CN203798971U - 一种模拟气隙型局部放电的物理模型 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种模拟气隙型局部放电的物理模型，包括气隙装置、上电级和下电极，所述气隙装置包括绝缘层和设在绝缘层内部的气隙，上电极设在绝缘层上表面上、且位于气隙的正上方，下电极设在绝缘层下表面上、且位于气隙的正下方。本实用新型涉模拟气隙型局部放电的物理模型，其可以模拟开关柜、环网柜等电气设备绝缘内部的气隙放电故障，为该类型局部放电检测的研究与分析提供试验物理模型，该模型结构简单、操作方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模拟气隙型局部放电的物理模型。
背景技术
局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀，局部电场过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象，它可能产生在固体绝缘孔隙中、液体绝缘气泡中或不同绝缘介质交界面上，绝缘介质中发生的局部放电与绝缘材料的劣化和击穿过程密切相关，是绝缘劣化的主要原因和早期征兆，它能够有效反映开关柜、环网柜等电气设备内部绝缘故障。
绝缘介质中局部放电包含了丰富的绝缘状况信息，对局部放电进行检测不仅能够反映开关柜等电气设备的绝缘状态，检测到许多制造与安装中的缺陷，而且还能检测出绝缘故障的发生及严重程度，在事故早期阶段提出预警，以便有计划地安排维修，减少设备的损坏，避免由于事故带来的巨大直接或间接损失。因此国内外无论是研究机构、制造厂商，还是电力系统运行部门，都越来越关心局部放电检测技术的发展，并把局部放电作为质量监控的重要指标。特别是随着我国电力系统正朝着特高压、大容量的方向发展，使得高压开关柜等电气设备绝缘系统承受的工作场强越来越高，绝缘介质的局部放电问题也越来越突出。
对局部放电发生的机理进行研究，是对局部放电进行有效快速检测和危险评估的基础。基于局部放电的物理过程为基础建立故障模型，模拟实际放电现象，是进行局部放电研究和分析的有效方法。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种模拟气隙型局部放电的物理模型。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种模拟气隙型局部放电的物理模型，包括气隙装置、上电级和下电极，所述气隙装置包括绝缘层和设在绝缘层内部的气隙，上电极设在绝缘层上表面上、且位于气隙的正上方，下电极设在绝缘层下表面上、且位于气隙的正下方。
上述气隙可用于模拟电气设备绝缘内部的气隙故障。上电极和下电极为金属导电体，使用时，上电极通过导线连接到无晕变压器的高压端A，下电极通过导线连接到无晕变压器的接地端X，由于气隙中的场强要比绝缘介质中的高，而另一方面气体的击穿场强一般都比绝缘介质的击穿场强低，因此在气隙放电装置电极两端加上较高但未达击穿的电压时，气隙首先被击穿，产生气隙放电，而周围树脂绝缘介质仍然保持其绝缘特性，两端电极之间并没有形成贯穿性通道，从而模拟开关柜、环网柜等电气设备绝缘内部的气隙故障放电。
所述气隙装置由三层第一树脂绝缘板重叠粘合而成，且中间层第一树脂绝缘板中心位置钻一个小圆孔，小圆孔的孔径为4mm-6mm，作为树脂绝缘板内部的气隙故障；三层第一树脂绝缘板厚度相等，均为5mm-8mm。
10kV-35kV高压开关柜广泛用于各个变电站，这些开关柜安全可靠地运行，决定了供电的可靠性和安全性，在供电系统中占有举足轻重的地位。申请人经研究发现：对于沿着电场方向分布的气隙缺陷来说局部放电的产生主要由固体的绝缘材料种类和气隙孔径大小决定的，当气隙放电装置采用树脂绝缘板且气隙圆孔孔径为4-6mm时，在装置两端电极加上10kV左右电压即可产生气隙放电，孔径越大需要的电压越小，孔径越小需要的电压越大。
