一種直流氣體絕緣電氣設備局部放電分解模擬實驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種直流氣體絕緣電氣設備局部放電分解模擬實驗裝置，屬于直流氣體絕緣電氣設備絕緣狀態在線監測技術領域。包括：直流電源系統(包括調壓控制臺、試驗變壓器、保護電阻、電容分壓器、高壓整流硅堆燈)；氣體放電密閉氣室；檢測系統(包括脈沖電流檢測系統和氣相色譜質譜檢測系統)；典型絕緣缺陷物理模型(包括金屬突出物、自由金屬微粒、絕緣子金屬污染以及絕緣子氣隙等絕緣缺陷模型)。本發明專利技術能有效地模擬直流氣體絕緣電氣設備內部典型絕緣PD故障以及SF6在典型絕緣缺陷PD作用下的分解過程，為系統研究直流PD特性和SF6直流PD分解特性及分解機理奠定了堅實基礎。本發明專利技術可廣泛用于直流氣體絕緣電氣設備局部放電的模擬。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于六氟化硫(SF6)氣體絕緣電氣設備的絕緣狀態在線監測
，具體涉及一種直流氣體絕緣電氣設備局部放電分解模擬實驗裝置。
技術介紹
由于六氟化硫(SF6)具有優良的絕緣和滅弧性能，使得以SF6作為絕緣介質的SF 6氣體絕緣電氣設備具有絕緣強度高、可靠性高、占地面積小及維護工作量小等優點，因而愈來愈廣泛地應用于高壓和超/特高壓輸變電領域中。但SF6氣體絕緣電氣設備在制造、裝配和運行過程中無法避免地會出現一些絕緣缺陷，這些絕緣缺陷在長期運行過程中會逐漸劣化，當達到一定程度時會導致設備內部發生PD，在H)作用下3匕氣體會發生分解，并與SF6氣體中不可避免含有的微量空氣和水分等雜質，發生反應生成如S0F2、SO2F2, SOF4, SO2, CF4,co2、hf、h2s等產物，這些生成物會進一步加劇絕緣缺陷的劣化，從而使設備的整體絕緣性能降低，危及設備的安全運行。因此，十分有必要對3匕氣體絕緣電氣設備的早期絕緣狀況進行有效的評估和預警。然而，由于SF6氣體絕緣電氣設備是全封閉組合式結構，故其故障定位和檢修工作的執行相較傳統的敞開式設備而言非常困難，且一旦發生事故，停電檢修時間會更長、停電范圍也會更廣，因而也會帶來更大的經濟損失。SF6氣體絕緣電氣設備內部的絕緣缺陷引發的H)—方面是絕緣發生劣化的主要原因，另一方面也是反映氣體絕緣電氣設備內部絕緣狀態的特征量。因此，可以對SF6氣體絕緣電氣設備中ro展開在線監測以及時發現其中一些潛在的絕緣缺陷。目前用來檢測SF6電氣設備ro的方法主要有脈沖電流法、超聲波法、超高頻法和SF6分解組分分析法等。可通過各種檢測方法對氣體絕緣電氣設備內部ro進行監測，得到各種檢測方法下的特征量與ro的關系，提取出能夠表征ro的特征量，完善3?6在ro下的分解理論，為實現sf 6氣體絕緣電氣設備的狀態監測和故障診斷提供科學的理論依據。所以研制3匕氣體絕緣電氣設備ro分解的模擬裝置，對于3匕氣體絕緣電氣設備的狀態監測和故障診斷以避免大停電事故及保證電力系統安全運行具有深遠的意義。目前國內外在SF6氣體絕緣電氣設備ro在線監測的研究主要集中在交流條件下，現有的SF6氣體絕緣電氣設備故障的模擬實驗裝置，如專利號為ZL2007100784930的“六氟化硫放電分解組分分析系統及其使用方法”專利，也只針對交流條件下3匕氣體絕緣電氣設備ro的模擬實驗，不能進行直流條件下的ro實驗。國際上關于直流氣體絕緣電氣設備包括直流GIL、直流GIS的研究始于19世紀60年代，在70年代直流GIL就在全世界范圍內得到應用。