沖擊電壓下局部放電試驗用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種沖擊電壓下局部放電試驗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，有機玻璃管設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)導桿與上鋁極板通過螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極通過螺桿聯(lián)接于導桿上，充放氣裝置安裝于下鋁極板的一側(cè)，通過其對圓柱體腔體進行充放氣。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系統(tǒng),縮短試驗時間、研究方便快捷。
【專利說明】沖擊電壓下局部放電試驗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系統(tǒng)，屬于氣體絕緣開關(guān)設備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體絕緣開關(guān)設備(Gas Insulated Switchgear, GIS)是特高壓電網(wǎng)中的重要組成設備之一，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、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、母線、電纜終端、進出線套管等優(yōu)化設計后分別裝在各自密封間中最后集中組裝在一個充以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:嚴重的安裝錯誤、導體之間接觸不良、高壓導體突出物、固定微粒、絕緣子缺陷、蒸氣等。
[0004]隨著我國電網(wǎng)電壓的提高，GIS (氣體絕緣組合電器)的現(xiàn)場沖擊試驗越來越得到重視，現(xiàn)場進行沖擊耐壓試驗的同時進行局部放電的檢測，可以有效提高GIS設備故障診斷的準確性。由于沖擊電壓下局部放電檢測目前還未有標準及公認的試驗方法，因此構(gòu)建沖擊電壓下GIS局部放電試驗裝置，研究相應的試驗方法，對于現(xiàn)場開展沖擊電壓下GIS局部放電的檢測及結(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)問題是針對現(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系統(tǒng)，可以實現(xiàn)沖擊電壓下對GIS局部放電進行檢測，有效提高GIS設備故障診斷的準確性。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種沖擊電壓下局部放電試驗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，有機玻璃管設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)導桿與上鋁極板通過螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極通過螺桿聯(lián)接于導桿上，充放氣裝置安裝于下鋁極板的一側(cè)，通過其對圓柱體腔體進行充放氣。
[0007]前述的沖擊電壓下局部放電試驗用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:有機玻璃管與上鋁極板之間、有機玻璃管與下鋁極板之間通過第一密封橡膠圈密封。
[0008]前述的沖擊電壓下局部放電試驗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)導桿之間通過第二密封橡膠圈密封。
[0009]前述的沖擊電壓下局部放電試驗用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:氣壓表通過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用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:尼龍強化拉桿聯(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處理器連接，分壓器的輸出端同時接入局部放電信號處理器，所述金屬尖端缺陷模型包括上鋁極板和下鋁極板，有機玻璃管設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)導桿與上鋁極板通過螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極通過螺桿聯(lián)接于導桿上，充放氣裝置安裝于下鋁極板的一側(cè)，通過其對圓柱體腔體進行充放氣。試驗時，在上鋁極板上施加沖擊電壓，下鋁極板通過銅排接地，接地銅排從高頻電流傳感器中間穿過，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向缺陷模型。
[0012]前述的沖擊電壓下局部放電試驗系統(tǒng)，其特征在于:所述局部放電信號處理器包括示波器，局部放電信號處理器I對特高頻傳感器、超聲波傳感器和高頻電流傳感器所測得的局部放電信號的進行對比分析，所述對比分析包括對比高頻電流信號、特高頻信號和超聲波信號的幅值、出現(xiàn)的一致性及相對外加電壓信號出現(xiàn)的位置，并進行干擾的抑制和有效信號的提取。
[0013]本發(fā)明所達到的有益效果: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系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，縮短試驗時間、研究方便快捷。
【專利附圖】

【附圖說明】
[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系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]符號說明:
上鋁極板I，下鋁極板2，透明有機玻璃筒3，尼龍強化拉桿4，可調(diào)節(jié)銅導桿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，局部放電信號處理器17。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[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)，透明有機玻璃筒3，尼龍強化拉桿4，可調(diào)節(jié)銅導桿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，有機玻璃管3設置于上鋁極板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)導桿5與上鋁極板I通過螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極6通過螺桿聯(lián)接于導桿5上，充放氣裝置7安裝于下鋁極板2的一側(cè)，通過其對圓柱體腔體進行充放氣。有機玻璃管3與上鋁極板I之間、有機玻璃管3與下鋁極板2之間通過第一密封橡膠圈8密封。上鋁極板I與可調(diào)節(jié)導桿5之間通過第二密封橡膠圈9密封。氣壓表11通過氣體管道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]本模型采用有機玻璃筒作為腔體，可有效進行特高頻信號的穿透；采用沖擊電壓發(fā)生器作為試驗電源，沖擊電壓波形符合IEC60060-3標準；腔體內(nèi)密封有5個大氣壓的SF6氣體；采用充放氣裝置7進行氣體的充放；采用氣壓表11進行氣壓的監(jiān)控；采用尼龍強化拉桿和密封橡膠圈進行氣體的密封。
