CN205749796U - 用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，包括高压导杆、高压套管、椭球形顶盖、法兰、不锈钢柱状腔体、人工绝缘缺陷模型、前后对称的石英观察窗、真空压力表球阀和真空压力表、真空泵球阀和真空泵、进样球阀和进样口、采样球阀、采样口、接地导电杆；依靠本实用新型能模拟SF₆气体绝缘电气设备典型缺陷在工频交流条件下的不同气压、不同电场分布、不同气体种类的局部放电，采集设备局部放电的电、光、特高频、气体组分多源信息，能挖掘获取PD信号与绝缘联系最紧密最具机理性的有效特征量，为构建全面的、综合的完备SF₆气体绝缘电气设备绝缘状态信息库的实验研究提供了一种简单易用的方法和实验平台。

Description

用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室

技术领域

本实用新型属于六氟化硫(SF₆)气体绝缘电气设备的绝缘状态在线监测技术领域，具体涉及一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室。

背景技术

以六氟化硫气体(SF₆)作为绝缘和灭弧介质的SF₆气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switchgear，简称GIS)，因其可靠性高、维护量小、占地面积小、配置灵活等优点迅速发展并广泛应用于电力系统的高压和超/特高压领域，已逐渐成为现代变电站的首选设备和重要标志之一。然而，GIS设备内部结构部件由于制造和装配工艺不达标，设备本身存在缺陷，在运行电场和电动力等因素下，绝缘子内部纵向裂纹不断延伸、扩大，致使绝缘子内部发生贯穿性放电，最终导致GIS设备绝缘破坏，影响着设备的可靠运行。因此，十分有必要对SF₆气体绝缘电气设备的早期绝缘状况进行有效的评估和预警。

SF₆气体绝缘电气设备在运行电压、热、力等作用下的内绝缘时效老化和设备在装配过程中的各种潜伏性缺陷，会逐渐扩展致使内绝缘的电气强度下降而导致故障，前期潜伏性故障主要以局部放电(Partial Discharge，简称PD)的形式表现出来。由于GIS设备为金属全封闭结构，尚缺乏检测GIS的运行状况的有效手段，目前正处于研究阶段的单独通过监测PD发生的光信号、超声信号、特高频放电信号和SF₆分解特征组分的变化规律一种手段对设备内部放电故障的评估的方案均存在不足，短期内不可克服。所以研制气体绝缘 电气设备局部放电多传感器联合监测实验装置，对于减少GIS设备运行故障带来的危害，保证电力系统安全稳定运行有着重大意义。

目前国内外在SF₆气体绝缘电气设备PD在线监测的研究主要集中于单一监测手段的实验及监测装置，如专利号为ZL2007100784930的“六氟化硫放电分解组分分析系统及其使用方法”、专利号为ZL201010157377.X的“超高频局部放电放电量监测采集方法、装置和系统”、以及专利号为ZL200910104566.8的“六氟化硫气体放电微量组分的红外检测装置及方法”等专利，都是基于单一局放信号的GIS在线监测装置，不能利用多源局放信息对设备的故障进行全面的诊断。

绝缘问题是造成组合电器故障的主要原因，因而准确辨识和评估GIS内部绝缘故障，是保障设备和系统经济运行的基本需要，也是实现GIS状态检修和设备全寿命周期经济管理的必要基础。而气体绝缘电气设备局部放电多传感器联合监测技术发展的必然趋势和最终走向，它不仅在学术上具有重要的科学研究意义，亦具有很好的工程应用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的SF₆气体绝缘电气设备的故障模拟实验装置的监测信息量不足的问题，提供一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，依靠该气体放电室能在实验室中模拟交流条件下SF₆气体绝缘电气设备内不同绝缘缺陷模型引发PD的情况，并获取局部放电的声、光、超高频、气体组分等信息的特征量，为SF₆气体绝缘电气设备在线监测和绝缘状态评估打下实验基础。

本实用新型的技术方案是：

一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，包括高压导杆、高压套管、椭球形顶盖、法兰、不锈钢柱状腔体、人工绝缘缺陷模型、前后对称的石英观察窗、真空压力表球阀和真空压力表、真空泵球阀和真空泵、进样球阀和进样口、采样球阀、采样口、接地导电杆；

在所述的椭球形顶盖中心处设置一个通孔，聚四氟乙烯高压套管包裹的所述的高压导杆和法兰经一次性封装成形从顶盖的通孔深入到缸体内部，通过法兰将顶盖的通孔密封，高压导电杆伸入缸体内部的端口采用螺纹结构；在所述的不锈钢柱状腔体上端口环形固接一法兰，其采用矩形密封槽配合“O”形橡胶圈密封结构，所述的法兰使螺钉提供足够的压紧力将椭球形顶盖固定在所述的不锈钢缸体的法兰上构建密封腔体；所述的不锈钢柱状腔体由圆柱体构成、上端部为可拆卸的所述的椭球形顶盖，下端部为焊接上的椭球形封头，所述的不锈钢柱状腔体结构可承受五个大气压以上的压力。

