本發(fā)明涉及電流傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)：

1、油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧故障作為影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大安全隱患，其在發(fā)生時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的熱-力效應(yīng)，造成設(shè)備損壞，甚至引發(fā)爆炸事故，嚴(yán)重威脅周圍人員及建筑物的安全。

2、燃弧過程中，高溫電弧會(huì)迅速氣化分解其周圍的絕緣油，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量烴類混合氣體；而周圍絕緣油的膨脹惰性使得氣液兩相界面上產(chǎn)生巨大的壓力差，并以壓力波的形式向外傳播，殼體內(nèi)部壓力水平驟升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)爆炸事故。

3、因此，有必要評(píng)估油浸式電流互感器的防爆性能，以提升其內(nèi)部電弧故障防護(hù)能力。但油浸式電流互感器內(nèi)部電弧故障試驗(yàn)為破壞性試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)爆炸、著火、漏油、碎片飛逸等多種現(xiàn)象，且電流互感器價(jià)格昂貴，如采用實(shí)際電流互感器開展試驗(yàn)存在成本高、周期長、可重復(fù)性差等不足。

4、以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本申請(qǐng)的構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本申請(qǐng)的現(xiàn)有技術(shù)，也不必然會(huì)給出技術(shù)教導(dǎo)；在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本申請(qǐng)的申請(qǐng)日之前已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評(píng)價(jià)本申請(qǐng)的新穎性和創(chuàng)造性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種試驗(yàn)裝置，用于模擬油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧工況下，試驗(yàn)電流互感器殼體受到的壓力沖擊。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，包括電流互感器模擬裝置和電源模塊，其中，所述電流互感器模擬裝置包括：

4、殼體，其被配置為充入絕緣油；

5、第一固定電極和第二固定電極，兩者的一端分別固定在所述殼體的側(cè)壁上不同高度處并探出所述側(cè)壁，兩者的另一端水平延伸至所述殼體的中部；

6、第一測試電極的一端與所述第一固定電極的內(nèi)端固定連接，所述第一測試電極的另一端向下延伸；

7、第二測試電極的一端與所述第二固定電極的內(nèi)端固定連接，所述第二測試電極的另一端向上延伸；

8、所述第一測試電極的下端與所述第二測試電極的上端間隔預(yù)設(shè)的間隙距離；

9、所述第一固定電極、第二固定電極的探出所述殼體側(cè)壁的外端分別接入所述電源模塊的正極和負(fù)極。

10、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，所述電流互感器模擬裝置的殼體的上端設(shè)有金屬膨脹器；

11、所述金屬膨脹器上設(shè)有若干個(gè)泄壓孔，和/或，所述金屬膨脹器上方設(shè)有一泄壓蓋。

12、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，所述電流互感器模擬裝置的殼體上分布設(shè)置有多個(gè)壓力傳感器，其被配置為檢測燃弧階段其所安裝位置的壓力值。

13、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，所述電流互感器模擬裝置的殼體上設(shè)有注油口和出油口，其中，所述注油口的設(shè)置高度高于所述第一固定電極的設(shè)置高度。

14、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，所述第一固定電極與第二固定電極上下相對(duì)設(shè)置；

15、和/或，所述第一測試電極與所述第二測試電極上下相對(duì)且豎直設(shè)置；

16、和/或，所述第一測試電極與所述第一固定電極相垂直；

17、和/或，所述第二測試電極與所述第二固定電極相垂直。

18、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，所述電流互感器模擬裝置的殼體側(cè)壁上設(shè)有可視觀察窗，其被配置為視野范圍涵蓋所述所述第一測試電極、第二測試電極之間的間隙。

19、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，本發(fā)明提供的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置還包括用于罩設(shè)所述電流互感器模擬裝置的殼體的屏蔽罩，所述屏蔽罩為透明或者半透明結(jié)構(gòu)；

20、和/或，所述電流互感器模擬裝置的殼體采用金屬材料制成；

21、和/或，所述第一固定電極與第二固定電極為銅鎢合金電極；

22、和/或，所述第一測試電極與所述第二測試電極為銅鎢合金電極。

23、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，所述電源模塊包括高壓探頭、羅氏線圈及由電容、電感串聯(lián)形成的lc支路，所述高壓探頭被配置為測量燃弧過程的電弧弧壓；

24、所述lc支路穿過所述羅氏線圈，并與所述高壓探頭并聯(lián)連接，并聯(lián)后的一端被配置為與所述第一固定電極連接，并聯(lián)后的另一端被配置為與所述第二固定電極連接。

25、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)方法，包括以下步驟：

26、利用待試驗(yàn)的油浸式電流互感器的殼體制作如上所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置；

