CN117741375A - 一种密封的gis局部放电实验模拟装置 - Google Patents
一种密封的gis局部放电实验模拟装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117741375A CN117741375A CN202311741140.XA CN202311741140A CN117741375A CN 117741375 A CN117741375 A CN 117741375A CN 202311741140 A CN202311741140 A CN 202311741140A CN 117741375 A CN117741375 A CN 117741375A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- simulation
- plate electrode
- discharge
- guide rod
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 34
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 26
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 26
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 claims description 15
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 claims description 4
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 8
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract description 2
- 102100035115 Testin Human genes 0.000 abstract 1
- 101710070533 Testin Proteins 0.000 abstract 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 20
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 230000005685 electric field effect Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000009421 internal insulation Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
本发明公开了一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,涉及一种气体绝缘开关设备技术领域,包括模拟罐本体,模拟罐本体包括透明罐体和壳盖机构,第一壳盖开设有通孔,通孔内贯穿有导杆,导杆外套设有绝缘套管,绝缘套管的外壁与通孔的内侧壁活动密封连接;模拟罐本体上还设置有气阀,气阀连通模拟腔室,用于向模拟腔室内通入SF6气体或将模拟腔室内抽取真空;模拟腔室内可放置放电模型机构,放电模型机构一端与导杆接触,且另一端与第二壳盖接触。本发明通过将罐体设置为透明的,并模拟灌本体结构进行设计,以解达到模拟试验可以直接观察设备内部情况,GIS内部放电模型可以调整的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体绝缘开关设备技术领域,具体涉及一种密封的GIS局部放电实验模拟装置。
背景技术
气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成,这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF6气体,故也称SF6全封闭组合电器。
GIS因其体型小、占地面积小、安全运行性能优良而被广泛应用于电力系统中。GIS在生产制造、装运以及实际运行过程中,会不可避免地因加工工艺、冲撞以及复杂的运行环境等问题而产生一些诸如灰尘、气隙、金属导电微粒等安全隐患,进而使GIS产生各种形式的局部放电现象。局部放电是一种并不会立即使设备绝缘击穿的缺陷,但其一旦发生,其周围介质就会被不断侵蚀,进而导致贯穿性的绝缘失效。GIS中具有多种类型的局部放电现象,不同的局部放电类型对设备所产生的危害亦有所不同。然而,真实的GIS装置能够模拟的放电模型有限,且不易观察,放电量不易测量,放电模型也不易调整、更换。因此,有必要设计一套精准模拟GIS中不同局部放电现象的实验装置,进而对放电类型进行辨别,保证GIS的安全运行。
