套管。
优选地，所述第二极板还连接电流测量装置，用于测量所述模拟绝缘子在闪络时产生的电流。
本发明的用于研究覆雪闪络机理的系统的有益效果：本发明通过设置的均匀加热装置解决了模拟绝缘子表面覆雪不能均匀融化的问题，使得覆雪放电的过程更有规律，有利于研究覆雪闪络过程。
本发明的另一方面还提供一种用于研究覆雪闪络机理的试验方法，包括如下步骤：
步骤一：对模拟绝缘子进行污秽涂敷和覆雪；
步骤二：将已涂覆的模拟绝缘子移入恒温装置中，并预设恒温装置的温度；
步骤三：放置电极装置，将电极装置连接在模拟绝缘子两端；
步骤四：将加热装置放置于模拟绝缘子的正下方，恒温加热；
步骤五：模拟绝缘子所覆盖积雪开始融化时，电极装置开始施加电压、直至出现闪络现象，同时记录电压值及电流值。
优选地，所述步骤二中恒温装置的预设温度为0~5℃。
优选地，所述步骤二中恒温装置的预设温度为3℃。
优选地，所述步骤一中的污秽涂敷盐密度为0.25mg/cm2、灰密为0.5mg/cm2。
优选地，所述步骤一中的积雪的覆盖厚度为3~7mm
优选地，所述步骤一中的积雪的覆盖厚度为5mm。
本发明的试验方法的有益技术效果为：通过控制加热装置的恒温加热保证了覆雪在模拟绝缘子上的均匀融化，同时记录整个过程的电流变化及电压变化，是覆雪闪络过程的研究有更多的参考。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的特征和优点将更为清楚。附图仅用于表示优选实施例方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。
图1是本发明的用于研究覆雪闪络机理的系统结构示意图；
图2是本发明中试验方法的流程示意图；
图中，1、模拟绝缘子，2、电极装置，3、加热装置，4、支撑柱，5、恒温装置，6、高压引线，7、电流测量装置，8、高压套管；
21、第一极板，22、第二极板。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，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，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参照图1，为本发明公开的一种用于研究覆雪闪络机理的系统，包括恒温装置5、模拟绝缘子1、电极装置2、及加热装置3；模拟绝缘子设置在所述恒温装置5中；电极装置2连接于模拟绝缘子1的两侧，电极装置2为模拟绝缘子1提供电压；加热装置3设置在恒温装置5中，并设置在模拟绝缘子1正下方，加热装置2为模拟绝缘子1提供均匀恒定的热量。本实施例中，优选地，恒温装置5为恒温箱。
参照图1所示，电极装置2与恒温装置5的内壁之间预设间隔距离。具体而言，通过在电极装置2与恒温装置5之间预设间隔距离，能避免电极高压的一侧对恒温装置5放电的隐患。
上述实施例中，加热装置3优选为加热灯带。具体而言，加热灯带热能辐射范围更广，使模拟绝缘子受热更均匀。
上述实施例中，模拟绝缘子1优选为玻璃平板。玻璃平板的长度优选为30~50cm，宽度优选为28cm。进一步地，玻璃平板的长度优选为42cm，宽度优选为28cm。
继续参照图1所示，模拟绝缘子1底部还设置支撑柱4进行支撑。本实施例中，支撑柱4包括四个，分别支撑设置在模拟绝缘子1的四个角下方。其中，支撑柱4优选为绝缘材质的支撑柱。具体而言，通过设置绝缘材质的支撑柱4，能够保证模拟绝缘子1与恒温装置5的底部有间隔距离，同时能保证高压侧电极（第一极板21侧）不会沿绝缘支撑柱4对恒温装置5下表面放电。
继续参照图1所示，电极装置2包括第一电极21及第二电极22；第一电极21一端连接于模拟绝缘子1的一侧，另一端外接高压引线6；第二电极22一端连接于模拟绝缘子1的另一侧，另一端接地设置。本实施例中，优选地，恒温箱（恒温装置5）内壁与第一极板21侧的（即外接高压引线一侧电极）的距离不小于第一极板21与第二极板22之间距离的2倍。具体而言，通过在电极装置2与恒温箱（恒温装置5）之间预设间隔距离，能避免电极高压的一侧（即第一极板接高压引线的一侧）对恒温箱（对恒温装置5）放电的隐患。本实施例中，优选地，第一极板及第二极板均为球电极，参照图1所示。
继续参照图1所示，第一极板21的外接的高压引线6上还套设高压套管8。
继续参照图1所示，第二极板22还连接电流测量装置7，用于测量模拟绝缘子1在闪络时产生的电流。
本发明的用于研究覆雪闪络机理的系统的有益效果：本发明通过设置的均匀加热装置解决了模拟绝缘子表面覆雪不能均匀融化的问题，使得覆雪放电的过程更有规律，有利于研究覆雪闪络过程，为绝缘子覆雪闪络机理的研究提供了一种新手段。
本发明还公开了用于研究覆雪闪络机理的试验方法，包括如下步骤：
步骤一：对模拟绝缘子1进行污秽涂敷和覆雪；其中，污秽的盐密度及灰密度根据试验需求选用不同的密度。污秽涂敷盐密度优选为0.25mg/cm2、灰密为0.5mg/cm2。积雪的覆盖厚度优选为3~7mm。
步骤二：将已涂覆的模拟绝缘子1移入恒温装置5中，将模拟绝缘子并预设恒温装置5的温度；恒温装置的预设温度优选为0~5℃