在上述的一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，在所述的不锈钢柱状腔体左侧壁挖一通孔；在该通孔上焊接一根不锈钢钢管，所述的真空压力表通过真空压力球阀接在不锈钢管上用以监测所述气体放电室的真空度与气压，该不锈钢管上还接一个进样球阀，该进样球阀另一端进样口通过特氟龙导气管与钢瓶连通用以充气。

在上述的一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，所述的不锈钢柱状腔体右侧壁挖一通孔，该通孔上焊接一根不锈钢钢管，该不锈钢管上接一个进样球阀采样球阀与采样口，采样球阀的另一端采样口通过特氟龙导气管与气相色谱质谱联用仪器连通，进行局部放电分解气体采样；在所述的不锈钢柱状腔体的前后两个侧壁，分别设置两个石英玻璃观察窗， 该石英玻璃夹在法兰之间，并用O形橡胶垫密封并用若干根螺杆以及螺钉压紧固定，通过所述的石英观察窗可对局部放电发展过程进行观测。

在上述的一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，在所述的不锈钢柱状腔体的采样口正下方开一个光纤通孔，通过外部螺钉压紧通道内部垫橡胶圈确保密封性，构成荧光光纤传感器连接外部通道；在所述的不锈钢柱状腔体的底盖中心处开一个通孔，所述的接地导电杆穿过该通孔胶封在所述的不锈钢柱状腔体底盖；所述接地导电杆伸出缸体的一端通过铜编带接地，其在缸体腔内的一端及采用螺纹结构；在所述的不锈钢柱状腔体的底盖外沿球面外侧中心对称且以斜度为10～15度固接至少三个支撑脚，三根所述支撑架用横杆相连，对整个试验装置起支撑作用。

本实用新型具有如下优点：1.结合本实用新型能模拟SF₆气体绝缘电气设备工频交流条件下的局部放电，采集设备局部放电的电、光、特高频、气体组分多源信息，打破了现有SF₆气体绝缘电气设备的故障模拟实验装置仅能对单一局部放电信号采集分析的局限性。利用本装置能挖掘获取PD信号与绝缘联系最紧密最具机理性的有效特征量，并且剔除模糊的、冗余的甚至相互冲突的信息，为构建全面的、综合的完备SF₆气体绝缘电气设备绝缘状态信息库奠定基础。2、依靠本实用新型可开展真空状态到不同气压状态下，不同气体的局部放电、击穿试验，具有很高的扩展性价值。3.本实用新型装置的构造简单且有很高的安全性。本实用新型可广泛用于SF₆气体绝缘电气设备局部放电多传感器联合检测实验模拟平台，为SF₆气体绝缘电气设备的局部放电的多源信息提取的实验研究提供了一种简单易用的方法和实验平台。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步说明本实用新型。

实施例1

图中：17、高压导杆，18、高压套管，19椭球形顶盖，20、螺钉,21、法兰，22、不锈钢柱状腔体，23、真空压力表，24、真空压力表球阀，25、真空泵球阀，26、真空泵，27、进样球阀，28、进样口，29、采样球阀，30、采样口，31、人工绝缘缺陷，32、接地导电杆，33、支撑脚，34、石英玻璃观察窗，35、荧光光纤传感器通道。