现有的GIS故障模拟试验装置主要针对不同局部放电类型设计多个对应实验装置进行模拟,耗费成本高;或只进行了空气放电,未考虑进行密封绝缘腔体实验;或模拟装置气密性不足,造成装置内部的SF6气体泄漏。
有鉴于此,特提出本申请。
发明内容
本发明的目的在于提供一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,通过将罐体设置为透明的,并模拟灌本体结构进行设计,以解决现有技术中模拟试验无法直接观察设备内部情况,GIS内部放电模型无法调整的问题。
本发明实施例通过下述技术方案实现:一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,包括模拟罐本体,模拟罐本体包括透明罐体和壳盖机构,透明罐体两端开口,壳盖机构包括第一壳盖和第二壳盖,第一壳盖盖合在透明罐体的一端开口上,且第二壳盖盖合在透明罐体的另一端开口上,透明罐体与第一壳盖、第二壳盖共同形成一个模拟腔室;
第一壳盖开设有通孔,通孔内贯穿有导杆,导杆外套设有绝缘套管,绝缘套管的外壁与通孔的内侧壁活动密封连接;
模拟罐本体上还设置有气阀,气阀连通模拟腔室,用于向模拟腔室内通入SF6气体或将模拟腔室内抽取真空;
模拟腔室内可放置放电模型机构,放电模型机构一端与导杆接触,且另一端与第二壳盖接触。
优选地,放电模型机构包括尖端放电模型、气隙放电模型、自由金属颗粒放电模型和沿面放电模型中的一种。
优选地,尖端放电模型包括针电极和第一板电极,针电极与导杆连接,第一板电极安装在第二壳盖上,针电极与第一板电极之间的距离可以调整。
优选地,气隙放电模型包括第二板电极、第三板电极和若干环氧树脂板,若干环氧树脂板设置在第二板电极和第三板电极之间,导杆与第二板电极接触,第三板电极安装在第二壳盖上;
其中至少一个环氧树脂板上开设有至少一个空隙。
优选地,自由金属颗粒放电模型包括球电极和碗电极,碗电极包括开口的凹槽结构和弧面,凹槽结构内放置有若干自由金属颗粒;
球电极安装在导杆上,凹槽结构的开口面向球电极;
碗电极的弧面安装在第二壳盖上,球电极与碗电极之间的距离可调整。
优选地,沿面放电模型包括第四板电极、第五板电极和环氧树脂块,环氧树脂块设置在第四板电极和第五板电极之间,环氧树脂块上贴有若干铜箔胶带;
导杆与第四板电极接触,第五板电极安装在第二壳盖上。
优选地,第二壳盖的横截面大于透明罐体的横截面大小,透明罐体安装在第二壳盖的中间位置,第二壳盖上设置有若干螺栓孔,螺栓孔设置在模拟腔室外。
优选地,绝缘套管与通孔连接处设置有凹槽,凹槽内设置有密封圈。
优选地,导杆两端均设置有外螺纹。
优选地,导杆为不锈钢材质制成,绝缘套管由聚四氟乙烯制成,第一壳盖和第二壳盖均由铝合金制成,透明罐体由有机玻璃制成。
本发明实施例与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
1、本发明实施例提供的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,设置两个壳盖与透明罐体形成一个密封的模拟腔室,可以在模拟腔室里面通入SF6气体,放置放电模型机构进行GIS局部放电研究,该装置不仅气密性好,而且可以透过透明罐体观察到透明罐体内局部放电情况和局部放电的危害情况。
2、本发明提出了一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,可模拟尖端放电、气隙放电、自由金属颗粒放电及沿面放电等四种缺陷类型,同时针对不同位置设置了相应的密封件,保证了装置的气密性。试验人员可通过更换不同放电模型达成实验装置模型一体化,不仅有效提升了设备利用率,还大幅降低了工件成本。通过此实验装置,可直观识别常见局部放电类型所呈现出的故障形态,提升从业人员对各类故障的识别、判定和分析能力,有效提升运维人员技术技能水平,增加了模拟装置研究的多样性,解决了现有技术中每个放电模型需要对应一个模拟罐本体的问题,节约了成本。
总体而言,本发明的实施例提供的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置通过将罐体设置为透明的,并模拟灌本体结构进行设计,以解达到模拟试验可以直接观察设备内部情况,GIS内部放电模型可以调整的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的模拟灌本体结构示意图;
图2为本发明实施例提供的尖端放电模型模拟装置结构示意图;
