CN217820671U - 一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电气绝缘检测技术领域，尤其涉及一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，包括高压套管、湿度调节装置、吸气装置、湿度检测装置、电源装置和控温装置；所述高压套管包括电容芯子、外壳体和套管法兰；所述湿度调节装置包括水分添加室和气体添加室；所述湿度检测装置包括湿气采集室和湿气传感装置；所述电源装置包括导电杆和高压电源；所述控温装置分别覆盖所述高压套管、所述水分添加室和湿气采集室；本实用新型用于克服现有技术中气体湿度调控灵活性差的问题，本实用新型可以灵活地调控气体湿度，操作简便，检测效率高，同时本实用新型可以有效地避免水分在设备内壁凝露，降低对设备的损伤，从而提高对套管闪络特性测量的准确性。

Description

一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置

技术领域

本实用新型涉及电气绝缘检测技术领域，尤其涉及一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置。

背景技术

高压套管用于在输变电工程中将载流导体穿过与其电位不同的设备金属箱体或阀厅墙体，引入或引出全电压、全电流，起绝缘和支撑作用，高压套管是保证电力系统安全稳定运行的关键设备之一。然而，近年来，因套管内部气固界面绝缘失效引起的设备故障频发，而绝缘气体受潮是引起套管绝缘强度降低的重要原因之一。

现有的关于湿度对套管闪络特性影响的实验研究中，操作人员需要根据不同的湿度条件分别配置相应湿度的绝缘气体，并且在不同湿度条件下检测时需要更换不同湿度的绝缘气体，导致操作繁琐复杂，调控灵活性差，检测效率低；同时，用于调节气体湿度的水分容易在设备内壁上凝露残留，无法有效地扩散至气体中，容易损伤设备，并且影响对套管闪络特性的测量准确性。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中的缺陷，提供了一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，可以灵活地调控气体湿度，操作简便，提高检测效率，同时，可以有效地将水分扩散到气体中，避免水分在设备内壁凝露，降低对设备的损伤，提高在不同湿度条件下对套管闪络特性测量的准确性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，包括高压套管、湿度调节装置、吸气装置、湿度检测装置、电源装置、和控温装置；

所述高压套管包括电容芯子、外壳体和套管法兰，所述电容芯子设置在所述外壳体的内部，所述套管法兰安装在所述外壳体上，所述套管法兰上设有与外壳体的内腔连通的进气口和出气口；

所述湿度调节装置包括水分添加室和气体添加室，所述水分添加室设有第一通道和第二通道，所述第一通道与所述气体添加室连接，所述第二通道与所述套管法兰上的所述进气口连接，所述第一通道上设有第一阀门，所述第二通道上设有第二阀门；

所述吸气装置连接在所述第二通道与所述套管法兰上的所述进气口之间；

所述湿度检测装置包括湿气采集室和湿气传感装置，所述湿气采集室上设有第三通道，所述第三通道与所述套管法兰上的所述出气口连接，所述第三通道上设有第三阀门，所述湿气传感装置设置在所述湿气采集室内；

