CN211955152U - 一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于高电压与绝缘技术领域，具体为一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，包括试验腔体，所述试验腔体内部通过不锈钢支柱安装有托盘，所述托盘用于放置绝缘材料试品，所述试验腔体对称的两侧侧壁上安装有航空插头，其中一个航空插头置于试验腔体内侧安装有温度传感器和加热管，外侧安装有温度控制器，另一个航空插头上通过气路管道安装有分解气体组分检测系统。本装置为工程人员和科研人员对于掌握气体固体材料分解之间的相互影响机理以及固体在局部过热故障后的性能变化提供指导和评价方法。
Description
技术领域
本实用新型适用于高电压与绝缘技术领域，具体为一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置。
背景技术
体绝缘设备当中由于出现毛刺等尖端会引发局部放电，局部场强集中使绝缘出现局部温升。或者出现介电损耗，电导率过大，磁路故障等原因而引起局部温升异常等，会导致局部过热故障的发生。腔室内的气体即在高温的作用下发生分解反应。同时，由于实际气体绝缘设备内部含有起密封或支撑作用的绝缘子固体材料，一旦设备出现局部过热故障，则会直接使固体绝缘材料发生老化和分解。而气体绝缘设备内部的绝缘(特别是GIL)主要为环氧树脂材料，其会在高温的作用下会发生破坏性或非破坏性的损伤，机械和电气等性能亦会发生变化。
此外，一旦设备中存在某种缺陷，设备中可能混入微氧成分。设备内部即处于高温和微氧环境下，使固体材料的热分解温度降低，发生热氧化降解，产生过热老化。随着热老化的进一步进行，热氧化降解会更加严重。同时降解产生的气体成分又容易与腔室内的气体及气体分解物发生反应。若材料长期暴露在过热环境下，会对材料的电学性能，力学性能，热力学性能，物理和化学性能等产生影响。长此以往，绝缘材料会发生一系列的故障，这些隐患将会长期存在于输电设备当中，对电力系统的安全埋下了巨大的隐患，并时刻威胁着电力系统的安全。因此，对气体过热分解和固体材料性能变化进行综合分析，而对局部过热故障进行综合诊断具有重要的指导意义。
对于局部过热故障，国内外学者开展了一系列的气体过热分解试验，并考虑了微量水分，氧气，温度，吸附剂等对气体分解的影响。但是往往只关注了在局部过热故障下的单一气体或者混合气体的分解特性，而对于气体和固体材料的联合老化以及气体分解和固体老化后的力学性能，理化性能之间的影响被忽视。但是固体的老化对于气体分解的影响不容忽视。
实用新型内容
本实用新型提供了一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，有效的解决了背景技术中现有技术存在的问题，通过研究气体和固体绝缘材料在局部过热性故障下的分解特性和固体绝缘材料在热老化后的性能变化，为工程人员和科研人员对于掌握气体固体材料分解之间的相互影响机理以及固体在局部过热故障后的性能变化提供指导和评价方法。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案如下：
一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，包括试验腔体1，所述试验腔体1内部通过不锈钢支柱12安装有托盘11，所述托盘11用于放置绝缘材料试品6，所述试验腔体1对称的两侧侧壁上安装有航空插头3，其中一个航空插头3置于试验腔体1内侧安装有温度传感器2和加热管5，外侧安装有温度控制器4，另一个航空插头3上通过气路管道8安装有分解气体组分检测系统9。
所述试验腔体1采用304不锈钢不锈钢材料，所述托盘11为紫铜托盘。
所述温度传感器2和加热管5置于托盘11上方，且使得加热管5与绝缘材料试品6相互接触，同时加热管5的长度和绝缘材料试品6长度相同。
所述温度控制器3采用PID调节控制腔内温度。
所述分解气体组分检测系统9由真空泵、气相色谱仪和微水仪组成。
所述气路管道8上安装有不锈钢针阀10，所述不锈钢针阀10采用高真空手动球阀(GU-16)。
本实用新型的有益效果为：本装置对环保型GIS输电设备中的实际工况下的局部过热故障，设计了固体和气体绝缘介质联合老化和气体介质分解-组分检测分析试验装置，可以实现对固体绝缘材料和气体绝缘介质的同时过热试验。绝缘试验样品经过处理之后，便于进行材料的力学分析，热分析，理化分析等性能测试，以研究气体和固体绝缘材料在局部过热老化的相互之间的影响。
本装置通过设置老化系统和气体分解检测系统，实现二者的绝缘材料影响的对综合评估，通过搭建气体和固体材料老化联合分解平台，旨在实现对于气体局部过热老化和固体材料性能力学性能，理化性能，热学性能的联合检测分析，为工程人员和科研人员对于掌握气体固体材料分解之间的相互影响机理以及固体在局部过热故障后的性能变化提供指导和评价方法。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图中所示：试验腔体1、温度传感器2、航空插头3、温度控制器4、加热管5、绝缘材料试品6、气体绝缘介质7、气路管道8、分解气体组分检测系统9、不锈钢针阀10、托盘11、不锈钢支柱12。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本实用新型的技术方案：
实施例1
如图1所示的一种现场应用型检修隔离板，具体结构如下：
整个装置分为固体材料过热老化部、气体过热高温分解检测部和试品放置部。