图3为本发明实施例提供的气隙放电模型模拟装置结构示意图;
图4为本发明实施例提供的自由金属颗粒放电模型模拟装置结构示意图;
图5为本发明实施例提供的沿面放电模型模拟装置结构示意图;
图6为本发明实施例提供的针电极结构示意图;
图7为本发明实施例提供的板电极结构示意图;
图8为本发明实施例提供的环网树脂板结构示意图;
图9为本发明实施例提供的碗电极结构示意图;
图10为本发明实施例提供的球电极结构示意图;
图11为本发明实施例提供的环氧树脂块结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-透明罐体,2-第一壳盖,3-第二壳盖,4-导杆,5-绝缘套管,6-气阀,7-针电极,8-第一板电极,9-第二板电极,10-第三板电极,11-环氧树脂板,12-球电极,13-碗电极,14-第四板电极,15-第五板电极,16-环氧树脂块,17-螺栓孔,18-凹槽,19-密封圈,20-外螺纹。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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展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。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例
在现有技术中,GIS局部放电研究需要有真实的实验设备,但是真实的GIS设备无法直接观察设备内部情况。GIS内部放电模型也无法调整,放电类型和量值无法更换,长期放电后放电模型自身变化也会改变放电类型或者量值,甚至放电击穿。真实的GIS设备模拟内部绝缘缺陷,不稳定且重复性差,无法在设备体外控制放电的产生、消失和加重,因此研制符合实验要求的GIS局部放电模拟装置十分必要。
如图1所示,本发明实施例提供了一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,包括模拟罐本体,模拟罐本体内部用于进行模拟试验,模拟罐本体包括透明罐体1和壳盖机构,透明罐体1两端开口,壳盖机构包括第一壳盖2和第二壳盖3,第一壳盖2盖合在透明罐体1的一端开口上,且第二壳盖3盖合在透明罐体1的另一端开口上,透明罐体1与第一壳盖2、第二壳盖3共同形成一个模拟腔室;示例性地,透明罐体1为中空的圆柱体结构,第一壳盖2和第二壳盖3均为圆形,分别盖合在中空圆柱体的两个底面上,形成密封腔室,这里的密封腔室就是模拟腔室,其中透明罐体1竖直放置,两个底面上下设置,第一壳盖2设置在透明罐体1的顶部,第二壳盖3设置在透明罐体1的底部,第二壳盖3对整个模拟装置进行支撑。本发明实施例的罐体是透明的,这样可以提供可视化的结构,优选地,透明罐体1可以是有机玻璃材质制成,第一壳盖2和第二壳盖3均由铝合金材料制成,有机玻璃具有透明度高、机械强度好、耐腐蚀性能等特点,适合用于观察实验内部的情况,可以让实验人员直观地观察局部放电现象,以便更好地理解和分析实验结果。铝合金相对轻巧,同时具有很好的强度和抗腐蚀性,可以对模拟腔室提供良好的密闭新能,有助于确保实验环境的控制和安全。
作为本发明的优选实施方式,可以将第二壳盖3的横截面设置为大于透明罐体1的横截面大小,这样可以增加第二壳盖3与底面的接触面积,提高整个模拟装置的稳定性。同时,也可以将透明罐体1安装在第二壳盖3的中间位置,第二壳盖3上设置有若干螺栓孔17,螺栓孔17设置在模拟腔室外。具体地,将透明罐体1安装在第二壳盖3的中间位置,有助于更好地固定和支撑透明罐体1,确保其重心稳定;第二壳盖3上设置的螺栓孔17用于将整个模拟装置通过螺栓安装和固定在地面或者其它支撑部件上,可以进一步提高模拟装置在试验过程中的稳定性。
第一壳盖2开设有通孔,通孔内贯穿有导杆4,导杆4外套设有绝缘套管5,绝缘套管5的外壁与通孔的内侧壁活动密封连接;通孔用于在模拟腔室内引入导杆4,导杆4一端在模拟腔室内,用于连接或者接触放电模型机构,通过连接或者接触的方式通过导杆4将高压电传递给放电模型机构,导杆4的另一端外漏在模拟腔室外,用于连接或者缠绕高压线。绝缘套管5用于提供电气绝缘,防止局部放电通过导杆4传播到外部环境。绝缘套管5的外壁与通孔的内侧壁之间的活动密封连接有助于防止SF6气体泄漏,维护实验腔的密封性,同时,此结构是可活动的,可以用于调节导杆4在模拟腔室内的延伸长度,这种即可活动,又可以密封的结构可以通过密封圈19来配合实现,当然在其他实施例中,不限于使用密封圈19。