[0021]其中上鋁極板1、下鋁極板2、有機玻璃管3組成圓柱體腔體；尼龍強化拉桿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)銅導桿5與上極板I以細密螺紋連接，可以精細調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸，另外銅導桿5由Icm-1Ocm不等的導桿單元組成，導桿單元之間可以任意組合，因此可以在Icm的量級進行粗調(diào)節(jié)；銅電極6以螺桿聯(lián)接于銅導桿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置于鋁極板與有機玻璃管間，密封橡膠圈9置于鋁極板與可調(diào)節(jié)銅導桿間，其作用為對圓柱體腔體內(nèi)的氣體起密封作用，使其氣壓可以達到GIS正常運行氣壓的0.45MPa^0.5MPa。圓柱體腔體，尺寸為OlSOmmX 150mm，該腔體的尺寸遠比正常的GIS小?？烧{(diào)節(jié)銅導桿(5)，通過兩種方式對導桿的長度進行調(diào)節(jié)，一種是通過導桿與極板I相連處的細密螺紋進行精細調(diào)節(jié)，另外還可以通過增減銅導桿單元改變導桿的長度進行粗調(diào)節(jié)。銅電極6，以螺紋聯(lián)接于導桿上，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處理器17連接，分壓器12的輸出端同時接入局部放電信`號處理器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，有機玻璃管3設置于上鋁極板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)導桿5與上鋁極板I通過螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極6通過螺桿聯(lián)接于導桿5上，充放氣裝置7安裝于下鋁極板2的一側(cè)，通過其對圓柱體腔體進行充放氣。
[0023]試驗時將模型的高壓部分接沖擊電壓發(fā)生器11，采用逐級升壓的方式對缺陷模型施加沖擊電壓，將通過分壓器12，高頻電流傳感器14，超聲波傳感器15和特高頻傳感器16得到的四路信號送入局部放電信號處理器17。
[0024]試驗電壓峰值為400kV，波形采用符合IEC60060-3標準的標準雷電沖擊、標準操作沖擊、振蕩型雷電沖擊和振蕩型操作沖擊四種電壓波形，試驗中從20kV開始，采用每20kV 一檔的逐級升壓方式進行電壓的施加。
[0025]局部放電信號處理器17通過同時記錄電流傳感器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和外加電壓信號，進行不同檢測方法下局部放電信號的對比分析，信號對比分析主要是對比脈沖電流信號、特高頻信號和超聲波信號的幅值、出現(xiàn)的一致性及相對外加電壓信號出現(xiàn)的位置，通過對比分析，一方面進行干擾的抑制和有效信號的提取，如進行干擾的抑制和有效信號的提取時，當脈沖電流信號檢測和特高頻檢測信號出現(xiàn)不一致情況時，特別是只檢測到脈沖電流信號而未檢測到特高頻信號和超聲波信號時，則應考慮是否存在外部干擾。另一方面為現(xiàn)場檢測中檢測方法的選取提供試驗數(shù)據(jù)，如比較三種檢測方法的靈敏程度、那種方法檢測到的幅值最大、現(xiàn)場實施的難易程度等，為現(xiàn)場沖擊電壓下局部放電的檢測提供最佳的檢測方法。
[0026]以上已以較佳實施例公開了本發(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)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種沖擊電壓下局部放電試驗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)，有機玻璃管(3)設置于上鋁極板(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)導桿(5)與上鋁極板(I)通過螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極(6)通過螺桿聯(lián)接于導桿(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用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:有機玻璃管(3)與上鋁極板(I)之間、有機玻璃管(3)與下鋁極板(2)之間通過第一密封橡膠圈(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)導桿(5)之間通過第二密封橡膠圈(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用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:氣壓表(11)通過氣體管道(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用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置，其特征在于:尼龍強化拉桿(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處理器(17)連接，分壓器(12)的輸出端同時接入局部放電信號處理器(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)，有機玻璃管(3)設置于上鋁極板(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)導桿(5)與上鋁極板(I)通過螺紋連接，調(diào)節(jié)內(nèi)部模擬缺陷的尺寸；金屬尖端電極(6)通過螺桿聯(lián)接于導桿(5)上，充放氣裝置(7)安裝于下鋁極板(2)的一側(cè)，下鋁極板通過銅排接地，接地銅排從高頻電流傳感器中間穿過，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系統(tǒng)，其特征在于:所述局部放電信號處理器(17)包括示波器，局部放電信號處理器(17)對特高頻傳感器(16)、超聲波傳感器(15)和高頻電流傳感器(14)所測得的局部放電信號的進行對比分析，所述對比分析包括對比高頻電流信號、特高頻信號和超聲波信號的幅值、出現(xiàn)的一致性及相對外加電壓信號出現(xiàn)的位置，并進行干擾的抑制和有效信號的提取。
【文檔編號】G01R1/02GK103605051SQ201310585738
【公開日】2014年2月26日 申請日期: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 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院