所述电源装置包括导电杆和高压电源，所述导电杆与所述电容芯子电连接，所述高压电源与所述导电杆电连接，所述套管法兰接地；

所述控温装置分别覆盖所述高压套管、所述水分添加室和所述湿气采集室。

进一步地，所述高压电源与所述导电杆之间设有保护电阻。

进一步地，所述水分添加室连接有滴管，所述滴管上设置有第四阀门。

进一步地，所述水分添加室为球形。

进一步地，所述高压电源为高压直流发生器、高压交流发生器、或冲击电压发生器。

进一步地，所述湿气传感装置为水分传感器，所述水分传感器与计算机电连接。

进一步地，所述控温装置包括升温装置和控温器，所述升温装置分别覆盖所述高压套管、所述水分添加室和所述湿气采集室，所述控温器与所述升温装置电连接。

进一步地，所述控温器的温度调节范围为20度至90度。

进一步地，所述升温装置为硅橡胶加热板。

进一步地，所述湿度调节装置排出的气体湿度为50-35000μL/L。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供了一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，包括高压套管、湿度调节装置、吸气装置、湿度检测装置、电源装置、和控温装置；所述高压套管包括电容芯子、外壳体和套管法兰，所述电容芯子设置在所述外壳体的内部，所述套管法兰安装在所述外壳体上，所述套管法兰上设有与外壳体的内腔连通的进气口和出气口；所述湿度调节装置包括水分添加室和气体添加室，所述水分添加室设有第一通道和第二通道，所述第一通道与所述气体添加室连接，所述第二通道与所述套管法兰上的所述进气口连接，所述第一通道上设有第一阀门，所述第二通道上设有第二阀门；所述吸气装置连接在所述第二通道与所述套管法兰上的所述进气口之间；所述湿度检测装置包括湿气采集室和湿气传感装置，所述湿气采集室上设有第三通道，所述第三通道与所述套管法兰上的所述出气口连接，所述第三通道上设有第三阀门，所述湿气传感装置设置在所述湿气采集室内；所述电源装置包括导电杆和高压电源，所述导电杆与所述电容芯子电连接，所述高压电源与所述导电杆电连接，所述套管法兰接地；所述控温装置分别覆盖所述高压套管、所述水分添加室和所述湿气采集室；

在使用时，启动控温装置预热，根据高压套管内腔的体积，利用理想气体状态方程等参量计算出不同气体湿度所需的液态水体积，将液态水添加到水分添加室中，利用控温装置调控温度，使得液态水在水分添加室内汽化；利用吸气装置将高压套管内腔的气体抽出，使得高压套管内部为真空状态，在气体添加室内缓速加入干燥绝缘气体，打开第一阀门，使得干燥绝缘气体缓速流动至水分添加室内，干燥绝缘气体在水分添加室内与汽化的液态水充分混合，形成具有相应湿度的湿气，打开第二阀门，利用压差，湿气沿着第二通道从套管法兰上的进气口进入到高压套管内，打开第三阀门，使得高压套管内鼓入的湿气流动到湿气采集室内，利用湿气传感装置检测湿气的湿度，根据显示的湿度数据，实时调整液态水的体积及干燥绝缘气体的含量，从而使得高压套管内获得不同的湿度条件，通过高压电源、导电杆、电容芯子和套管法兰构成的检测电路检测闪络电压，测量高压套管在不同湿度条件下的闪络特性；

本实用新型利用水分添加室和气体添加室将液态水和干燥绝缘气体分别分开添加，通过湿气传感装置实时反馈湿度数据，从而实现动态调节液态水和干燥绝缘气体的添加量，实时精确调整湿度，无需反复更换不同浓度的湿气，简化了操作步骤，提高了检测效率，同时本实用新型利用控温装置分别覆盖高压套管、水分添加室和湿气采集室，使得湿气流动时温度稳定，既能促进液态水在水分添加室内加速汽化，也能避免湿气因温差凝露而损伤设备，进而影响测量准确性。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记：1-外壳体；2-电容芯子；3-套管法兰；4-水分添加室；5-气体添加室；6-第一阀门；7-第二阀门；8-吸气装置；9-湿气采集室；10-湿气传感装置；11-高压电源；12-导电杆；13-保护电阻；14-升温装置；15-控温器；16-加热底座；17-滴管；18-第四阀门；19-计算机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面结合具体实施方式对本实用新型作在其中一个实施例中说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，包括高压套管、湿度调节装置、吸气装置8、湿度检测装置、电源装置、和控温装置；

高压套管包括电容芯子2、外壳体1和套管法兰3，电容芯子2设置在外壳体1的内部，套管法兰3安装在外壳体1上，套管法兰3上设有与外壳体1的内腔连通的进气口和出气口；

湿度调节装置包括水分添加室4和气体添加室5，水分添加室4设有第一通道和第二通道，第一通道与气体添加室5连接，第二通道与套管法兰3上的进气口连接，第一通道上设有第一阀门6，第二通道上设有第二阀门7；

吸气装置8连接在第二通道与套管法兰3上的进气口之间；

湿度检测装置包括湿气采集室9和湿气传感装置10，湿气采集室9上设有第三通道，第三通道与套管法兰3上的出气口连接，第三通道上设有第三阀门，湿气传感装置10设置在湿气采集室9内；

电源装置包括导电杆12和高压电源11，导电杆12与电容芯子2电连接，高压电源11与导电杆12电连接，套管法兰3接地；

控温装置分别覆盖高压套管、水分添加室4和湿气采集室9；

需要说明的是，组装后的检测装置中，当关闭第二阀门7和第三阀门时，高压套管的外壳体1与电容芯子2之间的容腔为密封状态，高压套管本身的容腔内充满绝缘气体，本实施例中需要利用吸气装置8将高压套管内部本身的绝缘气体抽出，使得高压套管内部形成真空状态，以提高湿气进入后的气体纯度，避免其他杂质干扰检测准确性；同时，真空状态，便于利用压差将湿气引入至高压套管内形成湿度环境；

