沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置和，其特征在于：包括上鋁極板和下鋁極板，有機(jī)玻璃管設(shè)置于上鋁極板和下鋁極板之間，并與上鋁極板和下鋁極板一起組成圓柱形腔體；可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿與上鋁極板通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極通過(guò)螺桿聯(lián)接于導(dǎo)桿上，充放氣裝置安裝于下鋁極板的一側(cè)，通過(guò)其對(duì)圓柱體腔體進(jìn)行充放氣。本發(fā)明的氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置和沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng),縮短試驗(yàn)時(shí)間、研究方便快捷。
【專利說(shuō)明】沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣體絕緣組合電器，特別是涉及沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置及沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備(Gas Insulated Switchgear, GIS)是特高壓電網(wǎng)中的重要組成設(shè)備之一，它將一座變電站中的斷路器、電流互感器、電壓互感器、避雷器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等優(yōu)化設(shè)計(jì)后分別裝在各自密封間中最后集中組裝在一個(gè)充以SF6作為絕緣介質(zhì)的整體外殼中。
[0003]GIS內(nèi)部影響絕緣介質(zhì)性能的缺陷主要有:嚴(yán)重的安裝錯(cuò)誤、導(dǎo)體之間接觸不良、高壓導(dǎo)體突出物、固定微粒、絕緣子缺陷、蒸氣等。
[0004]隨著我國(guó)電網(wǎng)電壓的提高，GIS (氣體絕緣組合電器)的現(xiàn)場(chǎng)沖擊試驗(yàn)越來(lái)越得到重視，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行沖擊耐壓試驗(yàn)的同時(shí)進(jìn)行局部放電的檢測(cè)，可以有效提高GIS設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性。由于沖擊電壓下局部放電檢測(cè)目前還未有標(biāo)準(zhǔn)及公認(rèn)的試驗(yàn)方法，因此構(gòu)建沖擊電壓下GIS局部放電試驗(yàn)裝置，研究相應(yīng)的試驗(yàn)方法，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展沖擊電壓下GIS局部放電的檢測(cè)及結(jié)果分析具有重要的參考和借鑒意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷模型及沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)沖擊電壓下對(duì)GIS局部放電進(jìn)行檢測(cè)，有效提高GIS設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確性。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:包括上鋁極板和下鋁極板，有機(jī)玻璃管設(shè)置于上鋁極板和下鋁極板之間，并與上鋁極板和下鋁極板一起組成圓柱形腔體；可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿與上鋁極板通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極通過(guò)螺桿聯(lián)接于導(dǎo)桿上，充放氣裝置安裝于下鋁極板的一側(cè)，通過(guò)其對(duì)圓柱體腔體進(jìn)行充放氣。
[0007]前述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:有機(jī)玻璃管與上鋁極板之間、有機(jī)玻璃管與下鋁極板之間通過(guò)第一密封橡膠圈密封。
[0008]前述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:上鋁極板與可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿之間通過(guò)第二密封橡膠圈密封。
[0009]前述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:氣壓表通過(guò)氣體管道與圓柱體腔體內(nèi)部連通，以觀察腔體內(nèi)氣壓。
