Gis設(shè)備試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種GIS設(shè)備試驗裝置，包括GIS設(shè)備殼體，設(shè)置在GIS設(shè)備殼體中的三根導(dǎo)體，導(dǎo)體上至少穿設(shè)有兩個盆式絕緣子，與三根所述導(dǎo)體的端部電連接的交流電源，每根所述導(dǎo)體與所述交流電源的一相對應(yīng)連接，以及與所述GIS設(shè)備外殼電連接的直流電源。本實用新型分別通過高壓交流電源給GIS設(shè)備中的導(dǎo)體施加交流電壓，通過高壓直流電源給GIS設(shè)備外殼施加直流電壓，從而實現(xiàn)給GIS設(shè)備施加交直流疊加電壓，以測試GIS設(shè)備長期耐受交直流電壓的能力。
【專利說明】GIS設(shè)備試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及輸電設(shè)備試驗領(lǐng)域，特別涉及一種GIS設(shè)備試驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 柔性直流輸電系統(tǒng)中，換流閥交流側(cè)由于受直流極線電壓不平衡的影響，在原 交流電壓應(yīng)力下疊加了一個直流電壓分量。柔性直流換流站由于目前容量較小，且多 應(yīng)用于環(huán)境要求較高的場合，一般采用戶內(nèi)緊湊型布置，這也要求設(shè)備選擇上多采用 GIS(GasInsulatedSwitchgear的簡稱，GIS是指六氟化硫封閉式組合電器，國際上稱為"氣 體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備"）等緊湊型設(shè)備。而GIS設(shè)備承受直流電壓能力較差，主要是在 長期直流電壓影響下，GIS內(nèi)部盆式絕緣子表面會產(chǎn)生電荷積聚，當(dāng)時間增加電荷量積聚到 一定程度時，會破壞GIS設(shè)備內(nèi)部的絕緣性能。
[0003] 而在交直流電壓同時作用下，理論上只要有電壓過零點，對電荷的積聚情況會有 利。但目前還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)可以參照，只能通過試驗來驗證。對于試驗電源裝置，國內(nèi)還 沒有試驗機(jī)構(gòu)有同時發(fā)生高壓交直流電壓波形的試驗設(shè)備。由于柔性直流輸電技術(shù)在國內(nèi) 外剛剛發(fā)展，對GIS設(shè)備承受交直流疊加作用的應(yīng)用場合不多，未見有相關(guān)的試驗方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，針對上述GIS設(shè)備沒有承受交直流疊加作用的試驗方案和相應(yīng)試驗裝置 的問題，本實用新型提出一種GIS設(shè)備試驗裝置。
[0005] 其技術(shù)方案如下：
[0006] 一種GIS設(shè)備試驗裝置，包括GIS設(shè)備殼體，設(shè)置在所述GIS設(shè)備殼體中的三根導(dǎo) 體，所述導(dǎo)體上至少穿設(shè)有兩個絕緣子，與三根所述導(dǎo)體的端部電連接的交流電源，每根所 述導(dǎo)體與所述交流電源的一相對應(yīng)連接，通過所述交流電源給GIS設(shè)備中的導(dǎo)體施加高壓 交流電壓，以及與所述GIS設(shè)備外殼電連接的直流電源發(fā)生器，通過所述直流電源發(fā)生器 給GIS設(shè)備外殼施加高壓直流電壓。
[0007] 分別通過高壓交流電源給GIS設(shè)備中的導(dǎo)體施加交流電壓，通過高壓直流電源給 GIS設(shè)備外殼施加直流電壓，從而實現(xiàn)給GIS設(shè)備施加交直流疊加電壓，以測試GIS設(shè)備長 期耐受交直流電壓的能力，而無需研制特殊的試驗電源發(fā)生器和采用換流變壓器來給GIS 設(shè)備施加疊加的交直流電壓，既能利用現(xiàn)有的設(shè)備實現(xiàn)試驗又能降低試驗成本。同時避免 了電壓因為經(jīng)過換流變壓器后，波形發(fā)生畸變從而影響試驗結(jié)果準(zhǔn)確性的問題；另外也避 免了因采用相關(guān)試驗裝置（如特殊的試驗電源發(fā)生器）的研發(fā)制作工期長、費用高、方案的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差的問題。
