CN208284786U - 一种高电压试验用保护间隙 - Google Patents
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Abstract
一种高电压试验用保护间隙，包括有机玻璃圆筒，有机玻璃圆筒顶部设置有不锈钢上端盖，有机玻璃圆筒底部设置有不锈钢下端盖，有机玻璃圆筒、不锈钢上端盖以及不锈钢下端盖组成圆柱形密封腔体，圆柱形密封腔体内充SF6气体；不锈钢上端盖上设置有上不锈钢极柱，上不锈钢极柱的端部设置有上电极，不锈钢下端盖的中心设置有下不锈钢极柱，下不锈钢极柱的端部设置有下电极，上电极和下电极相对设置，上电极和下电极形成保护间隙。本实用新型避免了外界环境影响，稳定性与可靠性得到增强，且便于现场操作。本实用新型中放电电压可以通过气压整定，也可以通过间隙距离进行整定，灵活性大大增强。
Description
技术领域
本实用新型属于高电压试验技术领域，具体涉及一种高电压试验用保护间隙。
背景技术
高电压试验技术是通过高电压技术的试验手段，解决高电压输电工程的绝缘问题，属于电力工程的一个重要分支学科。电力设备生产阶段、现场交接以及运行检修过程中，均需要运用高电压试验的手段，验证其绝缘强度及其他关键的电气性能。包括设备的型式试验、出厂试验、现场交接试验、预防性试验。工频交流耐压、雷电冲击耐压、操作波耐压、直流耐压、VFTO测试等绝缘强度试验，均需要在试验回路中与试品并联布置保护间隙。其作用是，在试验电源(试验变压器、冲击电压发生器、直流电压发生器)过调或实验过程中发生谐振过电压，被试品上承受的电压超过设备预设试验电压时，通过自身放电，对被试品起到保护作用，同时可以作为操作波截波试验的放电间隙。传统的保护间隙比较多的是采用铜球间隙，通过预设并联在试验主回路的铜球间隙距离，设定保护电压范围，起到保护作用。操作波截波试验采用在回路中并联引入外部触发脉冲的铜球放电间隙，达到产生特定时间参数截波的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高电压试验用保护间隙，该间隙与传统的铜球保护间隙相比，具有设备整体性好、间隙放电稳定性高、可调节性好、电极更换容易、环境污染小的优点。
为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种高电压试验用保护间隙，包括有机玻璃圆筒，有机玻璃圆筒顶部设置有不锈钢上端盖，有机玻璃圆筒底部设置有不锈钢下端盖，有机玻璃圆筒、不锈钢上端盖以及不锈钢下端盖组成圆柱形密封腔体，圆柱形密封腔体内充SF6气体；不锈钢上端盖上设置有上不锈钢极柱，上不锈钢极柱的端部设置有上电极，不锈钢下端盖的中心设置有下不锈钢极柱，下不锈钢极柱的端部设置有下电极，上电极和下电极相对设置，上电极和下电极形成保护间隙。
本实用新型进一步的改进在于，上不锈钢极柱或下不锈钢极柱的长度能够调节，当上不锈钢极柱长度能够调节时，上不锈钢极柱包括相连两段极柱，一段极柱带有内螺纹，另一段极柱带有外螺纹，两段极柱通过螺纹连接，并且两段极柱外侧套装有间隙距离整定套筒。
本实用新型进一步的改进在于，距离整定套筒为内螺纹结构，高度为1mm、2mm、3mm、5mm或10mm。
本实用新型进一步的改进在于，有机玻璃圆筒外侧沿周向均匀设置有8个绝缘拉杆，每个绝缘拉杆的两端通过绝缘螺栓设置在不锈钢上端盖和不锈钢下端盖上。
本实用新型进一步的改进在于，绝缘拉杆与绝缘螺栓之间设置有O型密封圈密封。
本实用新型进一步的改进在于，不锈钢下端盖安装在支撑绝缘子上，并且不锈钢下端盖与支撑绝缘子通过内螺栓连接。
本实用新型进一步的改进在于，不锈钢上端盖上设置有带球头的不锈钢接线柱，不锈钢下端盖上设置有一个充气嘴和一个放气嘴。
本实用新型进一步的改进在于，有机玻璃圆筒壁厚大于等于20mm，绝缘拉杆直径不小于20mm，圆柱形密封腔体内充SF6气体压力范围为0.1～0.4MPa。
本实用新型进一步的改进在于，不锈钢上端盖和不锈钢下端盖直径Φ范围均为280mm＜Φ＜320mm，上电极和下电极的直径Φ范围均为100mm＜Φ＜120mm，厚度d为20mm＜d＜40mm，倒角r为3mm＜r＜5mm。
