CN212060474U

CN212060474U - 一种全角度可视化气体击穿测试系统

Info

Publication number: CN212060474U
Application number: CN201922168065.8U
Authority: CN
Inventors: 林林; 陈庆国; 王新宇; 冯浩然; 张聪; 贾宗凯; 池明赫
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2019-12-06
Filing date: 2019-12-06
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2029-12-06

Abstract

本实用新型公开了一种全角度可视化气体击穿测试系统，具体涉及气体绝缘材料在不同电压类型下的击穿特性试验，包括上盖、有机玻璃罐体和下盖，有机玻璃罐体设置于上盖和下盖之间组成密封腔体；上盖设置有电极绝缘子；电极绝缘子内部设置有电极绝缘子铜芯棒，其一端高于腔体外侧的电极绝缘子，另一端设置有圆板；电极绝缘子铜芯棒的圆板下盖侧设置有高压电极；下盖设置有电极固定件，电极固定件密封腔体侧一端设置有平板铜电极，与高压电极对应设置；下盖腔体外侧设置有不锈钢管、压力表和球阀。本试验系统可多角度观察放电情况，便于高速摄像机对于放电现象的拍摄，同时，制冷装置与制冷管路连接模拟低温环境下绝缘气体的应用环境进行测试。

Description

一种全角度可视化气体击穿测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种全角度可视化气体绝缘性能测试系统，具体涉及气体绝缘材料在不同电压类型下的击穿特性试验。

背景技术

气体绝缘具有较高的击穿场强，其化学稳定性、导热性及流动性均较好，且在击穿后能迅速恢复绝缘性能。因此，气体绝缘作为绝缘介质被广泛应用于金属封闭式组合电器、金属封闭输电线路、气体绝缘管道和变压器等诸多电力传输和配电设备中。在气体绝缘设备中，气体绝缘性能决定了设备的运行状况。在电气设备运行过程中会遭受大气过电压、工频过电压及操作过电压多种电压作用，为保证电力设备的安全运行，需充分掌握不同电压类型下的气体绝缘击穿特性及对相应的击穿机理进行研究，从而能够有效预防气体绝缘设备故障，为电网的安全有效运行提供保障。

为分析气体的击穿特性，获得实际的气体击穿路径，可采用高速摄像机对气体的击穿过程进行拍摄。传统的气体绝缘击穿特性测试系统留有可视窗口来观察气体击穿现象，此种系统限制了气体绝缘击穿观察角度，不能与高速摄像机良好配合，不利于气体击穿现象的观测，进而限制了气体绝缘击穿机理的研究。此外，在低温环境下，气体绝缘发生液化将导致设备中气体压力与密度降低，进一步使设备的绝缘能力与开断能力大幅下降，从而影响电力设备正常使用。

因此，急需一种全角度可视化、能够测试低温环境下的气体绝缘性能测试系统。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种全角度可视化气体绝缘性能测试系统，实用新型的内容如下：

一种全角度可视化气体击穿测试系统，其特征在于，包括上盖、有机玻璃罐体和下盖，所述有机玻璃罐体设置于所述上盖和所述下盖之间组成密封腔体；所述上盖设置有电极绝缘子，所述电极绝缘子一端设置于腔体内侧，另一端设置于腔体外侧；位于腔体内的所述电极绝缘子外侧设置有绝缘套，所述绝缘套为一端开口，另一端封闭结构；所述绝缘套开口端面与所述上盖接触配合；所述电极绝缘子内部设置有电极绝缘子铜芯棒，所述电极绝缘子铜芯棒贯穿所述绝缘套和所述电极绝缘子；所述电极绝缘子铜芯棒一端高于腔体外侧的所述电极绝缘子，另一端设置有圆板，所述圆板设置于所述绝缘套的封闭段下盖侧；所述绝缘套、所述上盖和所述电极绝缘子通过所述电极绝缘子铜芯棒与螺母在所述电极绝缘子密封腔体外侧端面配合固定连接；所述电极绝缘子铜芯棒的圆板下盖侧设置有高压电极；所述下盖设置有电极固定件，所述电极固定件密封腔体侧一端设置有平板铜电极，所述平板铜电极与高压电极对应设置；电极固定件的另一端通过下电极连接件与所述下盖固定连接；所述下盖腔体外侧设置有不锈钢管，用于所述密封腔体内充入和排出气体；所述不锈钢管上设置有压力表和球阀。

