CN201965199U - 一种用于gis局部放电模拟实验研究的实验装置 - Google Patents

一种用于gis局部放电模拟实验研究的实验装置 Download PDF

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Abstract

一种用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置,包括上极板、下极板、有机玻璃管、尼龙强化拉杆、铜导杆、铜电极、充放气装置,上极板、下极板和有机玻璃管组成圆柱体腔体,圆柱体腔体通过尼龙强化拉杆紧固连接,铜导杆与上极板以细密螺纹连接,铜电极螺纹连接于铜导杆,充放气装置安装于下极板一侧,上极板、下极板与有机玻璃管之间设置第一O型密封橡胶圈,上极板与铜导杆之间设置第二O型密封橡胶圈。本实用新型可以方便模拟各种典型缺陷类型,通过对实验装置进行加压操作,可以得到与真实GIS内的缺陷基本相同的局部放电信号,可以用于对GIS局部放电的模式识别,定位以及对GIS绝缘状态的危险评估工作。

Description

一种用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置
技术领域
本实用新型涉及气体绝缘组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电的模拟实验,具体是一种用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置。
背景技术
封闭式气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)具有良好的绝缘性能,广泛应用于高压输电系统中。GIS运行可靠性高、维护工作量小、检修周期长,但是由于其的全封闭结构特点,一旦出现事故,造成的后果比分离敞开式设备严重得多,其故障修复尤为复杂。对GIS实际故障的统计分析表明,因GIS绝缘性能降低而引起的故障占有很大比例。GIS绝缘故障的前期表现为击穿前的局部放电,所以运用传感器手段对其局部放电产生的光、电磁波、振动等物理特征进行检测,能够有效的发现GIS内部绝缘缺陷,尤其是潜伏性和突发性缺陷。局部放电在线监测可以对GIS的绝缘劣化趋势和运行状况做出预测,必要时提供报警和故障诊断,避免发生严重事故,节省大量人力物力,保证系统运行安全。
GIS内的典型缺陷包括自由金属或非金属颗粒、母线和筒壁尖刺、绝缘子内部缺陷,绝缘子沿面缺陷以及金属件松动等,对这些典型的缺陷进行实验研究,得出单个缺陷或者多个缺陷的局部放电信号,进 而对GIS内的局部放电进行去噪、模式识别和定位,并进一步对GIS的绝缘劣化趋势和运行状况做出预测是亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型提供一种用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置,利用该装置可在实验室内模拟GIS设备内部各种单一和组合缺陷,获得反映各种绝缘缺陷的PD实验数据,实现对GIS内绝缘缺陷的PD模式识别。
一种用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置,包括上极板、下极板、有机玻璃管、尼龙强化拉杆、铜导杆、铜电极、充放气装置,上极板、下极板和有机玻璃管组成圆柱体腔体,圆柱体腔体通过尼龙强化拉杆紧固连接,铜导杆与上极板以细密螺纹连接,铜电极螺纹连接于铜导杆,充放气装置安装于下极板一侧,上极板、下极板与有机玻璃管之间设置第一O型密封橡胶圈,上极板与铜导杆之间设置第二O型密封橡胶圈。
本实用新型在实验室建立能够模拟GIS内真实缺陷的局部放电缺陷单元,可以方便模拟各种典型缺陷类型,通过对实验装置进行加压操作,可以得到与真实GIS内的缺陷基本相同的局部放电信号,可以用于对GIS局部放电的模式识别,定位以及对GIS绝缘状态的危险评估工作。
附图说明
图1为本实用新型用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置的结构示意图;
图2为本实用新型组成铜导杆的导杆单元的结构示意图;
图3a-c为本实用新型铜电极的种类及其与铜导杆的连接示意图;
图4为本实用新型在真实GIS腔体中放置方式的示意图;
图5a-b为本实用新型在外界单独放置时加压方式的示意图。