回到本发明实施例中,示例性地,在绝缘套管5与通孔连接处设置凹槽18,在凹槽18内设置密封圈19。凹槽18用来容纳密封圈19以及提供额外的空间,以确保密封件在连接点周围有足够的位置进行弹性变形。这有助于增强密封效果。密封圈19是为了提供有效的密封,防止SF6气体通过连接点渗透或泄漏,密封圈19通常由弹性材料制成,可以填充凹槽18并提供密封效果,当对绝缘套管5施加外力时,可以在密封圈19内相对滑动,以带动调节导杆4在模拟腔室内的延伸强度。
模拟腔室内可放置放电模型机构,放电模型机构一端与导杆4接触,且另一端与第二壳盖3接触。放电模型机构被设计用于模拟GIS局部放电现象,放电模型机构的一端与导杆4接触,此结构可以模拟实际设备中局部放电可能发生的位置。导杆4作为一个固定的支撑点,有助于确保模型机构相对于模拟腔室的位置稳定。放电模型机构的另一端与第二壳盖3接触,第二壳盖3对放电模型机构形成支撑,将放电模型机构放置在导杆4和第二壳盖3之间提供了一定的实验可控性,使得实验人员能够调整和观察放电现象,并评估其对设备的潜在影响。
需要说明的是,导杆4具有导电性,由导电材料制成,绝缘套管5由绝缘材料制成,示例性地,导杆4为不锈钢材质制成,绝缘套管5由聚四氟乙烯制成,不锈钢具有较长的使用寿命,能够承受多次实验操作而不容易受损,聚四氟乙烯不仅绝缘,而且具有耐高温性,化学稳定性强。在本发明实施例中,导杆4两端均设置有外螺纹20,一方面可以提高高压线缠绕的的稳定性,另一方面可以在放电模型机构上设置与之匹配的内螺纹,提高导杆4与放电模型机构之间的连接稳定性,同时也方便切换放电模型机构的类型。
模拟罐本体上还设置有气阀6,气阀6连通模拟腔室,用于向模拟腔室内通入SF6气体或将模拟腔室内抽取真空;气阀6的作用是控制气体的进出,以维持模拟腔室内的气体压力。在本发明实施例的模拟场景中,气阀6具有通气功能,即允许SF6气体进入模拟腔室,以模拟GIS中使用的气体绝缘开关设备中的气体环境,气阀6也具有抽真空功能,允许将模拟腔室内的空气或气体抽取,以模拟真空条件。当然在其他实施例中,抽真空的接口可以另外设置,不与气阀6共用,在这里不做限制。回到本发明实施例中,优选地,可以将气阀6设置为自锁气阀6,例如,将将自锁气阀6与第一盖壳相嵌合,将罐体内部抽真空后,通过气阀6向其内部充入一定压力的SF6气体,随后气阀6自动锁上,防止SF6气体外泄,保证实验安全进行。需要说明的是,SF6气体是一种常用于气体绝缘开关设备中的绝缘介质,通过向模拟腔室通入SF6气体,可以模拟设备在正常工作条件下的运行环境,有助于研究和分析局部放电的特性。
示例性地,第一壳盖2和第二壳盖3整体材料使用铝合金,第一壳盖2盖壳与导杆4、绝缘套管5、气阀6嵌合,第二盖壳上设置有螺柱,与圆板电极或碗电极13相嵌合,实现电极的切换使用。第一盖壳和第二盖壳均留有小凹槽18,方便与罐壁表面上、下沿凸起搭配使用,防止SF6气体外泄。在第二盖壳表面三处位置设置了螺纹孔,方便设置实验装置整体接地。
在本发明实施例中,将会列举四种不同的放电模型机构进行说明,分别是尖端放电模型、气隙放电模型、自由金属颗粒放电模型和沿面放电模型。
其中,如图2、图6和图7所示,尖端放电模型包括针电极7和第一板电极8,针电极7与导杆4连接,第一板电极8安装在第二壳盖3上,针电极7与第一板电极8之间的距离可以调整。具体地,针电极7的设计以及与第一板电极8的排列和距离设置会导致电场在尖端附近集中,在这个高电场强度的区域,SF6气体绝缘介质可能会发生击穿,形成局部放电。针电极7的尖端形状和第一板电极8之间的距离可能导致电晕放电的发生。电晕是在电极附近的空气中发生的较弱放电,可能在高电压下形成蓝色光晕。不同曲率的针尖可能会影响电场的分布,因为曲率改变了电场的局部强度,这使得实验人员能够研究不同形状的金属突出物对局部放电特性的影响。调整针电极7和第一板电极8之间的距离可以改变电场的强度,逐渐减小间距可能导致局部放电的发生,同时观察到放电的严重程度。即在尖端放电模型中,设置不同曲率的针尖用来模拟GIS高压导体上的金属突出物,可以调整针、板电极间的距离来观察放电严重程度。尖端放电模型试验可以帮助研究人员深入了解局部放电的机理、产生过程以及相关因素的影响。这对于改善电气设备的设计、预防故障以及提高设备的可靠性非常有帮助。需要说明的是,这里的的针电极7和导杆4可以通过螺纹可拆卸的连接,第一板电极8和第二盖壳之间也可以通过螺纹可拆卸的连接,这样即可以保证放电模型的可替换性,又能保证安装的牢固性,提高模拟试验的精确度和可重复性。这里的针电极7和第一板电极8可以均采用黄铜材质制成,黄铜具有良好的导电性和较好的机械强度和硬度,且易于加工和制造,方便改变针电极7的曲率。