进一步地，所述有机玻璃罐体与所述上盖之间采用螺栓固定连接。

进一步地，所述有机玻璃罐体与所述下盖之间采用螺栓固定连接。

进一步地，还包括制冷装置、制冷管路进口和制冷管路出口；所述有机玻璃罐体的罐壁内设置有螺旋式布置的制冷管路，制冷管路进口与制冷管路下盖端管路接口相连，制冷管路出口与制冷管路上盖端管路接口相连，用于降低密封腔体内部气体温度。

进一步地，所述下盖上还设置有温度传感器，温度传感器的测温端设置于密封腔体内部，用于测试密封腔体内部温度。

进一步地，有机玻璃罐体的材质为低温抗裂有机玻璃。

进一步地，有机玻璃罐体为无色透明。

本实用新型的有益效果：

本试验系统安装在可移动平台上，实现了设备的可移动性；不同部件的连接部位采取了密封措施，可以满足试验中抽真空及实验中对气压的要求；本试验系统可多角度观察放电情况，便于高速摄像机对于放电现象的拍摄；装置中采用电极绝缘子将高压带电部分与罐体进行隔离，保证试验过程中不会出现气体击穿外的放电现象。同时，在该试验系统增加制冷装置，有机玻璃罐体管壁内设置制冷管路，制冷装置与制冷管路连接可以模拟低温环境下绝缘气体的应用环境，可以测试低温环境下的气体绝缘性能。

附图说明

图1试验系统整体结构示意图

图2带有制冷装置的试验系统整体结构示意图

图3预置有制冷管路的有机玻璃罐体

其中，1-电极绝缘子铜芯棒；2-电极绝缘子；3-第一橡胶密封圈；4- 上盖；5-有机玻璃罐体；6-第二橡胶密封圈；7-下盖；8-第三橡胶密封圈；9-电极固定件；10-下电极连接件；11-钢管；12-球阀；13-压力表； 14-平板铜电极；15-高压电极；16-第四橡胶密封圈；17-绝缘套；18-第五橡胶密封圈；19-第六橡胶密封圈；20-制冷装置；21-有机玻璃罐体内预置制冷管路；22-制冷进口；23-制冷出口；24-温度传感器。

具体实施方式

实施例1

全角度可视化气体击穿测试系统，包括上盖4、有机玻璃罐体5和下盖7，上盖4采用不锈钢板，本实施例中选用厚度为20mm厚、直径为452mm的不锈钢板；下盖7采用不锈钢板，本实施例中选用厚为20mm、直径为402mm的不锈钢板；有机玻璃罐体5设置于上盖4和下盖5之间组成密封腔体，上盖4、下盖7与有机玻璃罐体5之间固定方式可以是粘接、铆接、螺栓标准件连接，本实施例中选用螺栓标准件连接；上盖4与有机玻璃罐体5之间设置有第五橡胶密封圈18，下盖7与有机玻璃罐体5之间设置有第三橡胶密封圈8；上盖4设置有电极绝缘子2，电极绝缘子2一端设置于密封腔体内侧，另一端设置于密封腔体外侧，电极绝缘子2与上盖4之间设置有第一橡胶密封圈3；位于密封腔体内的电极绝缘子2外侧设置有绝缘套17，绝缘套17为一端开口，另一端封闭的结构；绝缘套17开口端面与上盖4接触配合，绝缘套17与上盖4之间设置有第六橡胶密封圈19；电极绝缘子2内部设置有电极绝缘子铜芯棒1，电极绝缘子铜芯棒1为T型结构，T型端设置于绝缘套17的封闭段下盖侧，直线端高于腔体外侧的电极绝缘子2；绝缘套17、上盖4、电极绝缘子2之间通过电极绝缘子铜芯棒1和螺母配合固定连接；电极绝缘子铜芯棒1 的T型端下盖侧设置有高压电极15，高压电极15与电极绝缘子铜芯棒1之间设置有第四橡胶密封圈16；下盖7腔体内侧设置有电极固定件9，电极固定件9腔体侧设置有平板铜电极14，平板铜电极14与高压电极15对应设置，电极固定件9通过电极连接件10与下盖7固定连接，电极连接件10与下盖7 之间设置有第二橡胶密封圈6；在腔体外侧，下盖7上设置有不锈钢管11，不锈钢管11上设置有压力表13和球阀12，压力表13用来监测密封腔体内待测气体压力，球阀12用来控制密封腔气体的充入和排出。