图中:1-上极板,2-下极板,3-有机玻璃管,4-尼龙强化拉杆,5-铜导杆,6-铜导杆,7-充放气装置,8-第一密封橡胶圈,9-第二密封橡胶圈,10-高压导杆,11-绝缘子。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图,对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1所示本实用新型用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置的结构示意图,所述用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置包括上极板1、下极板2、有机玻璃管3、尼龙强化拉杆4、铜导杆5、铜电极6、充放气装置7、第一密封橡胶圈8、第二密封橡胶圈9,上极板1、下极板2和有机玻璃管3组成圆柱体腔体,圆柱体腔体通过尼龙强化拉杆4紧固连接,用于调节圆柱体腔体的上下间距。具体的,尼龙强化拉杆4共有六根,均匀分布于有机玻璃管3的外围,两端均有外螺纹,尼龙强化拉杆4的一端固定于下极板2,另一端由螺母紧固于上极板1。
铜导杆5与上极板1以细密螺纹连接,可以精细调节内部模拟缺陷的尺寸,另外铜导杆5由1cm-10cm不等的导杆单元组成(如图2所示),导杆单元之间可以任意组合,因此可以在1cm的量级进行粗 调节;铜电极6螺纹连接于铜导杆5,可以方便更换不同缺陷类型,大幅提高工作效率。铜电极6的形状根据所模拟缺陷的不同而变化,可以是球状、板状或棒状。如图3a-c所示,分别是(a)球电极,(b)板电极和(c)棒电极,对于GIS母线和筒壁上的尖刺缺陷,可以采用图3a-c所示的棒电极;对于绝缘子内部放电,一般也采用球电极,而对于沿面放电的缺陷,棒电极和板电极使用较多。
充放气装置7安装于下极板2一侧,可以通过其为圆柱体腔体充入SF6气体;上极板1、下极板2与有机玻璃管3之间设置第一O型密封橡胶圈8,上极板1与铜导杆5之间设置第二O型密封橡胶圈9,第一O型密封橡胶圈8和第二O型密封橡胶圈9用于密封圆柱体腔体内的SF6气体,使其气压值可以达到GIS正常运行时所要求的0.45MPa-0.5MPa。
本实施例上极板1、下极板2和有机玻璃管3组成的圆柱体腔体的尺寸为Φ180mm×150mm,该腔体的尺寸远比正常的GIS小,既可以放置于GIS腔体外单独进行实验研究,也可以放置于真实的GIS中,研究其中的绝缘缺陷所产生的局部放电信号在GIS腔体中的传播特性。
根据权利要求书1所述的铜导杆5,通过两种方式对导杆的长度进行调节,一种是通过铜导杆5与上极板1相连处的细密螺纹进行精细调节,另外还可以通过增减铜导杆5单元改变导杆的长度进行粗调节。
GIS中常见的典型缺陷类型有:自由金属或非金属颗粒、母线和 筒壁尖刺、绝缘子内部缺陷、绝缘子沿面缺陷以及金属件松动造成的悬浮放电缺陷等,本实用新型用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置,可以方便模拟上述缺陷类型,通过对实验装置进行加压操作,可以得到与真实GIS内的缺陷基本相同的局部放电信号,可以用于对GIS局部放电的模式识别,定位以及对GIS绝缘状态的危险评估工作等。具体的操作方法包括以下几个方面:
1.实验装置的密封与SF6气体的充放
对每种缺陷,都放置于图1所示的由上极板1、下极板2和有机玻璃管3组成的圆柱体腔体内。第一O型密封橡胶圈8和第二O型密封橡胶圈9与尼龙强化拉杆4配合使用,共同完成对圆柱体腔体的密封,使腔体可承受的气压达到0.5MPa,与真实GIS相同,充放气装置7采用普通轮胎气门嘴,既可以方便对腔体进行充气,又能保证腔体的密闭性。
本实用新型实验装置在充入高气压SF6气体之前需要先进行抽真空处理,因此在设计时需要考虑装置的耐受内压和耐受外压作用,对本实用新型所设计的实验装置而言,关键是根据需要的耐压水平确定有机玻璃管的厚度,压力容器厚度的计算方法为:
承受内压筒式压力容器壁厚的计算公式
S i = P · D 2 [ δ ] + C
上式中,Si:容器的壁厚(mm);P:设计压力(MPa);D:中间面直径(mm);C:附加厚度;[σ]:使用材料许用应力,式中许用应力[σ] 的取值有以下规定:在常温下,取 
Figure BDA0000040875780000061
和 
Figure BDA0000040875780000062
中的较小值,且规定nb=4.0,ns=2.5(MPa)。
承受外压筒式压力容器壁厚的计算公式
S o = D 3 P cr 2.2 · E
上式中,So:容器的壁厚(mm);D:容器的中间面直径(mm);Pcr:临界压力(N/m2);E:使用材料的弹性模量(N/m2),对于有机玻璃管,可以取E=2.7GPa。由材料规格及性能参数,经过计算并加上强度裕度后,有机玻璃管3的厚度取为6mm。
2.各种缺陷的设置方法及电极的选择
对于自由金属颗粒或者非金属颗粒的缺陷,可以采用图3a-c所示的球形电极或者平板电极,将颗粒置于铜电极6与下极板2之间即可,这种设置方式可以模拟颗粒在GIS中的不同的运动状态,与真实GIS中的情况比较符合,另外透明有机玻璃管3的运用可以使我们比较直观的观察颗粒的运动状态。