步骤三：放置电极装置2，将电极装置2连接在模拟绝缘子1两端；
步骤四：将加热装置3放置于模拟绝缘子1的正下方，恒温加热；
步骤五：模拟绝缘子1所覆盖积雪开始融化时，电极装置2开始施加电压、直至出现闪络现象，同时记录电压值及电流值。
本发明公开的研究覆雪闪络机理的优选试验方法，如下（参见附图1及附图2所示）：
步骤一：将长度为42cm、宽度为28cm的玻璃平板进行污秽涂敷、涂敷的盐密度为0.25mg/cm2、灰密度为0.5mg/cm2，在玻璃平板上均匀地覆盖5cm厚的积雪。
步骤二：将已涂覆的玻璃平板移入恒温箱相中，并放置在四个绝缘支撑柱上。其中，四个绝缘支撑柱设置在玻璃平板的四个角下方。具体而言，通过设置的绝缘材质的支撑柱，能够保证玻璃平台与恒温箱的底部有间隔距离，同时能保证高压侧电极不会沿绝缘支撑柱对恒温箱下表面放电。
步骤三：连接两个球电极，其中一个球电极（第一极板21）一端连接玻璃平板、另一端连接高压接线，另一个球电极（第二极板22）一端连接玻璃平板、另一端接地设置，同时在接地球极板（第二极板22）一侧连接电流表，关闭恒温箱，将恒温箱温度维持于3℃。其中，恒温箱内壁与其中一个球电极（第一极板21）侧的（即外接高压引线一侧电极）的距离不小于两个球极板（第一极板21与第二极板22）之间距离的2倍。具体而言，通过在球极板与恒温箱之间预设间隔距离，能避免球电极高压的一侧对恒温箱放电的隐患。
步骤四：将加热灯带置于玻璃平板的正下方，持续加热1分钟后恒定温度加热。具体而言，恒温加热使覆雪均匀融化，且加热灯带热能辐射范围更广，使模拟绝缘子受热更均匀，进一步保证覆雪均匀融化。
步骤五：随着加热灯带不断加热，玻璃平板上覆盖的积雪开始融化，此时通过高压侧的球极板（即第二球极板22）施加电压并记录电压值，通过电流表7记录过程中泄露电流的电流值，直至出现闪络现象时停止施加电压。其中，整个过程中电压不断升高。具体而言，通过记录电压值，及设置电流表7辅助记录覆雪融化至闪络过程中的电流变化，为研究覆雪闪络机理提供了新的参考。
综上实施例可知本发明的试验方法的有益技术效果为：通过控制加热装置的恒温加热保证了覆雪在模拟绝缘子上的均匀融化，同时记录整个过程的电流变化及电压变化，使覆雪闪络过程的研究有更多的参考。
应当说明的是，在本文中，诸如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。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种用于研究覆雪闪络机理的系统，其特征在于，包括：
恒温装置；
模拟绝缘子，其设置在所述恒温装置中；
电极装置，其连接于所述模拟绝缘子的两侧，所述电极装置在所述
模拟绝缘子的两侧之间提供电压差；
加热装置，其设置在所述恒温装置中，并设置在所述模拟绝缘子下
方，所述加热装置为所述模拟绝缘子提供均匀恒定的热量。
2.根据权利要求1所述的用于研究覆雪闪络机理的系统，其特征在于，所述模拟绝缘子为玻璃平板。
3.根据权利要求1所述的用于研究覆雪闪络机理的系统，其特征在于，所述模拟绝缘子装置底部还设置支撑柱进行支撑。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于研究覆雪闪络机理的系统，其特征在于，所述电极装置包括第一电极及第二电极；所述第一电极一端连接于所述模拟绝缘子的一侧，另一端外接高压引线；所述第二电极一端连接于所述模拟绝缘子的另一侧，另一端接地设置。
5.根据权利要求4所述的用于研究覆雪闪络机理的系统，其特征在于，所述第一极板的外接的高压引线上还套设高压套管。
6.根据权利要求4所述的用于研究覆雪闪络机理的系统，其特征在于，所述第二极板还连接电流测量装置，用于测量所述模拟绝缘子在闪络过程中产生的电流。
7.根据权利要求1所述的用于研究覆雪闪络机理的系统，其特征在于，所述电极装置与所述恒温装置的内壁之间预设间隔距离。
8.一种用于研究覆雪闪络机理的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：对模拟绝缘子进行污秽涂敷和覆雪；
步骤二：将已涂覆的模拟绝缘子移入恒温装置中，并预设恒温装置的温度；
步骤三：放置电极装置，将电极装置连接在模拟绝缘子两端；
步骤四：将加热装置放置于模拟绝缘子的正下方，恒温加热；
步骤五：模拟绝缘子所覆盖积雪开始融化时，电极装置开始施加电压、直至出现闪络现象，同时记录电压值及电流值。
9.根据权利要求8所述的用于研究覆雪闪络机理的系统的试验方法，其特征在于，所述步骤二中恒温装置的预设温度为0~5℃。
10.根据权利要求8所述的用于研究覆雪闪络机理的系统的试验方法，其特征在于，所述步骤一中的积雪的覆盖厚度为3~7mm。
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2022
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