使用操作过程：将高压引线连接至电极绝缘子铜芯棒1处并通过螺栓固定，接地线通过螺栓的方式与电极连接件10相连。打开球阀12，将真空泵与不锈钢管11相连接进行抽气，观察压力表13将装置抽至真空状态，把待测气体经不锈钢管11充入设备中后断开连接，再次将设备抽至真空状态，断开真空泵连接，即完成设备的洗气过程。将待测气体充入装置同时观察压力表 13至气压为试验设定值，关闭球阀12，静置测试系统10分钟后，放置高速摄像机至合适位置，关闭实验室内光源，就可以施加电压，正式开始击穿试验。

实施例2

在实施例1的基础上针对低温环境测试的试验系统，该系统还设置有制冷装置20，其中，有机玻璃罐体5一体成型，在其罐壁内设置有制冷管路21，制冷管路21螺旋式布置在罐壁内，制冷管路进口22与制冷管路21下盖端管路接口相连，制冷管路出口23与制冷管路21上盖端管路接口相连，制冷装置20运行过程中冷气由下向上运动，温度传感器24监测密封腔体内测试气体温度。

测试低温条件时，将待测气体充入测试系统同时观察压力表13至气压为试验设定值，关闭球阀12，开启制冷装置20,降低测试系统腔体内部温度，达到预定温度时，静置测试系统10分钟后，开始测试。

低温测试试验系统中有机玻璃罐体(5)的材质为低温抗裂有机玻璃。

本系统允许测试的低温环境的最低温度为-10℃。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围的。

Claims

1.一种全角度可视化气体击穿测试系统，其特征在于，包括上盖（4）、有机玻璃罐体（5）和下盖（7），所述有机玻璃罐体（5）设置于所述上盖（4）和所述下盖（7）之间组成密封腔体；所述上盖（4）设置有电极绝缘子（2），所述电极绝缘子（2）一端设置于腔体内侧，另一端设置于腔体外侧；位于腔体内的所述电极绝缘子（2）外侧设置有绝缘套（17），所述绝缘套（17）为一端开口，另一端封闭结构；所述绝缘套（17）开口端面与所述上盖（4）接触配合；所述电极绝缘子（2）内部设置有电极绝缘子铜芯棒（1），所述电极绝缘子铜芯棒（1）贯穿所述绝缘套（17）和所述电极绝缘子（2）；所述电极绝缘子铜芯棒（1）一端高于腔体外侧的所述电极绝缘子（2），另一端设置有圆板，所述圆板设置于所述绝缘套（17）的封闭段下盖侧；所述绝缘套（17）、所述上盖（4）和所述电极绝缘子（2）通过所述电极绝缘子铜芯棒（1）与螺母在所述电极绝缘子（2）密封腔体外侧端面配合固定连接；所述电极绝缘子铜芯棒（1）的所述圆板下盖侧设置有高压电极（15）；所述下盖（7）设置有电极固定件（9），所述电极固定件（9）密封腔体侧一端设置有平板铜电极（14），与高压电极（15）对应设置；电极固定件（9）的另一端通过下电极连接件（10）与所述下盖（7）固定连接；所述下盖（7）上连通设置有不锈钢管（11），用于所述密封腔体内充入和排出气体；所述不锈钢管（11）上设置有压力表（13）和球阀（12）。

2.根据权利要求1所述的气体击穿测试系统，其特征在于，所述有机玻璃罐体（5）与所述上盖（4）之间采用螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的气体击穿测试系统，其特征在于，所述有机玻璃罐体（5）与所述下盖（7）之间采用螺栓固定连接。

4.根据权利要求1所述的气体击穿测试系统，其特征在于，还包括制冷装置（20）、制冷管路进口（22）和制冷管路出口（23）；所述有机玻璃罐体的罐壁内设置有螺旋式布置的制冷管路（21），制冷管路进口（22）与制冷管路（21）下盖端管路接口相连，制冷管路出口（23）与制冷管路（21）上盖端管路接口相连，用于降低密封腔体内部气体温度。

5.根据权利要求4所述的气体击穿测试系统，其特征在于，所述下盖（7）上还设置有温度传感器（24），温度传感器（24）的测温端设置于密封腔体内部，用于测试密封腔体内部温度。

6.根据权利要求4或5所述的气体击穿测试系统，其特征在于，有机玻璃罐体（5）的材质为低温抗裂有机玻璃。

7.根据权利要求1所述的气体击穿测试系统，其特征在于，有机玻璃罐体（5）为无色透明。