对于GIS母线和筒壁上的尖刺缺陷,可以采用图3a-c所示的棒电极,棒电极的长度和尖端曲率半径可以方便更改,棒电极与下极板2的间距也可调节,可以模拟尖刺缺陷在多种物理特性下的局部放电;对于绝缘子内部放电,一般也采用球电极,对于沿面放电的缺陷,可以采用棒电极和板电极。
3.铜导杆的长度调节方式
实验装置中的圆柱体腔体尺寸为Φ180mm×150mm,因此要求铜导 杆5的长度可变,使铜电极6与下极板2的距离可变,本实用新型中的铜导杆的长度调节有两种方式:粗调节与细调节。
装置中的铜导杆5并非一体,除去与上极板联接处的小段带有细螺纹的导杆外,其他部分是由导杆单元联接而成,如图2所示。导杆单元的长度可以有1cm,2cm,5cm,这样的组合可以使导杆的长度在1cm到8cm的长度内以10cm的尺度变化,此即铜导杆5长度的粗调节方式。
铜导杆5的细调节是通过与上极板1相连处的小段带有细螺纹的导杆与第二O型密封橡胶圈9完成的,如图1所示,旋转铜导杆5,可以以0.5mm的尺度改变铜导杆5的长度。
4.实验装置的加压方式
实验装置的加压方式有两种,一种是如图4所示的放置于真实的GIS腔体中,通过高压导杆10或者绝缘子11中间触头对实验装置施加高电压,另外还可以放置于GIS腔体的外部,直接对实验装置施加高电压,如图5a-b所示。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于GIS局部放电模拟实验研究的实验装置,其特征在于:包括上极板(1)、下极板(2)、有机玻璃管(3)、尼龙强化拉杆(4)、铜导杆(5)、铜电极(6)、充放气装置(7);上极板(1)、下极板(2)和有机玻璃管(3)组成圆柱体腔体,圆柱体腔体通过尼龙强化拉杆(4)紧固连接,铜导杆(5)与上极板(1)以细密螺纹连接,铜电极(6)螺纹连接于铜导杆(5),充放气装置(7)安装于下极板(2)一侧,上极板(1)、下极板(2)与有机玻璃管(3)之间设置第一O型密封橡胶圈(8),上极板(1)与铜导杆(5)之间设置第二O型密封橡胶圈(9)。
2.如权利要求1所述的实验装置,其特征在于:尼龙强化拉杆(4)有六根,均匀分布于有机玻璃管(3)的外围,两端设有外螺纹,尼龙强化拉杆(4)的一端固定于下极板(2),另一端由螺母紧固于上极板(1)。
3.如权利要求1所述的实验装置,其特征在于:所述圆柱体腔体的尺寸为Φ180mm×150mm。
4.如权利要求1所述的实验装置,其特征在于:铜电极(6)的形状为球状、板状或棒状。
5.如权利要求1所述的实验装置,其特征在于:铜导杆(5)由1cm-10cm不等的导杆单元组成。
6.如权利要求1所述的实验装置,其特征在于:有机玻璃管(3)的厚度为6mm。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102650673A (zh) * 2012-05-25 2012-08-29 重庆大学 绝缘气体放电分解组分检测装置中电极间距的控制系统
CN102680869A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 四川省电力公司内江电业局 局部放电光频信号试验仪
CN102692587A (zh) * 2012-06-12 2012-09-26 杭州西湖电子研究所 一种模拟gis内部放电及检测方法
CN102707207A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 杭州西湖电子研究所 一种gis内部多种放电的模拟装置
CN104076258A (zh) * 2014-07-17 2014-10-01 重庆大学 变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置
CN105717474A (zh) * 2016-04-08 2016-06-29 大连世有电力科技有限公司 用于模拟变压器中局部放电的系统
CN105784569A (zh) * 2016-04-12 2016-07-20 西安交通大学 一种研究gis内自由导电微粒运动的可视化实验平台
CN105866639A (zh) * 2016-04-12 2016-08-17 西安交通大学 一种模拟gis内高压导体尖刺的缺陷模型
CN110108990A (zh) * 2019-05-10 2019-08-09 沈阳工业大学 一种用于环保型气体绝缘性能研究的试验装置及方法
CN110824312A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 重庆大学 一种gis设备缺陷模拟分析设备及方法