本实用新型进一步的改进在于，上电极和下电极的材质均为不锈钢，上电极和下电极均为圆形平板电极，上电极和下电极对称设置；有机玻璃圆筒材质为有机玻璃。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果：本实用新型通过设计圆柱形密封腔体内的高压电试验用保护放电间隙，相比传统的铜球间隙，其整体性更强，便于搬运与移动，不会受机械外力损坏。同时，传统铜球间隙采用大气作为绝缘介质，不可避免的受到环境条件如湿度、海拔、温度等的影响，使用过程中需要进行大气条件修正。本实用新型避免了外界环境影响，稳定性与可靠性得到增强，且便于现场操作。圆柱形密封腔体内充满一定压力的SF6气体，保护间隙置于SF6气体密封空腔中，SF6气体绝缘强度高，属于“电负性”气体，耐压过程中不易产生电晕，放电分散性好。本实用新型中放电电压可以通过气压整定，也可以通过间隙距离进行整定，灵活性大大增强。
进一步的，由于有机玻璃圆筒材质为有机玻璃，所以可以清楚看到放电电弧。
进一步的，置于SF6气体中的圆形平板电极两端承受电压后，其间电场分布接近均匀电场，放电电压分散性小，便于精准整定。而传统的置于大气中的铜球间隙，为达到均匀电场、减小放电分散性的目的，只有采用增加球径的方式，其灵活性不高。
进一步的，保护间隙置于密闭空腔内，应用过程中不产生空气电晕，当保护间隙发生放电时，SF6气体发电电弧产生的分解产物不会外泄，放电后的分解气体可以方便的进行回收，与传统的置于大气中的铜球间隙相比，避免了耐压过程中产生空气电晕和间隙电弧放电产生气体电离分解产物污染环境。因此本实用新型与传统的铜球间隙相比，具有环境友好性强的特点。
进一步的，本保护间隙有种放电电压(保护电压)整定途径，其一是通过整定套筒整定保护间隙距离，其二是通过调整SF6气压整定放电电压。而传统的铜球检修仅能够通过调整铜球间隙距离达到整定放电电压的目的，本实用新型的保护间隙具有整定方式灵活的特点，在实验室应用或现场应用，其便利性更强。
进一步的，电极厚度为20mm～40mm，倒角为3mm～5mm，可以避免电极边缘产生电场集中。
附图说明
图1为本实用新型高电压试验用保护间隙示意图；
图2为高电压耐压试验回路图。
图3为操作冲击截波装置。
图4为传统的球隙截波装置示意图。
其中，1为密封腔体，2为间隙距离整定套筒，3为有机玻璃圆筒，4为不锈钢上端盖，5不锈钢下端盖，6为上不锈钢极柱，7为绝缘拉杆，8为绝缘螺栓，9为上电极，10为下电极，11为支撑绝缘子，12为不锈钢接线柱，13为进气嘴，14为放气嘴，15为触发脉冲引入孔，16为下不锈钢极柱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
本实用新型基于与传统的铜球间隙保护不同，提出采用充注SF6绝缘气体的密封腔体保护间隙。目的是提高保护间隙的整体性、放电电压整定的灵活性与整定值控制的精准度，同时在试验实施过程中不向大气中排放电晕及电弧放电分解气体，具有环保的特点。
参见图1，本实用新型包括有机玻璃圆筒3，有机玻璃圆筒3顶部设置有不锈钢上端盖4，有机玻璃圆筒3底部设置有不锈钢下端盖5，有机玻璃圆筒3、不锈钢上端盖4以及不锈钢下端盖5组成圆柱形密封腔体1，不锈钢上端盖4上设置有上不锈钢极柱6，上不锈钢极柱6的端部设置有上电极9，不锈钢下端盖5的中心设置有下不锈钢极柱16，下不锈钢极柱16的端部设置有下电极10，上电极9和下电极10相对设置，上电极9和下电极10组成保护用放电间隙，保护用放电间隙设置在圆柱形密封腔体1中，耐压过程中不产生空气电晕，电弧放电后不产生外排的气体分解产物，环境污染小。其整体性好，且体积尺寸小。
上不锈钢极柱6或下不锈钢极柱16的长度能够调节，从而使得保护用放电间隙能够调节，当上不锈钢极柱6长度能够调节时，上不锈钢极柱6包括相连两段极柱，一段极柱带有内螺纹，另一段极柱带有外螺纹，两段极柱通过螺纹连接，并且两段极柱外侧套装有间隙距离整定套筒2，间隙距离整定套筒2用于固定上不锈钢极柱6的长度；保护用放电间隙距离可以通过距离整定套筒2进行整定，整定精度高。距离整定套筒2为内螺纹结构，高度为1mm、2mm、3mm、5mm或10mm，各高度整定套筒若干，可以配合使用。
当下不锈钢极柱16长度能够调节时，结构与上不锈钢极柱6长度能够调节时的结构相同。不锈钢上端盖4和不锈钢下端盖5之间并且位于有机玻璃圆筒3外侧，沿周向均匀设置有8个绝缘拉杆7，每个绝缘拉杆7的两端通过绝缘螺栓8设置在不锈钢上端盖4和不锈钢下端盖5上，并且绝缘拉杆7与绝缘螺栓8之间设置有O型密封圈密封，进行密封。不锈钢下端盖5安装在支撑绝缘子11上，并且不锈钢下端盖5与支撑绝缘子11通过内螺栓连接。