上述模拟气隙型局部放电的物理模型，还包括第二树脂绝缘板、第三树脂绝缘板、绝缘螺杆和绝缘螺母，第二树脂绝缘板设在绝缘层的正上方；第三树脂绝缘板设在绝缘层的正下方；绝缘螺杆依次穿过第二树脂绝缘板、绝缘层和第三树脂绝缘板并通过绝缘螺母将它们固定为一体结构；上电极的一端穿过第二树脂绝缘板且与绝缘层上表面接触；下电极的一端穿过第三树脂绝缘板且与绝缘层下表面接触。
上述第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板的设置不仅对绝缘层起到防护作用，而且有利于电极的固定，装置使用寿命长，研究稳定。
第一树脂绝缘板、第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板均为方形结构，绝缘螺杆和绝缘螺母有四组，分别位于第一树脂绝缘板、第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板的四个角；第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板厚度相等，均为5mm-8mm。这样更便于准确的研究，更便于确保上电极、下电极与气隙绝缘板贴紧、对准、对齐。
上电极为穿过第二树脂绝缘板的第一铜质螺丝，第一铜质螺丝的螺丝帽位于第二树脂绝缘板和绝缘层之间、且与绝缘层上表面接触，第一铜质螺丝的螺丝杆穿过第二树脂绝缘板、并通过第一铜质螺母固定；下电极为穿过第三树脂绝缘板的第二铜质螺丝，第二铜质螺丝的螺丝帽位于第三树脂绝缘板和绝缘层之间且与绝缘层下表面接触，第二铜质螺丝的螺丝杆穿过第三树脂绝缘板、并通过第二铜质螺母固定。
上述第一铜质螺丝的螺丝帽位于小圆孔的正上方，第二铜质螺丝的螺丝帽位于小圆孔的正下方；且要保证螺丝帽与绝缘层的经密贴合，这样才能更好地保证试验的准确性。上述实际上是以铜质螺丝的螺丝杆为上、下电极，上述结构即能保证装置的稳定性，又能保证实验的高精准性。
上述铜质螺丝可以为内六角螺丝。
第一铜质螺丝的螺帽与第二树脂绝缘板之间、及第一铜质螺母与第二树脂绝缘板之间均设有第一铜质垫片；第二铜质螺丝的螺帽与第三树脂绝缘板之间、及第二铜质螺母与第三树脂绝缘板之间均设有第二铜质垫片。这样能进一步保证装置的稳定性。
本实用新型未提及的技术均为现有技术。
本实用新型涉模拟气隙型局部放电的物理模型，其可以模拟开关柜、环网柜等电气设备绝缘内部的气隙放电故障，为该类型局部放电检测的研究与分析提供试验物理模型，该模型结构简单、操作方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例模拟气隙型局部放电的物理模型结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的使用状态图。
图中，1为模拟气隙型局部放电的物理模型，2为第一铜质螺丝，21为第一铜质螺丝的螺帽，22为第一垫片，23为第一铜质螺母，3为第二铜质螺丝，31为第二铜质螺丝的螺帽，32为第二垫片,33为第二铜质螺母，4为绝缘螺杆,5为绝缘螺母，6为第二树脂绝缘板,7为第三树脂绝缘板，8为第一树脂绝缘板，9为小圆孔，10无晕变压器，11为调压器。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的相关内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1所示的模拟气隙型局部放电的物理模型，包括气隙装置、上电级和下电极，所述气隙装置包括绝缘层和设在绝缘层内部的气隙，上电极设在绝缘层上表面上、且位于气隙的正上方，下电极设在绝缘层下表面上、且位于气隙的正下方；
上述气隙装置由三层第一树脂绝缘板重叠粘合而成，且中间层第一树脂绝缘板中心位置钻一个小圆孔，小圆孔的孔径为5mm，作为树脂绝缘板内部的气隙故障；三层第一树脂绝缘板厚度相等，均为5mm。
上述模拟气隙型局部放电的物理模型，还包括第二树脂绝缘板、第三树脂绝缘板、绝缘螺杆和绝缘螺母，第二树脂绝缘板设在绝缘层的正上方；第三树脂绝缘板设在绝缘层的正下方；绝缘螺杆依次穿过第二树脂绝缘板、绝缘层和第三树脂绝缘板并通过绝缘螺母将它们固定为一体结构；上电极的一端穿过第二树脂绝缘板且与绝缘层上表面接触；下电极的一端穿过第三树脂绝缘板且与绝缘层下表面接触。
