CN206515427U - 一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，包括密闭式放电气室、绝缘放电本体、放电单元和接地单元；所述密闭式放电气室的顶端通过绝缘放电本体与放电单元相连接，密闭式放电气室的底端与接地单元相连。本实用新型可以模拟针板放电、沿面放电、气隙放电和金属微粒放电等多类型放电模型，更换放电模型方便快捷，能够进行重复放电实验，适用于实验室中进行模拟高电压多类型局部放电模型试验。

Description

一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置

技术领域

本实用新型属于高压放电技术领域，涉及用于模拟高电压多类型局部放电模型装置。

背景技术

随着电力事业的发展，设备数量也随之增加，系统更加复杂，并且对设备安全可靠性的要求日益提高，在这种情况下，仅凭相关作业人员的经验对设备运行状态进行判断已经不能满足运行和维修的需要；当设备使用次数多、使用时间长、运行操作和工作环境恶劣的情况下，会引起高压电力设备的绝缘强度下降、材料裂化以及使用寿命的降低，进而造成高压设备故障甚至是严重的电力事故。设备的绝缘内部总是存在一些缺陷，如气泡间隙、杂质、尖刺等，在强电场作用下使得设备绝缘内部的电场分布不均匀，在缺陷部位的电场强度增大，从而容易导致该部位发生未贯穿整个绝缘的放电，即局部放电。高压电气设备内部绝缘发生局部放电时就会影响绝缘寿命，这些局部放电现象包括针板放电、沿面放电、气隙放电、表面金属微粒放电。为了能够准确判断是哪种放电现象引起高压设备故障，需要进行各放电类型下绝缘放电实验，能够模拟高电压多类型局部放电。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种结构简单、操作方便、适用于实验室中进行多次重复试验的用于模拟高电压多类型局部放电模型装置。

为解决上述技术问题所采取的技术方案是：

一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，包括密闭式放电气室、绝缘放电本体、放电单元和接地单元；所述密闭式放电气室的顶端通过绝缘放电本体与放电单元相连接，密闭式放电气室的底端与接地单元相连。

上述装置，所述密闭式放电气室包括顶端开口的圆筒形壳体和端口盖板；所述端口盖板固定设置在圆筒形壳体的顶端开口上，并通过环形密封垫圈与圆筒形壳体的顶端开口边缘密封连接；在所述端口盖板的中心设有高压电极通孔，在所述圆筒形壳体的底面设有接地座通孔，在所述圆筒形壳体的侧面设有相对应的进气口和出气口；与进气口相连通的密封管路上设有进气节流阀，与出气口相连通的密封管路上设有出气节流阀。

上述装置，所述绝缘放电本体包括高压电极和绝缘单元；所述绝缘单元包括第一聚四氟乙烯套管、第二聚四氟乙烯套管、均压环和均压帽；

所述高压电极包括第一圆柱形高压电极和第二圆柱形高压电极；所述第一圆柱形高压电极和第二圆柱形高压电极分别为铜电极；

在所述第一圆柱形高压电极的底端设有与端口盖板中心的高压电极通孔相适配的第一连接头；在所述第一圆柱形高压电极的顶端设有直径小于第一圆柱形高压电极直径的第二连接头；所述第一连接头和第二连接头上分别设有外螺纹；

在所述第二圆柱形高压电极的顶端设有与第一连接头相适配的第一螺纹盲孔，所述第二圆柱形高压电极通过第一螺纹盲孔与第一连接头螺纹；在所述第二圆柱形高压电极的底端设有带外螺纹的第三连接头，所述放电单元的顶端与第三连接头螺纹连接；

在所述第一圆柱形高压电极的外侧套装有第一聚四氟乙烯套管；所述第二圆柱形高压电极的外侧套装有第二聚四氟乙烯套管；

所述均压环中心设有与第二连接头相适配的均压环通孔；所述均压环通过螺母紧密压接在第一圆柱形高压电极上；所述均压帽设置在均压环上端，与第二连接头螺纹连接。

所述接地单元包括横切面为T型的接地极和接地座；所述接地座的底端设有与圆筒形壳体底面的接地座通孔相适配的第四连接头，所述第四连接头设有外螺纹，所述接地座通过螺母固定在圆筒形壳体的底面上；所述接地座的顶端设有与接地极底端相适配的第二螺纹盲孔，所述接地极与接地座螺纹连接。

上述装置，所述放电单元包括底端为倒锥形的尖端铜放电体，所述尖端铜放电体的顶端与所述第三连接头螺纹连接。

上述装置，所述放电单元包括底端面为圆形的第一面端铜放电体和圆形环氧树脂板；所述接地极的顶面为圆形，所述圆形环氧树脂板与接地极的顶面相适配；所述第一面端铜放电体的顶端与所述第三连接头螺纹连接；所述圆形环氧树脂板设置在所述第一面端铜放电体的底面与接地极的顶面之间。