如图3、图7和图8所示,气隙放电模型包括第二板电极9、第三板电极10和若干环氧树脂板11,若干环氧树脂板11设置在第二板电极9和第三板电极10之间,导杆4与第二板电极9接触,第三板电极10安装在第二壳盖3上;其中至少一个环氧树脂板11上开设有至少一个空隙。具体地,第二板电极9和第三板电极10用于产生电场,促使局部放电现象发生,可以由黄铜等导电性良好的材料制成,以确保电场集中在电极附近。环氧树脂是一种优良的绝缘材料,用于隔离电极,防止电极之间的直接电路,有助于产生局部电场。至少一个环氧树脂板11上开设有至少一个空隙用于控制电场的分布或产生特定的局部电场效应。这样的设计有助于模拟特定的电场条件,以更好地理解局部放电的特性。示例性地,使用第二板电极9和第三板电极10将三块环氧树脂板11夹住,中间的环氧树脂板11挖出一个小空隙,通过设置不同环氧树脂板11的厚度和空隙的大小,来观察放电严重程度。需要说明的是,这里的第二板电极9与导杆4之间、第三板电极10与第二壳盖3之间均可以采用可拆卸的螺纹连接结构。
如图4、图9和图10所示,自由金属颗粒放电模型包括球电极12和碗电极13,碗电极13包括开口的凹槽18结构和弧面,凹槽18结构内放置有若干自由金属颗粒;球电极12安装在导杆4上,凹槽18结构的开口面向球电极12;碗电极13的弧面安装在第二壳盖3上,球电极12与碗电极13之间的距离可调整。具体地,球电极12通过导杆4安装,有助于控制球电极12的位置并提供导电路径;碗电极13包括一个开口的凹槽18结构和弧面,此结构有助于调整电场分布,集中电场在凹槽18的特定区域。凹槽18结构内放置有若干自由金属颗粒,这些金属颗粒在电场的作用下发生运动,并可能导致局部放电。球电极12与碗电极13之间的距离可调整,这使得实验人员能够改变电场分布和调整放电的条件。示例性地,球电极12、碗电极13均为不锈钢材质,自由金属颗粒采用微小的矩形铝箔片来模拟。通过调整球、碗电极13间距离和铝箔片数量来观察放电严重程度。微小的矩形铝箔片被用来模拟自由金属颗粒。这些矩形铝箔片在电场的作用下可能会发生运动和放电现象,通过调整球电极12和碗电极13的间距以及添加或减少铝箔片的数量,可以观察和记录放电的严重程度,包括放电的频率、强度和其他特性。通过调整电极间距,可以改变电场分布,从而影响自由金属颗粒的运动和放电行为,有助于研究电场对局部放电的影响。需要说明的是,球电极12与导杆4之间、碗电极13与第二壳盖3之间均可以采用可拆卸的螺纹连接。
如图5、图7和图11所示,沿面放电模型包括第四板电极14、第五板电极15和环氧树脂块16,环氧树脂块16设置在第四板电极14和第五板电极15之间,环氧树脂块16上贴有若干铜箔胶带;导杆4与第四板电极14接触,第五板电极15安装在第二壳盖3上。具体地,第四板电极14和第五板电极15可能用于产生电场,促使沿面放电现象发生,环氧树脂块16是一种良好的绝缘材料,用于隔离电极,防止电极之间的直接电路,有助于产生沿面电场,环氧树脂块16上贴有若干铜箔胶带,用来模拟绝缘子表面的金属污秽情况,同时对电场分布产生影响。示例性地,使用第四板电极14和第五板电极15将一个环氧树脂块16夹住,并在中间的环氧树脂块16表面贴上单面铜箔胶带模拟绝缘子表面金属污秽。此模型用于模拟沿面放电的现象,特别是在绝缘子表面存在金属污秽的情况下,通过调整电极的几何形状、电极间距以及环氧树脂块16上铜箔胶带的分布,可以研究不同放电条件下的现象,这种模型可以帮助深入理解GIS设备中可能发生的沿面放电现象及其对设备性能的影响。需要说明的是,第四板电极14与导杆4之间、第五板电极15与第二壳盖3之间,均可以采用螺纹可活动连接的方式连接。
总体而言,本发明实施例结合GIS局部放电带电检测需求和现有模拟装置的不足,设计了一种密封的GIS缺陷模拟装置,主要包括通用模拟罐及各放电模型元件,通用模拟罐设计时充分考虑了罐体气密性,较好的模拟了GIS内部情况,罐体壁采用可视有机玻璃,方便试验人员观察不同局部放电现象所呈现的故障形态,进而开展局部放电类型识别及机理研究。
通过分别切换使用不同放电模型元件,达成一套模拟装置模拟四种常见GIS缺陷模型,不仅降低了装置成本,还提升了设备利用率。设计同类放电模型的不同尺寸元件,根据元件间距离、厚度等特点可实现模拟不同局部放电现象严重程度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。应当注意,在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制,同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述,以避免不必要地限制本发明。
Claims (10)