[0008] 下面對其進(jìn)一步技術(shù)方案進(jìn)行說明：
[0009] 優(yōu)選的是，所述交流電源包括交流電源發(fā)生器，以及與所述交流電源發(fā)生器連接 的升壓變壓器，所述升壓變壓器與所述導(dǎo)體連接。因為GIS設(shè)備一般應(yīng)用于高壓環(huán)境中，此 處利用交流電源發(fā)生器產(chǎn)生交流電，再利用升壓變壓器升高電壓，模擬高壓輸電時的環(huán)境 進(jìn)行試驗。
[0010] 優(yōu)選的是，所述絕緣子為三相絕緣子，所述三相絕緣子上設(shè)置有三個安裝孔，每根 所述導(dǎo)體穿過一個所述安裝孔。三根導(dǎo)體同時穿過一個三相絕緣子，試驗裝置能測試在這 種情況下，GIS設(shè)備中的三相絕緣子在耐受交直流疊加電壓作用下的電荷聚積情況，檢測其 絕緣性能。
[0011] 優(yōu)選的是，其中至少一根所述導(dǎo)體具有延伸段，所述延伸段上至少穿設(shè)有一個單 相絕緣子。多根導(dǎo)體中的至少一根延伸穿過一個單相絕緣子，試驗裝置能測試在這種情況 下，GIS設(shè)備中的單相絕緣子在耐受交直流疊加電壓作用下的電荷聚積情況，能同時檢測穿 設(shè)在相同的導(dǎo)體上的三相絕緣子和單相絕緣子的絕緣性能。
[0012] 優(yōu)選的是，所述絕緣子為單相絕緣子，每根所述導(dǎo)體上至少穿設(shè)有兩個所述單相 絕緣子。在這種情況下，各根導(dǎo)體設(shè)置在不同的空間中，每根導(dǎo)體的至少兩個部位上分別 穿設(shè)一根單相絕緣子，能檢測GIS設(shè)備中的單相絕緣子在耐受交直流疊加電壓作用下的的 電荷聚積情況，以檢測其絕緣性能。
[0013] 優(yōu)選的是,還包括絕緣座，所述絕緣座包括安設(shè)所述GIS設(shè)備殼體的安裝平臺，與 所述安裝平臺連接的多個絕緣支柱，以及與所述絕緣支柱連接的安裝底板。在一般情況下， GIS設(shè)備進(jìn)行試驗時需要接地，但是在本試驗方案中，GIS設(shè)備外殼連接有高壓直流電，因 此需要設(shè)計特殊的絕緣座將GIS設(shè)備與地隔離開，同時在試驗過程中，還必須采取必要的 安全措施，以保證試驗人員的安全。
[0014] 本實用新型具有如下突出的優(yōu)點：
[0015] 1、能夠利用現(xiàn)有試驗設(shè)備產(chǎn)生試驗所需的交直流疊加試驗電壓，保證試驗結(jié)果的 準(zhǔn)確性；
[0016] 2、避免研制和采購新的試驗設(shè)備，節(jié)省工期和費用；
[0017] 3、本試驗方案的通用性好，對于類似工況的試驗均可以采用這種試驗方案。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是本實用新型實施例中所述GIS設(shè)備試驗裝置的剖視示意圖；
[0019] 圖2是本實用新型實施例中所述GIS設(shè)備試驗裝置主剖視示意圖；
[0020] 圖3是本實用新型實施例中所述GIS設(shè)備試驗裝置左視示意圖。
[0021] 附圖標(biāo)記說明：
[0022] 100-GIS設(shè)備殼體，110-導(dǎo)體，120-三相絕緣子，130-單相絕緣子，200-絕緣座， 210-安裝平臺，220-絕緣支柱，230-安裝底板，300-交流電源，400-直流電源。

【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0024] 如圖1至圖3所示，一種GIS設(shè)備試驗裝置，包括GIS設(shè)備殼體100,設(shè)置在GIS設(shè) 備殼體100中的三根導(dǎo)體110,導(dǎo)體110上至少穿設(shè)有兩個盆式絕緣子，與三根導(dǎo)體110的 端部電連接的交流電源300,每根導(dǎo)體110與交流電源300的一相對應(yīng)連接，以及與GIS設(shè) 備外殼100電連接的直流電源400。