27、接通所述壓力特性模擬試驗(yàn)裝置的第一固定電極、第二固定電極與電源模塊，以高壓擊穿所述壓力特性模擬試驗(yàn)裝置的第一測試電極和第二測試電極；

28、利用不同位置處的壓力傳感器獲取在燃弧階段各個(gè)位置處的壓力值。

29、進(jìn)一步地，承前所述的任一技術(shù)方案或多個(gè)技術(shù)方案的組合，本發(fā)明提供的壓力特性模擬試驗(yàn)方法還包括：

30、利用所述電源模塊改變不同的短路電流以模擬不同的工況；

31、記錄在不同短路電流下的燃弧階段的所述壓力特性模擬試驗(yàn)裝置上各個(gè)位置處的壓力值。

32、本發(fā)明提供的技術(shù)方案帶來的有益效果如下：

33、a.設(shè)計(jì)試驗(yàn)裝置模擬油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧工況，采集電流互感器殼體受到的壓力沖擊，為后續(xù)評(píng)估油浸式電流互感器內(nèi)部壓力升及防爆性能提供參考；

34、b.在多次燃弧試驗(yàn)后獲得壓力數(shù)據(jù)，可以找到油浸式電流互感器發(fā)生內(nèi)部燃弧故障時(shí)壓力較大的薄弱地方，在這些地方設(shè)置泄壓裝置、隔爆閥或泄爆片，以保證設(shè)備的安全，提高防爆性能；

35、c.綜合考慮試驗(yàn)電源組的容量及試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)了小尺寸油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)裝置不僅可以順利完成試驗(yàn)任務(wù)，還可以降低試驗(yàn)成本；

36、d.本發(fā)明在試驗(yàn)過程中通過改變短路電流大小，定量分析油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性，彌補(bǔ)現(xiàn)有油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性試驗(yàn)的不足；

37、e.設(shè)置泄壓結(jié)構(gòu)和屏蔽罩，能保證試驗(yàn)過程的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括電流互感器模擬裝置(100)和電源模塊(200)，其中，所述電流互感器模擬裝置(100)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述電流互感器模擬裝置(100)的殼體(110)的上端設(shè)有金屬膨脹器(132)；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述電流互感器模擬裝置(100)的殼體(110)上分布設(shè)置有多個(gè)壓力傳感器(140)，其被配置為檢測燃弧階段其所安裝位置的壓力值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述電流互感器模擬裝置(100)的殼體(110)上設(shè)有注油口(152)和出油口(154)，其中，所述注油口(152)的設(shè)置高度高于所述第一固定電極(122)的設(shè)置高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述第一固定電極(122)與第二固定電極(124)上下相對(duì)設(shè)置；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述電流互感器模擬裝置(100)的殼體(110)側(cè)壁上設(shè)有可視觀察窗(160)，其被配置為視野范圍涵蓋所述所述第一測試電極(126)、第二測試電極(128)之間的間隙。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括用于罩設(shè)所述電流互感器模擬裝置(100)的殼體(110)的屏蔽罩(300)，所述屏蔽罩為透明或者半透明結(jié)構(gòu)；

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述電源模塊(200)包括高壓探頭(240)、羅氏線圈(230)及由電容(210)、電感(220)串聯(lián)形成的lc支路，所述高壓探頭(240)被配置為測量燃弧過程的電弧弧壓；

9.一種油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓力特性模擬試驗(yàn)方法，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧壓力特性模擬試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，試驗(yàn)裝置包括電流互感器模擬裝置和電源模塊，電流互感器模擬裝置包括：殼體，其被配置為充入絕緣油；兩個(gè)固定電極，兩者的一端分別固定在殼體的側(cè)壁上不同高度處并探出側(cè)壁，另一端水平延伸至殼體的中部；兩個(gè)測試電極，其一端與對(duì)應(yīng)的固定電極的內(nèi)端固定連接，另一端上下延伸以相互靠近；兩個(gè)測試電極的端間隔預(yù)設(shè)的間隙距離；第一固定電極、第二固定電極的探出殼體側(cè)壁的外端分別接入電源模塊的正極和負(fù)極。本發(fā)明的試驗(yàn)裝置模擬油浸式電流互感器內(nèi)部短路燃弧工況，采集電流互感器殼體受到的壓力沖擊，為后續(xù)評(píng)估油浸式電流互感器內(nèi)部壓力升及防爆性能提供參考。

技術(shù)研發(fā)人員：胡嘯宇,徐思恩,楊海濤,丁國成,高洋,吳細(xì)秀,吳士普,馮宇,張晨晨,黃偉民,吳興旺,馬凱,王璐伽,吳杰,謝一鳴,國偉輝,李強(qiáng),尹睿涵,田振寧,劉利,周明恩,劉翀
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)安徽省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30