湿度调节装置用于动态调整液态水与干燥绝缘气体的配比，从而调节湿度，其中，气体添加室5用于储存绝缘干燥气体，水分添加室4用于添加液态水，并且为绝缘干燥气体与汽化的液态水混合提供反应场所，形成湿气，第一阀门6用于控制气体添加室5和水分添加室4的通断以及控制干燥绝缘气体的进入量，第二阀门7用于控制水分添加室4与高压套管的通断以及控制湿气进入高压套管的气体量，第三阀门用于控制高压套管与湿气采集室9的通断以及控制湿气进入湿气采集室9内的气体量；

湿度检测装置用于监控高压套管内的湿度数据，并且反馈不同湿度条件下所需液态水的体积及绝缘干燥气体的气体量，便于动态增加或减少液态水和绝缘干燥气体；

电源装置用于将高压电源11、导电杆12、电容芯子2和套管法兰3形成检测电路，检测不同湿度条件下，电容芯子2的闪络电压，从而检测湿度对套管闪络特性的影响；

控温装置用于预热检测装置，并且调节各区域之间的温度，使得湿气在流动过程中避免遇冷凝露，从而附着在设备上，损伤设备，影响测量；

本实用新型利用水分添加室4和气体添加室5将液态水和干燥绝缘气体分别分开添加，通过湿气传感装置10实时反馈湿度数据，从而实现动态调节液态水和干燥绝缘气体的添加量，实时精确调整湿度，无需反复更换不同浓度的湿气，简化了操作步骤，提高了检测效率，同时本实用新型利用控温装置分别覆盖高压套管、水分添加室4和湿气采集室9，使得湿气流动时温度稳定，既能促进液态水在水分添加室4内加速汽化，也能避免湿气因温差凝露而损伤设备，进而影响测量准确性。

进一步地，如图1所示，为了防止检测电路短路，保护设备安全，高压电源11与导电杆12之间设有保护电阻13。

需要说明的是，为便于连接，保护电阻13优选设置在导电杆12和高压电源11之间。

进一步地，如图1所示，水分添加室4连接有滴管17，滴管17上设置有第四阀门18。

需要说明的是，滴管17用于向水分添加室4内添加液态水，且本实施例中的滴管17上带有刻度，一方面便于精确控制液态水的添加量，另一方面滴管17每次滴入的液态水较少，相较于直接将大量液态水放入至水分添加室4内汽化，采用滴管17滴入的方式，液态水汽化速度更快，第四阀门18用于控制液态水的流动速度及添加量。

进一步地，如图1所示，为加速液态水汽化，水分添加室4的底部设有加热底座16。

需要说明的是，加热底座16用于进一步提高水分添加室4内的温度，加快液态水在水分添加室4内的汽化速度；

使用时，加热底座16提高水分添加室4内的温度，通过滴管17向水分添加室4内滴入相应体积的液态水，滴入的液态水受热不断汽化，打开第一阀门6，干燥绝缘气体从气体添加室5内缓缓流入至水分添加室4，绝缘干燥气体与汽化的液态水在水分添加室4内充分混合，形成具有相应湿度的湿气，再打开第二阀门7，使得湿气流入至高压套管腔内。

进一步地，如图1所示，水分添加室4为球形。

需要说明的是，球形便于容纳更多干燥绝缘气体及汽化的液态水，便于二者充分混合形成湿气。

进一步地，如图1所示，为了便于实时反馈湿度数据，湿气传感装置10为水分传感器，水分传感器与计算机19电连接。

需要说明的是，水分传感器可以检测气体湿度，测出气体的含水量，计算机19可记录并读取湿度数据，根据记录的湿度数据，实时计算不同湿度下，液态水体积和干燥绝缘气体量，从而可以动态调整相应的液态水体积和干燥绝缘气体量，确保密封检测室内的湿度精准。

进一步地，如图1所示，高压电源11为高压直流发生器、高压交流发生器、或冲击电压发生器。

需要说明的是，密封检测室内可以实现交流、直流、冲击电压的闪络电压测试，同时高压电源11还可以是多种类型电压叠加的高压发生器，用于进行叠加电压的闪络电压测试。

进一步地，如图1所示，控温装置包括升温装置14和控温器15，升温装置14分别覆盖高压套管、水分添加室4和湿气采集室9，控温器15与升温装置14电连接。

需要说明的是，升温装置14覆盖在高压套管、水分添加室4和湿气采集室9上，以及湿气流动管路上，升温装置14用于维持各部分区域内温度稳定，防止湿气在流动过程中发生凝露，损伤设备，温控器用于调节升温装置14的加热温度，并且温控器与升温装置14可以实现分区调节温度，但随着湿气朝向高压套管内腔流动的过程中，温度逐渐升高，避免高湿气体中的水分因温差遇冷凝露。