气体放电室从结构的由上到下，分别由高压导杆17、高压套管18、椭球形顶盖19、螺钉20、法兰21、不锈钢柱状腔体22、真空压力表球阀23、真空压力表24、真空泵球阀25、真空泵26、进样球阀27、进样口28、采样球阀29、采样口30、人工绝缘缺陷31、接地导电杆32、支撑脚33、石英玻璃观察窗34构成。所述的椭球形顶盖19中心处设置一个孔径为200mm的通孔，所述聚四氟乙烯高压套管18包裹的所述的高压导杆17和法兰21经一次性封装成形从顶盖的通孔深入到缸体内部，通过法兰21将顶盖的通孔密封，高压导杆17伸入缸体内部的端口采用螺纹总长为20mm，螺距为1mm的螺纹结构；在所述的不锈钢柱状腔体上端口环形固接一直径为550mm、厚度为15mm的所述的法兰21，其采用矩形密封槽配合“O”形橡胶圈密封结构，所述的法兰使用12根螺杆直径为15mm的螺钉20提供足够的压紧力将直径为550mm、厚度为12mm的所述的椭球形顶盖19固定在所述的不锈钢缸体的法兰21上构建 密封腔体；所述的不锈钢柱状腔体22由内径为500mm、厚度为10mm、高度为600mm的圆柱体构成、上端部为可拆卸的所述的椭球形顶盖19，下端部为焊接上的椭球形封头，所述的不锈钢柱状腔体22结构可承受五个大气压以上的压力；在所述的不锈钢柱状腔体22左侧壁距离底端300mm的中心位置处挖一孔径为20mm的通孔；在该通孔上焊接一根内径20mm、外径10mm、长400mm的不锈钢钢管，所述的真空压力表24通过真空压力球阀23接在距通孔200mm处的不锈钢管上用以监测所述气体放电室的真空度与气压，距通孔250mm处的该不锈钢管上再接一个进样球阀27，该进样球阀另一端进样口28通过特氟龙导气管与钢瓶连通用以充气；所述的不锈钢柱状腔体22右侧壁距离底端300mm处挖一孔径为20mm的通孔，该通孔上焊接一根内径20mm、外径10mm、长200mm的不锈钢钢管，距通孔200mm处的该不锈钢管上再接一个采样球阀29与采样口30，采样球阀29的另一端采样口30通过特氟龙导气管与所述的气相色谱质谱联用仪12连通，进行局部放电分解气体采样；在所述的不锈钢柱状腔体22的前后两个侧壁距离底部250mm的中心位置处，分别设置两个直径为100mm、厚度为6mm的石英玻璃观察窗34，该石英玻璃夹在法兰21之间，并用O形橡胶垫密封并用8根螺杆直径为15mm的螺钉19压紧固定，通过所述的石英观察窗可对局部放电发展过程进行观测；在所述的不锈钢柱状腔体22的采样口30正下方80mm处开一个15mm光纤通孔，通过外部15mm的螺钉压紧通道内部垫橡胶圈确保密封性，构成所述的荧光光纤传感器通道35连接外部通道；在所述的不锈钢柱状腔体22的底盖中心处开一个12mm的通孔，所述的接地导电杆31穿过该通孔胶封在所述的不锈钢柱状腔体底盖；所述接地导电杆31伸出缸体的一端通过铜编带(市购品，25mm宽)接地，其在缸体 腔内的一端及采用螺纹总长为20mm，螺距为1mm的螺纹结构；在所述的不锈钢柱状腔体的底盖外沿球面外侧中心对称且以斜度为10度的固接3个长度为400mm的支撑脚，三根所述支撑架距地面100mm处用横杆相连，对整个试验装置起支撑作用。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，其特征在于，包括高压导杆、高压套管、椭球形顶盖、法兰、不锈钢柱状腔体、人工绝缘缺陷模型、前后对称的石英观察窗、真空压力表球阀和真空压力表、真空泵球阀和真空泵、进样球阀和进样口、采样球阀、采样口、接地导电杆；

在所述的椭球形顶盖中心处设置一个通孔，聚四氟乙烯高压套管包裹的所述的高压导杆和法兰经一次性封装成形从顶盖的通孔深入到缸体内部，通过法兰将顶盖的通孔密封，高压导电杆伸入缸体内部的端口采用螺纹结构；在所述的不锈钢柱状腔体上端口环形固接一法兰，其采用矩形密封槽配合“O”形橡胶圈密封结构，所述的法兰使螺钉提供足够的压紧力将椭球形顶盖固定在所述的不锈钢缸体的法兰上构建密封腔体；所述的不锈钢柱状腔体由圆柱体构成、上端部为可拆卸的所述的椭球形顶盖，下端部为焊接上的椭球形封头，所述的不锈钢柱状腔体结构可承受五个大气压以上的压力。

2.根据权利要求1所述的一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，其特征在于，在所述的不锈钢柱状腔体左侧壁挖一通孔；在该通孔上焊接一根不锈钢钢管，所述的真空压力表通过真空压力球阀接在不锈钢管上用以监测所述气体放电室的真空度与气压，该不锈钢管上还接一个进样球阀，该进样球阀另一端进样口通过特氟龙导气管与钢瓶连通用以充气。

3.根据权利要求1所述的一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检 测的气体放电室，其特征在于，所述的不锈钢柱状腔体右侧壁挖一通孔，该通孔上焊接一根不锈钢钢管，该不锈钢管上接一个进样球阀采样球阀与采样口，采样球阀的另一端采样口通过特氟龙导气管与气相色谱质谱联用仪器连通，进行局部放电分解气体采样；在所述的不锈钢柱状腔体的前后两个侧壁，分别设置两个石英玻璃观察窗，该石英玻璃夹在法兰之间，并用O形橡胶垫密封并用若干根螺杆以及螺钉压紧固定，通过所述的石英观察窗可对局部放电发展过程进行观测。

4.根据权利要求1所述的一种用于气体绝缘电气设备局部放电多源检测的气体放电室，其特征在于，在所述的不锈钢柱状腔体的采样口正下方开一个光纤通孔，通过外部螺钉压紧通道内部垫橡胶圈确保密封性，构成荧光光纤传感器连接外部通道；在所述的不锈钢柱状腔体的底盖中心处开一个通孔，所述的接地导电杆穿过该通孔胶封在所述的不锈钢柱状腔体底盖；所述接地导电杆伸出缸体的一端通过铜编带接地，其在缸体腔内的一端及采用螺纹结构；在所述的不锈钢柱状腔体的底盖外沿球面外侧中心对称且以斜度为10～15度固接至少三个支撑脚，三根所述支撑架用横杆相连，对整个试验装置起支撑作用。