上述装置，所述放电单元包括底端面为圆形的第二面端铜放电体和中心设有放电通孔的环形环氧树脂板；所述接地极的顶面为圆形，所述环形环氧树脂板与接地极的顶面相适配；所述第二面端铜放电体的顶端与所述第三连接头螺纹连接；所述环形环氧树脂设置在所述第二面端铜放电体的底面与接地极的顶面之间。

上述装置，所述放电单元包括底端为球形的球面铜放电体、半球铜壳和铜粉；所述球面铜放电体的顶端与所述第三连接头螺纹连接；铜粉均匀撒在半球铜壳内，半球铜壳的底端与接地极紧密接触。

上述装置，所述圆筒形壳体为亚克力壳体，所述端口盖板为亚克力盖板。

上述装置，所述圆筒形壳体底端设有支撑架。

本实用新型可以模拟针板放电、沿面放电、气隙放电和金属微粒放电等多类型放电模型，更换放电模型方便快捷，能够实现放电距离的自由调整，能够进行重复放电实验，适用于实验室中进行模拟高电压多类型局部放电模型试验；本实用新型结构简单、操作方便，放电稳定，可重复性好；本实用新型的聚四氟乙烯管分别套在高压电极外部，在试验完毕以及更换实验放电模型时避免实验人员直接接触带电铜体，使试验的安全性得到保证。

附图说明

图1为针板放电模型装置结构示意图；

图2为沿面放电模型装置结构示意图；

图3为气隙放电模型装置结构示意图；

图4为金属微粒放电模型装置结构示意图；

图5为本实用新型的仰视图。

附图中各标号表示为：1、均压帽，3、均压环，4、第一圆柱形高压电极，4-1、第一连接头，4-2、第二连接头，5、第一绝缘套管，12第二绝缘套管，6、端口盖板，8、圆筒形壳体，8-1、支撑架，7、密封圈，9、接地极，10、进气节流阀，11、第二圆柱形高压电极，11-1、第三连接头，13、出气节流阀，14-1、尖端铜放电体，14-2、第一面端铜放电体，14-3、圆形环氧树脂板，14-4、第二面端铜放电体4，14-5、环形环氧树脂板，14-6、球面铜放电体，16、接地座，16-1、第四连接头，18、铜片，24、半球铜壳，25、铜粉。

具体实施方式

由图1至图5所示的实施例可知，它包括密闭式放电气室、绝缘放电本体、放电单元和接地单元；所述密闭式放电气室的顶端通过绝缘放电本体与放电单元相连接，密闭式放电气室的底端与接地单元相连。

所述密闭式放电气室包括顶端开口的圆筒形壳体8和端口盖板6；所述端口盖板6固定设置在圆筒形壳体8的顶端开口上，并通过环形密封垫圈与圆筒形壳体8的顶端开口边缘密封连接；在所述端口盖板6的中心设有高压电极通孔，在所述圆筒形壳体8的底面设有接地座通孔，在所述圆筒形壳体8的侧面设有相对应的进气口和出气口；与进气口相连通的密封管路上设有进气节流阀10，与出气口相连通的密封管路上设有出气节流阀13。

所述绝缘放电本体包括高压电极和绝缘单元；所述绝缘单元包括第一聚四氟乙烯套管5、第二聚四氟乙烯套管12、均压环3和均压帽1；所述高压电极包括第一圆柱形高压电极4和第二圆柱形高压电极11；所述第一圆柱形高压电极4和第二圆柱形高压电极11分别为铜电极；在所述第一圆柱形高压电极4的底端设有与端口盖板6中心的高压电极通孔相适配的第一连接头4-1；在所述第一圆柱形高压电极4的顶端设有直径小于第一圆柱形高压电极4直径的第二连接头4-2；所述第一连接头4-1和第二连接头4-2上分别设有外螺纹；在所述第二圆柱形高压电极11的顶端设有与第一连接头4-1相适配的第一螺纹盲孔，所述第二圆柱形高压电极11通过第一螺纹盲孔与第一连接头4-1螺纹；在所述第二圆柱形高压电极11的底端设有带外螺纹的第三连接头11-1，所述放电单元的顶端与第三连接头11-1螺纹连接；在所述第一圆柱形高压电极4的外侧套装有第一聚四氟乙烯套管5；所述第二圆柱形高压电极11的外侧套装有第二聚四氟乙烯套管12；所述均压环3中心设有与第二连接头4-2相适配的均压环通孔；所述均压环3通过螺母紧密压接在第一圆柱形高压电极4上；所述均压帽1设置在均压环3上端，与第二连接头4-2螺纹连接。