隨著特高壓直流輸電工程的發展，直流3匕氣體絕緣電氣設備以其特有的優勢也必將在電力系統中得到愈來愈廣泛地應用。因而研究直流條件下SF6TO的分解特性對于完善SF6TO分解理論具有重要的意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有的SF6氣體絕緣電氣設備的故障模擬實驗裝置的不足，提供一種SF6氣體絕緣電氣設備在直流條件下ro的模擬裝置，其能在實驗室中模擬直流條件下3匕氣體絕緣電氣設備內不同絕緣缺陷模型引發ro的情況，并獲取不同條件下的分解氣體組分及其含量等特征量，為直流SF6氣體絕緣電氣設備在線監測和絕緣狀態評估打下實驗基礎。本專利技術的技術方案是:—種直流氣體絕緣電氣設備局部放電分解模擬實驗裝置，其特征在于，包括:一直流施壓系統:具體包括調壓控制臺、試驗變壓器、保護電阻、電容分壓器、高壓整流硅堆、濾波電容、電阻分壓器及隔離電阻；調壓控制臺的輸入端通過導線與220V/50HZ的市電連接，其輸出端通過導線連接到試驗變壓器的輸入端，試驗變壓器的輸出端通過導線連接保護電阻之后并聯所述的電容分壓器，用來實時監測試驗變壓器輸出端的電壓值；電容分壓器的兩端并接在由四個所述的高壓整流硅堆組成的整流橋的兩個橋臂上，高壓硅堆整流橋輸出端并接一個濾波電容，濾波電容的輸出端通過導線連接電阻分壓器的輸入端，電阻分壓器的高壓端通過導線串接一個隔離電阻這樣就構成了直流施壓系統；所述的直流施壓系統的輸出端通過導線與氣體放電室相連，為放置在氣體放電室9內部的模擬絕緣缺陷模型電極發生H)時，向其提供可以連續調節的直流電壓；一氣體放電室:直流施壓系統的輸出端通過導線與氣體放電室相連，為放置在氣體放電室內部的模擬絕緣缺陷模型電極發生ro時，向其提供可以連續調節的直流電壓；一檢測系統:包括脈沖電流檢測系統和氣相色譜質譜檢測系統兩部分；所述的脈沖電流檢測系統采用IEC60270并聯檢測法，由所述的氣體放電室的高壓端引出導線連接到所述耦合電容的高壓端，所述耦合電容的低壓端通過導線連接所述檢測阻抗脈沖信號通過所述檢測阻抗放大輸入到數字存儲示波器中，用以監視氣體放電室中發生的PD，并記錄ro脈沖信號的幅值；所述的氣相色譜質譜檢測系統通過特氟龍導氣管連接到氣體放電室9缸體的采樣口上，用以檢測出PPbv級的S02F2、SOF2, CO2, CF4, H2S, CS2, S02# SF 6氣體的各種分解氣體產物的含量；一絕緣缺陷模型:包括至少四種絕緣缺陷模型，分別為金屬突出物絕緣缺陷模型、自由金屬微粒絕緣缺陷模型、絕緣子金屬污染絕緣缺陷模型以及絕緣子氣隙絕緣缺陷模型。在上述的一種直流氣體絕緣電氣設備局部放電分解模擬實驗裝置，所述的氣體放電室主要由不銹鋼缸體、橢圓形頂蓋、高壓套管、高壓導桿、法蘭、螺釘、真空壓力表球閥和真空壓力表、真空栗球閥和真空栗、進樣球閥和進樣口、支撐腳、接地導電桿、絕緣缺陷、采樣球閥、采樣口及石英觀察窗構成；所述的不銹鋼缸體的形狀為內徑為50cm、厚度為1.0cm、高度為60cm的圓柱體，兩端采用橢圓形封頭結構；所述的不銹鋼缸體最高可以承受5個大氣壓；所述的不銹鋼缸體的頂端封口為可方便拆卸的橢圓形頂蓋，在所述的不銹鋼缸體上端開口處固接一直徑為55cm、厚度為1.0cm的不銹鋼材質的法蘭，采用矩形密封槽配合ο形橡膠圈密封結構，并使用15根螺桿直徑為15_的螺釘提供足夠的壓緊力將直徑為55cm、厚度為1.2cm的不銹鋼材質的頂蓋固定在所述的不銹