第一树脂绝缘板、第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板均为方形结构，绝缘螺杆和绝缘螺母有四组，分别位于第一树脂绝缘板、第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板的四个角；第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板厚度相等，均为6mm。
上电极为穿过第二树脂绝缘板的第一铜质螺丝，第一铜质螺丝的螺丝帽位于第二树脂绝缘板和绝缘层之间、且与绝缘层上表面接触，第一铜质螺丝的螺丝杆穿过第二树脂绝缘板、并通过第一铜质螺母固定；下电极为穿过第三树脂绝缘板的第二铜质螺丝，第二铜质螺丝的螺丝帽位于第三树脂绝缘板和绝缘层之间且与绝缘层下表面接触，第二铜质螺丝的螺丝杆穿过第三树脂绝缘板、并通过第二铜质螺母固定。
第一铜质螺丝的螺帽与第二树脂绝缘板之间、及第一铜质螺母与第二树脂绝缘板之间均设有第一铜质垫片；第二铜质螺丝的螺帽与第三树脂绝缘板之间、及第二铜质螺母与第三树脂绝缘板之间均设有第二铜质垫片。
在实验中，将第一铜质螺丝的螺丝杆通过导线连接到无晕变压器的高压端A，第二铜质螺丝的螺丝杆通过导线连接到无晕变压器的接地端X。
这样，在第一铜质螺丝的螺丝杆和第二铜质螺丝的螺丝杆上加上较高但未达击穿的电压时，小圆孔中的气隙首先被击穿，产生气隙放电，而周围树脂绝缘介质仍然保持其绝缘特性，两端电极之间并没有形成贯穿性通道，从而模拟开关柜、环网柜等电气设备绝缘内部的气隙故障放电。
Claims (6)
1.一种模拟气隙型局部放电的物理模型，其特征在于：包括气隙装置、上电级和下电极，所述气隙装置包括绝缘层和设在绝缘层内部的气隙，上电极设在绝缘层上表面上、且位于气隙的正上方，下电极设在绝缘层下表面上、且位于气隙的正下方。
2.如权利要求1所述的模拟气隙型局部放电的物理模型，其特征在于：所述气隙装置由三层第一树脂绝缘板重叠粘合而成，且中间层第一树脂绝缘板中心位置钻一个小圆孔，小圆孔的孔径为4mm-6mm，作为树脂绝缘板内部的气隙故障；三层第一树脂绝缘板厚度相等，均为5mm-8mm。
3.如权利要求1或2所述的模拟气隙型局部放电的物理模型，其特征在于：还包括第二树脂绝缘板、第三树脂绝缘板、绝缘螺杆和绝缘螺母，第二树脂绝缘板设在绝缘层的正上方；第三树脂绝缘板设在绝缘层的正下方；绝缘螺杆依次穿过第二树脂绝缘板、绝缘层和第三树脂绝缘板并通过绝缘螺母将它们固定为一体结构；上电极的一端穿过第二树脂绝缘板且与绝缘层上表面接触；下电极的一端穿过第三树脂绝缘板且与绝缘层下表面接触。
4.如权利要求3所述的模拟气隙型局部放电的物理模型，其特征在于：第一树脂绝缘板、第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板均为方形结构，绝缘螺杆和绝缘螺母有四组，分别位于第一树脂绝缘板、第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板的四个角；第二树脂绝缘板和第三树脂绝缘板厚度相等，均为5mm-8mm。
5.如权利要求3所述的模拟气隙型局部放电的物理模型，其特征在于：上电极为穿过第二树脂绝缘板的第一铜质螺丝，第一铜质螺丝的螺丝帽位于第二树脂绝缘板和绝缘层之间、且与绝缘层上表面接触，第一铜质螺丝的螺丝杆穿过第二树脂绝缘板、并通过第一铜质螺母固定；下电极为穿过第三树脂绝缘板的第二铜质螺丝，第二铜质螺丝的螺丝帽位于第三树脂绝缘板和绝缘层之间且与绝缘层下表面接触，第二铜质螺丝的螺丝杆穿过第三树脂绝缘板、并通过第二铜质螺母固定。
6.如权利要求5所述的模拟气隙型局部放电的物理模型，其特征在于：第一铜质螺丝的螺帽与第二树脂绝缘板之间、及第一铜质螺母与第二树脂绝缘板之间均设有第一铜质垫片；第二铜质螺丝的螺帽与第三树脂绝缘板之间、及第二铜质螺母与第三树脂绝缘板之间均设有第二铜质垫片。
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