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102650673B (zh) * 2012-05-25 2014-04-09 重庆大学 绝缘气体放电分解组分检测装置中电极间距的控制系统
CN102650673A (zh) * 2012-05-25 2012-08-29 重庆大学 绝缘气体放电分解组分检测装置中电极间距的控制系统
CN102680869A (zh) * 2012-05-28 2012-09-19 四川省电力公司内江电业局 局部放电光频信号试验仪
CN102680869B (zh) * 2012-05-28 2014-12-10 四川省电力公司内江电业局 局部放电光频信号试验仪
CN102707207A (zh) * 2012-06-12 2012-10-03 杭州西湖电子研究所 一种gis内部多种放电的模拟装置
CN102692587A (zh) * 2012-06-12 2012-09-26 杭州西湖电子研究所 一种模拟gis内部放电及检测方法
CN102692587B (zh) * 2012-06-12 2015-07-15 杭州西湖电子研究所 一种模拟gis内部放电及检测方法
CN104076258A (zh) * 2014-07-17 2014-10-01 重庆大学 变压器油中微粒放电模拟实验系统的放电发生装置
CN105717474A (zh) * 2016-04-08 2016-06-29 大连世有电力科技有限公司 用于模拟变压器中局部放电的系统
CN105784569A (zh) * 2016-04-12 2016-07-20 西安交通大学 一种研究gis内自由导电微粒运动的可视化实验平台
CN105866639A (zh) * 2016-04-12 2016-08-17 西安交通大学 一种模拟gis内高压导体尖刺的缺陷模型
CN105866639B (zh) * 2016-04-12 2018-08-14 西安交通大学 一种模拟gis内高压导体尖刺的缺陷模型
CN105784569B (zh) * 2016-04-12 2019-02-01 西安交通大学 一种研究gis内自由导电微粒运动的可视化实验平台
CN110108990A (zh) * 2019-05-10 2019-08-09 沈阳工业大学 一种用于环保型气体绝缘性能研究的试验装置及方法
CN110824312A (zh) * 2019-11-22 2020-02-21 重庆大学 一种gis设备缺陷模拟分析设备及方法

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