[0025] 分別通過高壓交流電源300給GIS設(shè)備中的導(dǎo)體110施加交流電壓，通過高壓直 流電源300給GIS設(shè)備外殼100施加直流電壓，從而實現(xiàn)給GIS設(shè)備中與導(dǎo)體110連接的盆 式絕緣子施加交直流疊加電壓的目的，以測試GIS設(shè)備長期耐受交直流電壓的能力，而無 需研制特殊的試驗電源發(fā)生器和采用換流變壓器來給GIS設(shè)備施加疊加的交直流電壓，既 能利用現(xiàn)有的設(shè)備實現(xiàn)試驗又能降低試驗成本。同時避免了電壓因為經(jīng)過換流變壓器后， 波形發(fā)生畸變從而影響試驗結(jié)果準(zhǔn)確性的問題；另外也避免了相關(guān)試驗裝置（如特殊的試 驗電源發(fā)生器）的研發(fā)制作工期長、費用高、方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較差的問題。
[0026] 在一種情況下，各根導(dǎo)體110設(shè)置在不同的GIS設(shè)備殼體100空間中，每根導(dǎo)體 110在至少兩處（該部位一般靠近導(dǎo)體110的端部位置）分別穿設(shè)一個單相絕緣子130 (均 為盆式絕緣子），每根導(dǎo)體110穿過該單相絕緣子130的中心位置處，這樣使電壓在絕緣子 上作用更合理均勻。且兩個單相絕緣子130之間形成一個封閉空間，該空間中充有絕緣氣 體，形成絕緣隔離保護(hù)空間。在這種情況下，通過對在不同的空間中的單根導(dǎo)體110上穿設(shè) 的單相絕緣子130施加交直流電壓，能檢測GIS設(shè)備中的單相絕緣子130在長期耐受交直 流疊加電壓作用下的電荷積聚情況，以檢測其絕緣性能。
[0027] 在第二種情況下，絕緣子為三相絕緣子120,該三相絕緣子120上設(shè)置有三個安裝 孔，該三個安裝孔在三相絕緣子120上均勻布置，每根導(dǎo)體110穿過一個安裝孔，使每根導(dǎo) 體110受到的作用電壓更均勻合理，三根導(dǎo)體110設(shè)置在GIS設(shè)備殼體100中的同一個空 間中。疊加的交直流電施加在多根導(dǎo)體110同時穿過的三相絕緣子120上，試驗裝置能測 試在這種情況下，GIS設(shè)備中的三相絕緣子120在長期耐受交直流疊加電壓作用下的電荷 積聚情況，檢測其絕緣性能。
[0028] 還有一種情況即GIS設(shè)備同時具有單根導(dǎo)體安裝空間，和多根（即三根）導(dǎo)體安 裝空間時的情形，即在第二種情況的基礎(chǔ)上，三根導(dǎo)體110其中至少一根導(dǎo)體110具有延伸 段，該延伸段上至少在一個部位（一般靠近端部位置）處穿設(shè)有單相絕緣子130。在這種情 況下，試驗裝置不僅能測試GIS設(shè)備中的單相絕緣子130在長期耐受交直流疊加電壓作用 下的電荷積聚情況，還能檢測GIS設(shè)備中的多相絕緣子120在長期耐受交直流疊加電壓作 用下的電荷積聚情況，即能同時檢測穿設(shè)在相同的導(dǎo)體110上的多相絕緣子120和單相絕 緣子130的絕緣性能。
[0029] 該GIS設(shè)備試驗裝置還包括絕緣座200,該絕緣座200包括安設(shè)GIS設(shè)備殼體100 的安裝平臺210,與安裝平臺210連接的多個絕緣支柱220,以及與絕緣支柱220連接的安 裝底板230,通過安裝底板230將整個裝置固定在地面上。在一般情況下，GIS設(shè)備進(jìn)行試 驗時需要接地，但是在本試驗方案中，GIS設(shè)備外殼100連接有高壓直流電，因此需要設(shè)計 絕緣座將GIS設(shè)備與地隔離開，同時在試驗過程中，還必須采取必要的安全措施，以保證試 驗人員的安全。
[0030] 本實用新型還提出一種GIS設(shè)備試驗方法，包括如下步驟：
[0031] 試驗進(jìn)行前，將GIS設(shè)備安裝在絕緣座200上。高壓試驗時，要使試驗裝置設(shè)備與 地面絕緣，以保障試驗人員的人身安全；
[0032] 然后，給GIS設(shè)備中的導(dǎo)體110施加交流電壓，給GIS設(shè)備殼體100施加直流電壓。 即直接通過現(xiàn)有的交流電源300給GIS設(shè)備中的導(dǎo)體110施加高壓交流電，直接通過現(xiàn)有 的直流電源400給GIS設(shè)備殼體100施加高壓直流電。具體是通過交流電源發(fā)生器和升壓 變壓器給GIS設(shè)備中的導(dǎo)體110施加高壓交流電壓，即可對與導(dǎo)體110連接的盆式絕緣子 (包括單相絕緣子130和三相絕緣子120)施加交流電壓，同時通過直流電源發(fā)生器給GIS 設(shè)備外殼100施加高壓直流電壓，即可對與GIS設(shè)備外殼100和導(dǎo)體110連接的盆式絕緣 子施加直流電壓，從而實現(xiàn)對盆式絕緣子疊加施加交流電和直流電。這里均是利用現(xiàn)有的 交流電源和直流電源進(jìn)行試驗，不需要另外設(shè)計特殊的電源裝置；