[0010]前述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:尼龍強(qiáng)化拉桿聯(lián)接上鋁極板和下鋁極板，固定圓柱體腔體的上下間距。
[0011 ] 一種沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:包括沖擊電壓發(fā)生器，沖擊電壓發(fā)生器分別與分壓器、金屬尖端缺陷模型連接，高頻電流傳感器、超聲波傳感器、特高頻傳感器輸出端分別與局部放電信號(hào)處理器連接，分壓器的輸出端同時(shí)接入局部放電信號(hào)處理器，所述金屬尖端缺陷模型包括上鋁極板和下鋁極板，有機(jī)玻璃管設(shè)置于上鋁極板和下鋁極板之間，并與上鋁極板和下鋁極板一起組成圓柱形腔體；可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿與上鋁極板通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極通過(guò)螺桿聯(lián)接于導(dǎo)桿上，充放氣裝置安裝于下鋁極板的一側(cè)，通過(guò)其對(duì)圓柱體腔體進(jìn)行充放氣。試驗(yàn)時(shí)，在上鋁極板上施加沖擊電壓，下鋁極板通過(guò)銅排接地，接地銅排從高頻電流傳感器中間穿過(guò)，作為傳感器的一次繞組，超聲波傳感器耦合面涂抹耦合劑，緊貼在下鋁極板上；特高頻傳感器與缺陷模型無(wú)電氣連接，放置在距離模型一定安全距離的位置，且將特高頻傳感器耦合面正對(duì)向缺陷模型。
[0012]前述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述局部放電信號(hào)處理器包括示波器，局部放電信號(hào)處理器I對(duì)特高頻傳感器、超聲波傳感器和高頻電流傳感器所測(cè)得的局部放電信號(hào)的進(jìn)行對(duì)比分析，所述對(duì)比分析包括對(duì)比高頻電流信號(hào)、特高頻信號(hào)和超聲波信號(hào)的幅值、出現(xiàn)的一致性及相對(duì)外加電壓信號(hào)出現(xiàn)的位置，并進(jìn)行干擾的抑制和有效信號(hào)的提取。
[0013]本發(fā)明所達(dá)到的有益效果:本發(fā)明的氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置和沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，縮短試驗(yàn)時(shí)間、研究方便快捷。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1本發(fā)明的氣體絕緣金屬尖端缺陷模型結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]符號(hào)說(shuō)明:
上鋁極板I，下鋁極板2，透明有機(jī)玻璃筒3，尼龍強(qiáng)化拉桿4，可調(diào)節(jié)銅導(dǎo)桿5，金屬尖端銅電極6,充放氣裝置7,密封橡膠圈8、9，氣體管道10,氣壓表11,沖擊電壓發(fā)生器11，分壓器12，金屬尖端缺陷模型13，高頻電流傳感器14，超聲波傳感器15，特高頻傳感器16，局部放電信號(hào)處理器17。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
[0017]如圖1-2所示。
[0018]氣體絕緣金屬尖端缺陷模型13包括鋁極板(1，上極板；2，下極板)，透明有機(jī)玻璃筒3，尼龍強(qiáng)化拉桿4，可調(diào)節(jié)銅導(dǎo)桿5，金屬尖端銅電極6，充放氣裝置7，密封橡膠圈8、9，氣體管道10和氣壓表11。
[0019]包括上鋁極板I和下鋁極板2，有機(jī)玻璃管3設(shè)置于上鋁極板I和下鋁極板2之間，并與上鋁極板I和下鋁極板2 —起組成圓柱形腔體；可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿5與上鋁極板I通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極6通過(guò)螺桿聯(lián)接于導(dǎo)桿5上，充放氣裝置7安裝于下鋁極板2的一側(cè)，通過(guò)其對(duì)圓柱體腔體進(jìn)行充放氣。有機(jī)玻璃管3與上鋁極板I之間、有機(jī)玻璃管3與下鋁極板2之間通過(guò)第一密封橡膠圈8密封。上鋁極板I與可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿5之間通過(guò)第二密封橡膠圈9密封。氣壓表11通過(guò)氣體管道10與圓柱體腔體內(nèi)部連通，以觀察腔體內(nèi)氣壓。尼龍強(qiáng)化拉桿4聯(lián)接上鋁極板I和下鋁極板2，固定圓柱體腔體的上下間距。