所述接地单元包括横切面为T型的接地极9和接地座16；所述接地座16的底端设有与圆筒形壳体8底面的接地座通孔相适配的第四连接头16-1，所述第四连接头16-1设有外螺纹，所述接地座16通过螺母固定在圆筒形壳体8的底面上；所述接地座16的顶端设有与接地极9底端相适配的第二螺纹盲孔，所述接地极9与接地座16螺纹连接，所述接地座16留有足够深的螺纹深度，以调节放电距离；所述接地座16通过螺母进行紧固；接线铜片用于接地线的连接。

所述放电单元包括底端为倒锥形的尖端铜放电体14-1，所述尖端铜放电体14-1的顶端与所述第三连接头11-1螺纹连接。

所述放电单元包括底端面为圆形的第一面端铜放电体14-2和圆形环氧树脂板14-3；所述接地极9的顶面为圆形，所述圆形环氧树脂板14-3与接地极9的顶面相适配；所述第一面端铜放电体14-2的顶端与所述第三连接头11-1螺纹连接；所述圆形环氧树脂板14-3设置在所述第一面端铜放电体14-2的底面与接地极9的顶面之间。

所述放电单元包括底端面为圆形的第二面端铜放电体14-4和中心设有放电通孔的环形环氧树脂板14-5；所述接地极9的顶面为圆形，所述环形环氧树脂板14-5与接地极9的顶面相适配；所述第二面端铜放电体14-4的顶端与所述第三连接头11-1螺纹连接；所述环形环氧树脂14-5设置在所述第二面端铜放电体14-4的底面与接地极9的顶面之间。

所述放电单元包括底端为球形的球面铜放电体14-6、半球铜壳24和铜粉25；所述球面铜放电体14-6的顶端与所述第三连接头11-1螺纹连接；铜粉25均匀撒在半球铜壳24内，半球铜壳24的底端与接地极9紧密接触。所述圆筒形壳体8为亚克力壳体，所述端口盖板6为亚克力盖板。所述圆筒形壳体8底端设有支撑架8-1。

本实用新型的密闭式放电气室由亚克力板组成放电室，所述放电室分为上下两部分，下部与放电端连接，左右各留一处快插接口通过密闭管路与监测设备连接，密闭管路上装有节流阀，上部由亚克力密封端口盖板通过密封垫圈保持密闭式放电气室的良好密封性。

本实用新型第一圆柱形高压电极4和第二圆柱形高压电极11通过螺纹配合紧固在亚克力密封端口盖板上下两端；所述第一圆柱形高压电极4上端由紧固螺母将均压环固定并与均压帽配合连接高压线，第二圆柱形高压电极11下端留有内螺纹与放电端连接；所述聚四氟乙烯管分别套在第一圆柱形高压电极4和第二圆柱形高压电极11外部，便于实验完毕以及更换实验放电模型师避免实验人员直接接触带电铜体。

本实用新型接地极通过螺纹方式与接地座连接，由螺母进行固定；所述接地座的第二螺纹盲孔设有足够深的螺纹深度，便于调节放电体与接地极的距离；所述接地座通过螺母进行紧固，便于气室的密封；接地线通过设置于两个螺母之间接线铜片连接接地极。

本实用新型放电模式包括针板放电、气隙放电、沿面放电和金属微粒放电。

下面以进行针板放电模式为例说明工作本实用新型过程。首先调节尖端铜放电体14-1与接地端的距离，以进行针板放电模型实验为例，首先调节高压尖端放电端与接地端的距离，打端口盖板6，检查密封垫圈是否完好并能够密封，然后将进气节流阀10和出气节流阀13打开充入氮气(根据实际试验情况选择)，排除其室内其他气体干扰，通入两分钟后将进气节流阀10和出气节流阀13关闭，高压电极通过均压帽与高压线连接，接地端通过接线铜片和紧固螺母与接地线连接，实验室周围放着隔离栏，在试验台持续加压，待加压示数达到所模拟实验类型电压后观察，若有火花现象出现，表明已击穿，重复以上操作重新实验；若没有火花现象出现，持续加压待加压到规定时间进行相关实验研究。