[0033] 使用試驗儀器檢測GIS設(shè)備中的盆式絕緣子（包括單相絕緣子130和三相絕緣子 120)表面的電荷積聚量。在對GIS設(shè)備施加疊加的交流電壓和直流電壓后，利用試驗儀器 觀察GIS設(shè)備中的絕緣子表面的電荷積聚量，以觀測其長期耐受高壓交直流電壓時的絕緣 性能。
[0034] 在試驗?zāi)┢冢oGIS設(shè)備施加沖擊電壓。通過最后施加沖擊電壓，可檢查GIS設(shè)備 內(nèi)部的絕緣性能有沒有遭受破壞。
[0035] 具體地，選擇在GIS設(shè)備上施加交流166kV電壓并疊加直流14kV電壓為例來介紹 本實用新型方案，電壓大小對本試驗方案沒有影響，僅僅以該等級電壓做介紹。對三根導(dǎo)體 施加166kV的交流電壓（線電壓），即對單相導(dǎo)體施加95kV的交流電壓，同時在GIS設(shè)備的 殼體上施加14kV的直流電壓，通過利用試驗儀器觀察盆式絕緣子（包括單相絕緣子130和 三相絕緣子120)表面的電荷積聚量，檢測其在長期交直流電疊加作用下的絕緣性能，發(fā)現(xiàn) 這樣對于試驗所要檢測的盆式絕緣子，就等效施加了 95kV的交流電壓疊加14kV的直流電 壓，達(dá)到了試驗?zāi)康?。即可通過本試驗方案驗證理論上認(rèn)為的在交直流電壓同時作用下，只 要有電壓（此處為交直流疊加電壓）過零點，盆式絕緣子上的電荷積聚情況會對其絕緣性 能比較有利的情況。
[0036] 以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)， 但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬 于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種GIS設(shè)備試驗裝置，其特征在于，包括GIS設(shè)備殼體，設(shè)置在所述GIS設(shè)備殼體 中的三根導(dǎo)體，所述導(dǎo)體上穿設(shè)有至少兩個絕緣子，與三根所述導(dǎo)體的端部電連接的交流 電源，每根所述導(dǎo)體與所述交流電源的一相對應(yīng)連接，通過所述交流電源給GIS設(shè)備中的 導(dǎo)體施加高壓交流電壓，以及與所述GIS設(shè)備外殼電連接的直流電源發(fā)生器，通過所述直 流電源發(fā)生器給GIS設(shè)備外殼施加高壓直流電壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GIS設(shè)備試驗裝置，其特征在于，所述交流電源包括交流電源 發(fā)生器，以及與所述交流電源發(fā)生器連接的升壓變壓器，所述升壓變壓器與所述導(dǎo)體連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GIS設(shè)備試驗裝置，其特征在于，所述絕緣子為三相絕緣子， 所述三相絕緣子上設(shè)置有三個安裝孔，每根所述導(dǎo)體穿過一個所述安裝孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的GIS設(shè)備試驗裝置，其特征在于，其中至少一根所述導(dǎo)體具有 延伸段，所述延伸段上至少穿設(shè)有一個單相絕緣子。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的GIS設(shè)備試驗裝置，其特征在于，所述絕緣子為單相絕緣子， 每根所述導(dǎo)體上至少穿設(shè)有兩個所述單相絕緣子。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的GIS設(shè)備試驗裝置，其特征在于，還包括絕緣座， 所述絕緣座包括安設(shè)所述GIS設(shè)備殼體的安裝平臺，與所述安裝平臺連接的多個絕緣支 柱，以及與所述絕緣支柱連接的安裝底板。
【文檔編號】G01R31/12GK203870201SQ201420198122
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】周敏, 賀艷芝, 陳冰, 張勁松, 馮曉東, 朱海華, 李扶中, 郭金川, 王宏斌 申請人:中國能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計研究院