鋼缸體的法蘭上以保證缸體的密封性；在所述的橢圓形頂蓋中心處設置一個孔徑為20cm的通孔，所述高壓導桿和法蘭與所述的聚四氟乙烯高壓套管一次性封裝成形從頂蓋的通孔深入到缸體內部，通過法蘭將頂蓋的通孔密封；在所述的不銹鋼缸體底端中心處設置一個15mm的通孔，接地導電桿穿過該通孔并密封固定在所述的不銹鋼缸體底部；所述接地導電桿伸出缸體的一端通過銅編帶接地，其伸入缸體內部的一端及高壓導電桿伸入缸體內部的一端均采用螺紋總長為20_，螺距為Imm的螺紋結構與所述的絕緣缺陷電極連接以調節電極之間的距離；在所述的不銹鋼缸體的一側壁的中部設置一孔徑為2cm的通孔；該通孔連通一根不銹鋼管，所述的真空壓力表通過真空壓力球閥接在不銹鋼管上用以監測和顯示缸體內部真空度和氣壓大小，同樣的不銹鋼管上面再接一個進樣球閥，該進樣球閥另一端進樣口通過特氟龍導氣管與SF6當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種直流氣體絕緣電氣設備局部放電分解模擬實驗裝置，其特征在于，包括：一直流施壓系統：具體包括調壓控制臺、試驗變壓器、保護電阻、電容分壓器、高壓整流硅堆、濾波電容、電阻分壓器及隔離電阻；調壓控制臺的輸入端通過導線與220V/50Hz的市電連接，其輸出端通過導線連接到試驗變壓器的輸入端，試驗變壓器的輸出端通過導線連接保護電阻之后并聯所述的電容分壓器，用來實時監測試驗變壓器輸出端的電壓值；電容分壓器的兩端并接在由四個所述的高壓整流硅堆組成的整流橋的兩個橋臂上，高壓硅堆整流橋輸出端并接一個濾波電容，濾波電容的輸出端通過導線連接電阻分壓器的輸入端，電阻分壓器的高壓端通過導線串接一個隔離電阻這樣就構成了直流施壓系統；所述的直流施壓系統的輸出端通過導線與氣體放電室相連，為放置在氣體放電室9內部的模擬絕緣缺陷模型電極發生PD時，向其提供可以連續調節的直流電壓；一氣體放電室：直流施壓系統的輸出端通過導線與氣體放電室相連，為放置在氣體放電室內部的模擬絕緣缺陷模型電極發生PD時，向其提供可以連續調節的直流電壓；一檢測系統：包括脈沖電流檢測系統和氣相色譜質譜檢測系統兩部分；所述的脈沖電流檢測系統采用IEC60270并聯檢測法，由所述的氣體放電室的高壓端引出導線連接到所述耦合電容的高壓端，所述耦合電容的低壓端通過導線連接所述檢測阻抗；PD脈沖信號通過所述檢測阻抗放大輸入到數字存儲示波器中，用以監視氣體放電室中發生的PD，并記錄PD脈沖信號的幅值；所述的氣相色譜質譜檢測系統通過特氟龍導氣管連接到氣體放電室9缸體的采樣口上，用以檢測出ppbv級的SO2F2、SOF2、CO2、CF4、H2S、CS2、SO2等SF6氣體的各種分解氣體產物的含量；一絕緣缺陷模型：包括至少四種絕緣缺陷模型，分別為金屬突出物絕緣缺陷模型、自由金屬微粒絕緣缺陷模型、絕緣子金屬污染絕緣缺陷模型以及絕緣子氣隙絕緣缺陷模型。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曾福平，唐炬，張曉星，佘新，張潮海，姚強，苗玉龍，程林，楊景剛，杜修明，蔡煒，
申請(專利權)人：武漢大學，國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司，國網重慶市電力公司電力科學研究院，江蘇省電力試驗研究院有限公司，國網山東省電力公司，三峽大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42