不锈钢上端盖4上设置有带球头的不锈钢接线柱12，不锈钢下端盖5上设置有一个充气嘴13和一个放气嘴14。绝缘拉杆7为尼龙绝缘拉杆。
本实用新型中有机玻璃圆筒3壁厚大于等于20mm，绝缘拉杆7直径不小于20mm，圆柱形密封腔体内充SF6气体压力范围为0.1～0.4MPa。不锈钢上端盖4和不锈钢下端盖5直径范围均为280mm＜Φ＜320mm。
上电极9和下电极10的材质均为不锈钢，上电极9和下电极10的直径Φ范围均为100mm＜Φ＜120mm，厚度d为20mm＜d＜40mm，倒角r为3mm＜r＜5mm。
有机玻璃圆筒3由于采用有机玻璃材质，可以清楚看到放电电弧。
保护间隙的电极与极柱、极柱与上端盖采用螺纹连接，方便更换。
上电极9和下电极10均为圆形平板电极，上电极9和下电极10对称设置，两端加压后电极间电场接近均匀电场，放电分散性小。
本实用新型中放电电压可以通过气压整定，也可以通过间隙距离进行整定，灵活性大大增强。
圆柱形密封腔体1内充满一定压力的SF6气体，保护间隙置于SF6气体密封空腔中，SF6气体绝缘强度高，属于“电负性”气体，耐压过程中不易产生电晕，放电分散性好。
SF6气体压力根据试验条件整定调整；图2为高电压耐压试验回路图，图3为操作冲击截波装置。图2中，R1、R2为保护用限流电阻，图3中，Rd为保护电阻、Rf为泊头电阻、Rt为波尾电阻、C2为充电电容，图4中，R1、R2与C1、C2组成阻容分压器，R3为保护电阻。试验过程中，通过试验变压器或冲击电压发生器将试验高压施加在被试品TO上，Q为保护用间隙或操作冲击截波装置。通过合理整定Q的放电电压，当施加到试品TO上的电压高压试验电压时，Q间隙发生放电，对试品TO起到保护作用。
传统的铜球间隙整定放电电压的方法是调整铜球间隙距离，其在耐压过程中产生电晕放电，间隙击穿后产生电弧分解产物，污染环境。该间隙整定放电电压受空气湿度、温度以及海拔等气象条件影响，精准度较低。
本实用新型保护间隙采用密闭空腔设计，在耐压过程中不产生空气电晕，间隙击穿后产生的电弧分解物可以回收，具有环境友好的特点，且具有整体性强便于移动的优点。
通过调整气压进行整定，间隙放电电压不受大气条件影响。本实用新型采用圆形平板电极间隙，其间电场属于均匀电场，具有放电分散性小，保护装置性能稳定的特点。
本实用新型保护间隙不锈钢上端盖4和不锈钢下端盖5间净绝缘距离0.6m，按照保留20％裕度的情况下，可以耐受150kV工频电压、160kV操作冲击电压、200kV以上雷电冲击电压。0.1Mpa下，上电极与下电极间距离整定范围为5mm～30mm，0.2Mpa下，上电极与下电极间距离整定范围为3mm～5mm，0.3MPa下，上电极与下电极间距离整定范围为2mm～12mm，0.4MPa下，上电极与下电极间距离整定范围为1.5mm～9mm。
为避免电极边缘产生电场集中，设计电极厚度20mm＜d＜40mm，倒角3mm＜r＜5mm。
本实用新型在有机玻璃密封桶不锈钢下端盖中心开设触发脉冲引入孔15，可以将触发脉冲通过该点引入至下电极10，实现通过外部触发脉冲，人为使耐压过程中的电极触发放电，产生截波。图4为传统的球隙截波装置示意图。
与传统的球隙截波装置相比，本实用新型具有以下优点：
(1)与传统的铜球保护间隙相比，本实用新型的保护间隙不受环境温度、湿度、气压等大气条件限制，适用于各种试验现场。
(2)与传统的铜球保护间隙相比，本实用新型的保护间隙其放电分散性小，便于精准整定。
(3)本实用新型的保护间隙置于密闭空腔内，应用过程中不产生空气电晕，当保护间隙发生放电时，SF6气体发电电弧产生的分解产物可以方便的进行回收，与传统的铜球保护间隙相比具有环保性特点。
(4)本实用新型的放电电压(保护电压)整定途径，其一是通过整定套筒整定保护间隙距离，其二是通过调整SF6气压整定放电电压。传统的铜球间隙仅能够通过调整铜球间隙距离达到整定放电电压的目的，本保护间隙具有整定方式灵活的特点，在实验室应用或现场应用，其便利性更强。
Claims (10)