所述试品放置部将固体绝缘材料和气体置于不锈钢的试验腔体1内部，绝缘材料试品置于通过不锈钢支柱12固定的紫铜托盘11上。
固体材料过热老化部由温度传感器2、航空插头3、温度控制器4和加热管5组成。试验腔体1一侧的侧壁上安装有航空插头3，航空插头3置于试验腔体1内侧安装有温度传感器2和加热管5，外侧安装有温度控制器4。温度控制器4采用PID调节控制腔内温度，并通过线路与外界电源连接。通过电源使得加热管5开始工作，并通过温度传感器2检测温度，传输至温度控制器4内，再通过温度控制器4控制加热管5的加热温度。
气体过热高温分解检测部由航空插头3、气路管道8、分解气体组分检测系统9和不锈钢针阀10组成。试验腔体1另一侧的侧壁上安装有航空插头3，航空插头3上通过气路管道8安装有分解气体组分检测系统9，同时气路管道8上安装有不锈钢针阀10，不锈钢针阀10采用高真空手动球阀(GU-16)。分解气体组分检测系统9由真空泵、气相色谱仪和微水仪组成，真空泵用于排吸气体，通过真空泵抽吸的气体经过气相色谱仪和微水仪检测。气相色谱仪是利用色谱分离技术和检测技术，对多组分的复杂混合物进行定性和定量分析的仪器。微水仪适合于SF6气体的湿度测量。
具体使用步骤如下：
洗气——将试验腔体1中的空气排净，使用分解气体组分检测系统9中的真空泵将腔体内部的空气排净，使得腔体中的气压降至30Pa以下。后打开试验腔体1，通入1atm的SF6气体后密封。静置一段时间，使其恢复至大气压下。打开真空泵继续抽真空，此步骤重复操作三次。
放置固体绝缘材料试品。将绝缘材料试品6置于托盘11上。并将定制的加热管5与绝缘材料试品6相互接触，其中加热管5长度与绝缘材料保持一致。
充气——向洗气的腔体内部冲入SF6绝缘气体，使其压强为4MPa，以模拟实际运行工况下的GIS内部气体压力。充气之后静置24h，然后开展过热故障试验。
加热——对绝缘材料试品6和气体开展过热故障试验。将温度控制器4开关打开，并设置好温度，开展不同过热故障温度下的试验。
采气及检测系统——对局部过热故障温度作用下的气体进行分析。即过热试验完成之后，对试验腔体1内的气体进行统一检测。将不锈钢球阀10打开，使气体充入分解气体组分检测系统9的气相色谱仪中，进行组分检测分析。进一步的，将过热分解试验后的混合气体充入到分解气体组分检测系统9中的微水仪中进行微水含量的检测。
裁剪固体绝缘试品——将过热老化试验之后的绝缘材料试品6进行裁剪，将绝缘材料试品6试品裁剪成哑铃状，以便开展材料性能测试。
依据国家标准GB/T528-2009，使用6mm×115mm的哑铃裁刀将压制好的薄膜样品切割成两端较大的哑铃状，后将裁剪的样品放置万能拉力机中，采用恒定位移的方式对样品拉伸测试。
取适量老化后的样品开展材料的热分析性能和理化性能测试。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，包括试验腔体，其特征在于：所述试验腔体内部通过不锈钢支柱安装有托盘，所述托盘用于放置绝缘材料试品，所述试验腔体对称的两侧侧壁上安装有航空插头，其中一个航空插头置于试验腔体内侧安装有温度传感器和加热管，外侧安装有温度控制器，另一个航空插头上通过气路管道安装有分解气体组分检测系统。
2.根据权利要求1所述的一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，其特征在于：所述试验腔体采用不锈钢不锈钢材料，所述托盘为紫铜托盘。
3.根据权利要求1所述的一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，其特征在于：所述温度传感器和加热管置于托盘上方，且使得加热管与绝缘材料试品相互接触，同时加热管的长度和绝缘材料试品长度相同。
4.根据权利要求1所述的一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，其特征在于：所述温度控制器采用PID调节控制腔内温度。
5.根据权利要求1所述的一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，其特征在于：所述分解气体组分检测系统由真空泵、气相色谱仪和微水仪组成。
6.根据权利要求1所述的一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置，其特征在于：所述气路管道上安装有不锈钢针阀，所述不锈钢针阀采用高真空手动球阀(GU-16)。
Priority Applications (1)
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| CN201921932638.3U CN211955152U (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种材料过热老化和气体高温分解检测试验装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114324129A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-12 | 国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院 | 一种高压套管绝缘材料老化模拟装置 |
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2019
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