[0020]本模型采用有機(jī)玻璃筒作為腔體，可有效進(jìn)行特高頻信號(hào)的穿透；采用沖擊電壓發(fā)生器作為試驗(yàn)電源，沖擊電壓波形符合IEC60060-3標(biāo)準(zhǔn)；腔體內(nèi)密封有5個(gè)大氣壓的SF6氣體；采用充放氣裝置7進(jìn)行氣體的充放；采用氣壓表11進(jìn)行氣壓的監(jiān)控；采用尼龍強(qiáng)化拉桿和密封橡膠圈進(jìn)行氣體的密封。
[0021]其中上鋁極板1、下鋁極板2、有機(jī)玻璃管3組成圓柱體腔體；尼龍強(qiáng)化拉桿4聯(lián)接上鋁極板和下鋁極板，固定圓柱體腔體的上下間距；可調(diào)節(jié)銅導(dǎo)桿5與上極板I以細(xì)密螺紋連接，可以精細(xì)調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸，另外銅導(dǎo)桿5由Icm-1Ocm不等的導(dǎo)桿單元組成，導(dǎo)桿單元之間可以任意組合，因此可以在Icm的量級(jí)進(jìn)行粗調(diào)節(jié)；銅電極6以螺桿聯(lián)接于銅導(dǎo)桿5上，銅電極6的形狀根據(jù)所模擬缺陷的不同而變化；充放氣裝置7安裝于下極板2 —側(cè)，可以通過(guò)其為圓柱體腔體充入SF6氣體；密封橡膠圈8置于鋁極板與有機(jī)玻璃管間，密封橡膠圈9置于鋁極板與可調(diào)節(jié)銅導(dǎo)桿間，其作用為對(duì)圓柱體腔體內(nèi)的氣體起密封作用，使其氣壓可以達(dá)到GIS正常運(yùn)行氣壓的0.45MPa^0.5MPa。圓柱體腔體，尺寸為OlSOmmX 150mm，該腔體的尺寸遠(yuǎn)比正常的GIS小。可調(diào)節(jié)銅導(dǎo)桿(5)，通過(guò)兩種方式對(duì)導(dǎo)桿的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，一種是通過(guò)導(dǎo)桿與極板I相連處的細(xì)密螺紋進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，另外還可以通過(guò)增減銅導(dǎo)桿單元改變導(dǎo)桿的長(zhǎng)度進(jìn)行粗調(diào)節(jié)。銅電極6，以螺紋聯(lián)接于導(dǎo)桿上，可以方便更換，大幅提高工作效率。
[0022]沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)包括沖擊電壓發(fā)生器11，分壓器12，金屬尖端缺陷模型13，高頻電流傳感器14，超聲波傳感器15，特高頻傳感器16和局部放電信號(hào)處理器17。沖擊電壓發(fā)生器11分別與分壓器12、金屬尖端缺陷模型13連接，高頻電流傳感器14、超聲波傳感器15、特高頻傳感器16輸出端分別與局部放電信號(hào)處理器17連接，分壓器12的輸出端同時(shí)接入局部放電信`號(hào)處理器17，所述金屬尖端缺陷模型13包括上鋁極板I和下鋁極板2，有機(jī)玻璃管3設(shè)置于上鋁極板I和下鋁極板2之間，并與上鋁極板I和下鋁極板2 一起組成圓柱形腔體；可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿5與上鋁極板I通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極6通過(guò)螺桿聯(lián)接于導(dǎo)桿5上，充放氣裝置7安裝于下鋁極板2的一側(cè)，通過(guò)其對(duì)圓柱體腔體進(jìn)行充放氣。
[0023]試驗(yàn)時(shí)將模型的高壓部分接沖擊電壓發(fā)生器11，采用逐級(jí)升壓的方式對(duì)缺陷模型施加沖擊電壓，將通過(guò)分壓器12，高頻電流傳感器14，超聲波傳感器15和特高頻傳感器16得到的四路信號(hào)送入局部放電信號(hào)處理器17。
[0024]試驗(yàn)電壓峰值為400kV，波形采用符合IEC60060-3標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊、標(biāo)準(zhǔn)操作沖擊、振蕩型雷電沖擊和振蕩型操作沖擊四種電壓波形，試驗(yàn)中從20kV開(kāi)始，采用每20kV 一檔的逐級(jí)升壓方式進(jìn)行電壓的施加。
[0025]局部放電信號(hào)處理器17通過(guò)同時(shí)記錄電流傳感器14、特高頻傳感器16和超聲波傳感器15所采集的局部放電信號(hào)和外加電壓信號(hào)，進(jìn)行不同檢測(cè)方法下局部放電信號(hào)的對(duì)比分析，信號(hào)對(duì)比分析主要是對(duì)比脈沖電流信號(hào)、特高頻信號(hào)和超聲波信號(hào)的幅值、出現(xiàn)的一致性及相對(duì)外加電壓信號(hào)出現(xiàn)的位置，通過(guò)對(duì)比分析，一方面進(jìn)行干擾的抑制和有效信號(hào)的提取，如進(jìn)行干擾的抑制和有效信號(hào)的提取時(shí)，當(dāng)脈沖電流信號(hào)檢測(cè)和特高頻檢測(cè)信號(hào)出現(xiàn)不一致情況時(shí)，特別是只檢測(cè)到脈沖電流信號(hào)而未檢測(cè)到特高頻信號(hào)和超聲波信號(hào)時(shí)，則應(yīng)考慮是否存在外部干擾。另一方面為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中檢測(cè)方法的選取提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)，如比較三種檢測(cè)方法的靈敏程度、那種方法檢測(cè)到的幅值最大、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施的難易程度等，為現(xiàn)場(chǎng)沖擊電壓下局部放電的檢測(cè)提供最佳的檢測(cè)方法。