针板放电模型实验完毕后，进行放电并断电，更换沿面放电、气隙放电或者金属微粒放电模型。所述气隙放电通过第二面端铜放电体14-4、环形环氧树脂板14-5和接地极9完成；所述沿面放电通过第一面端铜放电体14-2、圆形环氧树脂板14-3及接地极9完成；所述金属微粒放电通过球面铜放电体14-6、半球铜壳24、铜粉25和接地电极完成，所述铜粉均匀撒在半球铜壳内，所述半球铜壳与接地极紧密接触。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：包括密闭式放电气室、绝缘放电本体、放电单元和接地单元；所述密闭式放电气室的顶端通过绝缘放电本体与放电单元相连接，密闭式放电气室的底端与接地单元相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述密闭式放电气室包括顶端开口的圆筒形壳体(8)和端口盖板(6)；所述端口盖板(6)固定设置在圆筒形壳体(8)的顶端开口上，并通过环形密封垫圈与圆筒形壳体(8)的顶端开口边缘密封连接；在所述端口盖板(6)的中心设有高压电极通孔，在所述圆筒形壳体(8)的底面设有接地座通孔，在所述圆筒形壳体(8)的侧面设有相对应的进气口和出气口；与进气口相连通的密封管路上设有进气节流阀(10)，与出气口相连通的密封管路上设有出气节流阀(13)。

3.根据权利要求2所述的一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述绝缘放电本体包括高压电极和绝缘单元；所述绝缘单元包括第一聚四氟乙烯套管(5)、第二聚四氟乙烯套管(12)、均压环(3)和均压帽(1)；

所述高压电极包括第一圆柱形高压电极(4)和第二圆柱形高压电极(11)；所述第一圆柱形高压电极(4)和第二圆柱形高压电极(11)分别为铜电极；

在所述第一圆柱形高压电极(4)的底端设有与端口盖板(6)中心的高压电极通孔相适配的第一连接头(4-1)；在所述第一圆柱形高压电极(4)的顶端设有直径小于第一圆柱形高压电极(4)直径的第二连接头(4-2)；所述第一连接头(4-1)和第二连接头(4-2)上分别设有外螺纹；

在所述第二圆柱形高压电极(11)的顶端设有与第一连接头(4-1)相适配的第一螺纹盲孔，所述第二圆柱形高压电极(11)通过第一螺纹盲孔与第一连接头(4-1)螺纹；在所述第二圆柱形高压电极(11)的底端设有带外螺纹的第三连接头(11-1)，所述放电单元的顶端与第三连接头(11-1)螺纹连接；

在所述第一圆柱形高压电极(4)的外侧套装有第一聚四氟乙烯套管(5)；所述第二圆柱形高压电极(11)的外侧套装有第二聚四氟乙烯套管(12)；

所述均压环(3)中心设有与第二连接头(4-2)相适配的均压环通孔；所述均压环(3)通过螺母紧密压接在第一圆柱形高压电极(4)上；所述均压帽(1)设置在均压环(3)上端，与第二连接头(4-2)螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述接地单元包括横切面为T型的接地极(9)和接地座(16)；所述接地座(16)的底端设有与圆筒形壳体(8)底面的接地座通孔相适配的第四连接头(16-1)，所述第四连接头(16-1)设有外螺纹，所述接地座(16)通过螺母固定在圆筒形壳体(8)的底面上；所述接地座(16)的顶端设有与接地极(9)底端相适配的第二螺纹盲孔，所述接地极(9)与接地座(16)螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述放电单元包括底端为倒锥形的尖端铜放电体(14-1)，所述尖端铜放电体(14-1)的顶端与所述第三连接头(11-1)螺纹连接。

6.根据权利要求4所述的用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述放电单元包括底端面为圆形的第一面端铜放电体(14-2)和圆形环氧树脂板(14-3)；所述接地极(9)的顶面为圆形，所述圆形环氧树脂板(14-3)与接地极(9)的顶面相适配；所述第一面端铜放电体(14-2)的顶端与所述第三连接头(11-1)螺纹连接；所述圆形环氧树脂板(14-3)设置在所述第一面端铜放电体(14-2)的底面与接地极(9)的顶面之间。

7.根据权利要求4所述的用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述放电单元包括底端面为圆形的第二面端铜放电体(14-4)和中心设有放电通孔的环形环氧树脂板(14-5)；所述接地极(9)的顶面为圆形，所述环形环氧树脂板(14-5)与接地极(9)的顶面相适配；所述第二面端铜放电体(14-4)的顶端与所述第三连接头(11-1)螺纹连接；所述环形环氧树脂板(14-5)设置在所述第二面端铜放电体(14-4)的底面与接地极(9)的顶面之间。

8.根据权利要求4所述的用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述放电单元包括底端为球形的球面铜放电体(14-6)、半球铜壳(24)和铜粉(25)；所述球面铜放电体(14-6)的顶端与所述第三连接头(11-1)螺纹连接；铜粉(25)均匀撒在半球铜壳(24)内，半球铜壳(24)的底端与接地极(9)紧密接触。

9.根据权利要求2-8任一项所述的用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述圆筒形壳体(8)为亚克力壳体，所述端口盖板(6)为亚克力盖板。

10.根据权利要求9所述的用于模拟高电压多类型局部放电模型装置，其特征在于：所述圆筒形壳体(8)底端设有支撑架(8-1)。