进一步地，本实施例中，控温器15的温度调节范围为20度至90度。

进一步地，为了便于安装升温装置14，同时控制成本，本实施例中优选将升温装置14设置为硅橡胶加热板。

进一步地，湿度调节装置排出的气体湿度为50-35000μL/L。

需要说明的是，为便于控制气体的湿度，本实施例中，湿气湿度的动态调节范围优选设置为50-35000μL/L，同时在动态调整过程中仅需使用高压干燥绝缘气体与液态水，不需使用配置好的不同含水量的标气，既可以避免频繁更换标气，简化操作步骤，还可以避免因标气不合格影响测量准确度。

工作原理：

在使用时，启动控温装置预热，使得水分添加室4内的温度快速升高，便于液态水汽化；根据高压套管内腔的体积，利用理想气体状态方程等参量计算出不同气体湿度所需的液态水体积，将相应体积的液态水加入到滴管17内；利用吸气装置8将高压套管内腔的气体抽出，使得高压套管内部为真空状态，打开第四阀门18，使得滴管17内的液态水滴入至水分添加室4内，滴入的液态水受热不断汽化，扩散在水分添加室4内；在气体添加室5内缓速加入干燥绝缘气体，打开第一阀门6，使得干燥绝缘气体缓速流动至水分添加室4内，干燥绝缘气体在水分添加室4内与汽化的液态水充分混合，形成具有相应湿度的湿气，再打开第二阀门7，利用压差，湿气沿着第二通道从套管法兰3上的进气口进入到高压套管内，打开第三阀门，使得高压套管内鼓入的湿气流动到湿气采集室9内，利用湿气传感装置10检测湿气的湿度，根据显示的湿度数据，实时调整液态水的体积及干燥绝缘气体的含量，从而使得高压套管内获得不同的湿度条件，通过高压电源11、导电杆12、电容芯子2和套管法兰3构成的检测电路检测闪络电压，测量高压套管在不同湿度条件下的闪络特性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均应包含在本实用新型权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，包括高压套管、湿度调节装置、吸气装置、湿度检测装置、电源装置、和控温装置；

所述高压套管包括电容芯子、外壳体和套管法兰，所述电容芯子设置在所述外壳体的内部，所述套管法兰安装在所述外壳体上，所述套管法兰上设有与外壳体的内腔连通的进气口和出气口；

所述湿度调节装置包括水分添加室和气体添加室，所述水分添加室设有第一通道和第二通道，所述第一通道与所述气体添加室连接，所述第二通道与所述套管法兰上的所述进气口连接，所述第一通道上设有第一阀门，所述第二通道上设有第二阀门；

所述吸气装置连接在所述第二通道与所述套管法兰上的所述进气口之间；

所述湿度检测装置包括湿气采集室和湿气传感装置，所述湿气采集室上设有第三通道，所述第三通道与所述套管法兰上的所述出气口连接，所述第三通道上设有第三阀门，所述湿气传感装置设置在所述湿气采集室内；

所述电源装置包括导电杆和高压电源，所述导电杆与所述电容芯子电连接，所述高压电源与所述导电杆电连接，所述套管法兰接地；

所述控温装置分别覆盖所述高压套管、所述水分添加室和所述湿气采集室。

2.根据权利要求1所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述高压电源与所述导电杆之间设有保护电阻。

3.根据权利要求2所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述水分添加室连接有滴管，所述滴管上设置有第四阀门。

4.根据权利要求3所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述水分添加室为球形。

5.根据权利要求4所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述高压电源为高压直流发生器、高压交流发生器、或冲击电压发生器。

6.根据权利要求5所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述湿气传感装置为水分传感器，所述水分传感器与计算机电连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述控温装置包括升温装置和控温器，所述升温装置分别覆盖所述高压套管、所述水分添加室和所述湿气采集室，所述控温器与所述升温装置电连接。

8.根据权利要求7所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述控温器的温度调节范围为20度至90度。

9.根据权利要求8所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述升温装置为硅橡胶加热板。

10.根据权利要求7所述的一种考虑湿度影响的套管闪络特性测量装置，其特征在于，所述湿度调节装置排出的气体湿度为50-35000μL/L。

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