1.一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，包括有机玻璃圆筒(3)，有机玻璃圆筒(3)顶部设置有不锈钢上端盖(4)，有机玻璃圆筒(3)底部设置有不锈钢下端盖(5)，有机玻璃圆筒(3)、不锈钢上端盖(4)以及不锈钢下端盖(5)组成圆柱形密封腔体(1)，圆柱形密封腔体(1)内充SF6气体；不锈钢上端盖(4)上设置有上不锈钢极柱(6)，上不锈钢极柱(6)的端部设置有上电极(9)，不锈钢下端盖(5)的中心设置有下不锈钢极柱(16)，下不锈钢极柱(16)的端部设置有下电极(10)，上电极(9)和下电极(10)相对设置，上电极(9)和下电极(10)形成保护间隙。
2.根据权利要求1所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，上不锈钢极柱(6)或下不锈钢极柱(16)的长度能够调节，当上不锈钢极柱(6)长度能够调节时，上不锈钢极柱(6)包括相连两段极柱，一段极柱带有内螺纹，另一段极柱带有外螺纹，两段极柱通过螺纹连接，并且两段极柱外侧套装有间隙距离整定套筒(2)。
3.根据权利要求2所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，距离整定套筒(2)为内螺纹结构，高度为1mm、2mm、3mm、5mm或10mm。
4.根据权利要求1所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，有机玻璃圆筒(3)外侧沿周向均匀设置有8个绝缘拉杆(7)，每个绝缘拉杆(7)的两端通过绝缘螺栓(8)设置在不锈钢上端盖(4)和不锈钢下端盖(5)上。
5.根据权利要求4所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，绝缘拉杆(7)与绝缘螺栓(8)之间设置有O型密封圈密封。
6.根据权利要求1所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，不锈钢下端盖(5)安装在支撑绝缘子(11)上，并且不锈钢下端盖(5)与支撑绝缘子(11)通过内螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，不锈钢上端盖(4)上设置有带球头的不锈钢接线柱(12)，不锈钢下端盖(5)上设置有一个充气嘴(13)和一个放气嘴(14)。
8.根据权利要求1所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，有机玻璃圆筒(3)壁厚大于等于20mm，绝缘拉杆(7)直径不小于20mm，圆柱形密封腔体内充SF6气体压力范围为0.1～0.4MPa。
9.根据权利要求1所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，不锈钢上端盖(4)和不锈钢下端盖(5)直径Φ范围均为280mm＜Φ＜320mm，上电极(9)和下电极(10)的直径Φ范围均为100mm＜Φ＜120mm，厚度d为20mm＜d＜40mm，倒角r为3mm＜r＜5mm。
10.根据权利要求1所述的一种高电压试验用保护间隙，其特征在于，上电极(9)和下电极(10)的材质均为不锈钢，上电极(9)和下电极(10)均为圆形平板电极，上电极(9)和下电极(10)对称设置；有机玻璃圆筒(3)材质为有机玻璃。
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| CN201820810365.4U CN208284786U (zh) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | 一种高电压试验用保护间隙 |
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Cited By (1)
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| CN108767839A (zh) * | 2018-05-29 | 2018-11-06 | 华能国际电力股份有限公司 | 一种过电压保护装置 |
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2018
- 2018-05-29 CN CN201820810365.4U patent/CN208284786U/zh active Active
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