[0026]以上已以較佳實(shí)施例公開(kāi)了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:包括上鋁極板(I)和下鋁極板(2)，有機(jī)玻璃管(3)設(shè)置于上鋁極板(I)和下鋁極板(2)之間，并與上鋁極板(I)和下鋁極板(2) —起組成圓柱形腔體；可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿(5)與上鋁極板(I)通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極(6)通過(guò)螺桿聯(lián)接于導(dǎo)桿(5)上，充放氣裝置(7)安裝于下鋁極板(2)的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:有機(jī)玻璃管(3)與上鋁極板(I)之間、有機(jī)玻璃管(3)與下鋁極板(2)之間通過(guò)第一密封橡膠圈(8)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:上鋁極板(I)與可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿(5)之間通過(guò)第二密封橡膠圈(9)密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:氣壓表(11)通過(guò)氣體管道(10)與圓柱體腔體內(nèi)部連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:尼龍強(qiáng)化拉桿(4)聯(lián)接上鋁極板(I)和下鋁極板(2)。
6.—種沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng),其特征在于:包括沖擊電壓發(fā)生器(11),沖擊電壓發(fā)生器(11)分別與分壓器(12)、金屬尖端缺陷模型(13)連接，高頻電流傳感器(14)、超聲波傳感器(15)、特高頻傳感器(16)輸出端分別與局部放電信號(hào)處理器(17)連接，分壓器(12)的輸出端同時(shí)接入局部放電信號(hào)處理器(17)，所述金屬尖端缺陷模型(13)包括上鋁極板(I)和下鋁極板(2)，有機(jī)玻璃管(3)設(shè)置于上鋁極板(I)和下鋁極板(2)之間，并與上鋁極板(I)和下鋁極板(2) —起組成圓柱形腔體；可調(diào)節(jié)導(dǎo)桿(5)與上鋁極板(I)通過(guò)螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極(6)通過(guò)螺桿聯(lián)接于導(dǎo)桿(5)上，充放氣裝置(7)安裝于下鋁極板(2)的一側(cè)，下鋁極板通過(guò)銅排接地，接地銅排從高頻電流傳感器中間穿過(guò)，作為傳感器的一次繞組，超聲波傳感器耦合面涂抹耦合劑，緊貼在下鋁極板上；特高頻傳感器與缺陷模型無(wú)電氣連接，放置在距離模型一定安全距離的位置，且將特高頻傳感器耦合面正對(duì)向缺陷模型。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的沖擊電壓下局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于:所述局部放電信號(hào)處理器(17)包括示波器，局部放電信號(hào)處理器(17)對(duì)特高頻傳感器(16)、超聲波傳感器(15)和高頻電流傳感器(14)所測(cè)得的局部放電信號(hào)的進(jìn)行對(duì)比分析，所述對(duì)比分析包括對(duì)比高頻電流信號(hào)、特高頻信號(hào)和超聲波信號(hào)的幅值、出現(xiàn)的一致性及相對(duì)外加電壓信號(hào)出現(xiàn)的位置，并進(jìn)行干擾的抑制和有效信號(hào)的提取。
【文檔編號(hào)】G01R1/02GK103605051SQ201310585738
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】楊景剛, 賈勇勇, 趙科, 吳昊, 張星, 高山, 周志成 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院