1.一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,包括模拟罐本体,所述模拟罐本体包括透明罐体(1)和壳盖机构,其特征在于,所述透明罐体(1)两端开口,所述壳盖机构包括第一壳盖(2)和第二壳盖(3),所述第一壳盖(2)盖合在所述透明罐体(1)的一端开口上,且第二壳盖(3)盖合在所述透明罐体(1)的另一端开口上,所述透明罐体(1)与第一壳盖(2)、第二壳盖(3)共同形成一个模拟腔室;
所述第一壳盖(2)开设有通孔,所述通孔内贯穿有导杆(4),所述导杆(4)外套设有绝缘套管(5),所述绝缘套管(5)的外壁与所述通孔的内侧壁活动密封连接;
所述模拟罐本体上还设置有气阀(6),所述气阀(6)连通所述模拟腔室,用于向所述模拟腔室内通入SF6气体或将所述模拟腔室内抽取真空;
所述模拟腔室内可放置放电模型机构,所述放电模型机构一端与所述导杆(4)接触,且另一端与所述第二壳盖(3)接触。
2.根据权利要求1所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述放电模型机构包括尖端放电模型、气隙放电模型、自由金属颗粒放电模型和沿面放电模型中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述尖端放电模型包括针电极(7)和第一板电极(8),所述针电极(7)与所述导杆(4)连接,所述第一板电极(8)安装在所述第二壳盖(3)上,所述针电极(7)与所述第一板电极(8)之间的距离可以调整。
4.根据权利要求2所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述气隙放电模型包括第二板电极(9)、第三板电极(10)和若干环氧树脂板(11),若干所述环氧树脂板(11)设置在第二板电极(9)和第三板电极(10)之间,所述导杆(4)与所述第二板电极(9)接触,所述第三板电极(10)安装在所述第二壳盖(3)上;
其中至少一个所述环氧树脂板(11)上开设有至少一个空隙。
5.据权利要求2所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述自由金属颗粒放电模型包括球电极(12)和碗电极(13),所述碗电极(13)包括开口的凹槽(18)结构和弧面,所述凹槽(18)结构内放置有若干自由金属颗粒;
所述球电极(12)安装在所述导杆(4)上,所述凹槽(18)结构的开口面向所述球电极(12);
所述碗电极(13)的弧面安装在第二壳盖(3)上,所述球电极(12)与所述碗电极(13)之间的距离可调整。
6.根据权利要求2所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述沿面放电模型包括第四板电极(14)、第五板电极(15)和环氧树脂块(16),所述环氧树脂块(16)设置在所述第四板电极(14)和第五板电极(15)之间,所述环氧树脂块(16)上贴有若干铜箔胶带;
所述导杆(4)与所述第四板电极(14)接触,所述第五板电极(15)安装在所述第二壳盖(3)上。
7.根据权利要求1所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述第二壳盖(3)的横截面大于所述透明罐体(1)的横截面大小,所述透明罐体(1)安装在所述第二壳盖(3)的中间位置,所述第二壳盖(3)上设置有若干螺栓孔(17),所述螺栓孔(17)设置在所述模拟腔室外。
8.根据权利要求1所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述绝缘套管(5)与所述通孔连接处设置有凹槽(18),所述凹槽(18)内设置有密封圈(19)。
9.根据权利要求1所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述导杆(4)两端均设置有外螺纹(20)。
10.根据权利要求1所述的一种密封的GIS局部放电实验模拟装置,其特征在于,所述导杆(4)为不锈钢材质制成,所述绝缘套管(5)由聚四氟乙烯制成,所述第一壳盖(2)和第二壳盖(3)均由铝合金制成,所述透明罐体(1)由有机玻璃制成。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311741140.XA CN117741375A (zh) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 一种密封的gis局部放电实验模拟装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311741140.XA CN117741375A (zh) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 一种密封的gis局部放电实验模拟装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117741375A true CN117741375A (zh) | 2024-03-22 |
Family
ID=90255761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311741140.XA Pending CN117741375A (zh) | 2023-12-18 | 2023-12-18 | 一种密封的gis局部放电实验模拟装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117741375A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118393337A (zh) * | 2024-04-18 | 2024-07-26 | 武汉国电华美电气设备有限公司 | 一种gis局部放电模拟验证设备 |
-
2023
- 2023-12-18 CN CN202311741140.XA patent/CN117741375A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118393337A (zh) * | 2024-04-18 | 2024-07-26 | 武汉国电华美电气设备有限公司 | 一种gis局部放电模拟验证设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN117741375A (zh) | 一种密封的gis局部放电实验模拟装置 | |
CN103353574B (zh) | 一种gis用绝缘拉杆的绝缘试验装置 | |
CN202308895U (zh) | 一种气体绝缘金属封闭开关设备用可拆装检修试验单元 | |
CN104101820A (zh) | 一种变压器油/纸绝缘老化实验装置及实验方法 | |
CN108519545A (zh) | 一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置及方法 | |
CN205643609U (zh) | 一种gis内部多种局部放电的模拟装置 | |
CN104849630B (zh) | 一种用于测量气体绝缘组合开关盆式绝缘子缺陷的装置 | |
CN207992375U (zh) | Gil设备三支柱绝缘子故障模拟试验平台 | |
CN208999493U (zh) | 一种用于油纸绝缘介电响应测试的三电极装置 | |
CN101882527A (zh) | 采用浮动结构及自适应导电接触的三工位隔离/接地开关 | |
CN114252745A (zh) | 一种沿面放电下混合气体绝缘性能实验装置 | |
CN201868314U (zh) | 三工位隔离/接地开关、系列高压开关组合电器及气体绝缘金属封闭输电线路 | |
CN202512205U (zh) | 一种倒置式电流互感器油纸绝缘故障仿真模型 | |
CN208013351U (zh) | 六氟化硫气体绝缘设备过热性故障模拟装置 | |
CN109243909A (zh) | 一种气体绝缘真空负荷开关 | |
Ma | Analysis of common faults in gas insulated substation | |
CN204758759U (zh) | 一种用于测量气体绝缘组合开关盆式绝缘子缺陷的装置 | |
CN111443306A (zh) | 一种模拟gis内部触头接触不良的试验装置 | |
CN113488351B (zh) | 一种高压断路器真空度在线监测实验装置及方法 | |
CN116073274A (zh) | 空气型环保断路器柜 | |
Purnomoadi et al. | Insulation Performance of GIS Operating Under Tropical Conditions | |
Taklaja et al. | Electric field distribution in glass and porcelain pin insulators | |
CN114388153A (zh) | 一种用于压水堆安全壳的玻璃-金属密封电气贯穿件 | |
CN203423120U (zh) | 静触头装置、断路器及高压开关设备 | |
CN105954661A (zh) | 一种高压充气柜用电压互感器的绝缘试验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |