本實(shí)用新型專利技術(shù)公開了一種可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)，包括氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置、高低溫控制箱和溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置；氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電極、試驗(yàn)腔體、高壓套管和電極調(diào)節(jié)裝置，試驗(yàn)電極設(shè)置于試驗(yàn)腔體內(nèi)；試驗(yàn)腔體設(shè)置于高低溫控制箱內(nèi)，試驗(yàn)腔體上端與高壓套管下端連接，高低溫控制箱通過熱傳導(dǎo)的方式使試驗(yàn)腔體內(nèi)部的氣體與高低溫控制箱內(nèi)的溫度達(dá)成一致；進(jìn)行不同溫度、不同充氣壓強(qiáng)、不同電壓類型和電場(chǎng)不均勻度情況下的氣體絕緣性能試驗(yàn)，也能進(jìn)行混合氣體不同混合比例下的絕緣性能試驗(yàn)，與相同試驗(yàn)條件下不同氣體的絕緣性能進(jìn)行比較，為各種混合氣體及其替代氣體研究提供試驗(yàn)平臺(tái)及方法。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及電氣設(shè)備氣體絕緣材料
，具體涉及一種可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
SF6是一種強(qiáng)電負(fù)性氣體，作為絕緣和滅弧介質(zhì)已廣泛用于氣體絕緣組合電器(GIS)等電氣設(shè)備中。然而SF6是一種溫室效應(yīng)氣體，其溫室效應(yīng)系數(shù)(GWP)是CO2的23900倍，意味著每向大氣中排放1kgSF6氣體造成的溫室效應(yīng)相當(dāng)于排放23.5t CO2氣體；且SF6氣體在大氣中極難降解，壽命約3200年，對(duì)全球變暖具有累積效應(yīng)。出于環(huán)保考慮，聯(lián)合國(guó)氣候變化公約締約方于1997簽訂了《京都議定書》，將SF6列為6種限制使用的溫室氣體之一，并要求在2020年基本限制SF6氣體的使用。為找到新的氣體絕緣介質(zhì)替代純SF6，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究，目前研究較多的用于替代純SF6氣體的絕緣氣體有SF6/N2混合氣體、CF3I氣體、g3氣體等。SF6/N2混合氣體最初是為解決SF6氣體在低溫下易液化的問題而提出的，隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)比例低于30％低SF6比例的SF6/N2混合氣體具有較高的研究?jī)r(jià)值。目前含20％SF6的SF6/N2混合氣體已成功應(yīng)用于瑞士日內(nèi)瓦機(jī)場(chǎng)的氣體絕緣輸電管道(GIL)中，若不考慮混合氣體的滅弧性能，在GIS設(shè)備除斷路器和隔離開關(guān)的其它氣室中，低SF6比例的SF6/N2混合氣體具備極大的潛力替代純SF6，不僅可大量減少SF6的使用，而且可有效避免SF6氣體在低溫下的液化問題。同時(shí)，CF3I及一些新的氣體如g3氣體的絕緣性能也和SF6相當(dāng)，具備較高的研究?jī)r(jià)值。對(duì)混合氣體或替代氣體絕緣性能的研究必須要考慮工程實(shí)際問題，如混合氣體的最佳充氣壓強(qiáng)及混合比例，溫度的影響，工頻、直流、沖擊電壓下的絕緣性能，出現(xiàn)極不均勻電場(chǎng)情況下的絕緣性能和局放特性等一系列問題。并與相同情況下SF6氣體的絕緣性能進(jìn)行比較，綜合考慮多種因素的影響，全面評(píng)價(jià)SF6混合氣體或替代氣體的絕緣特性。目前，國(guó)內(nèi)外已有不少研究報(bào)道了充氣壓強(qiáng)、混合氣體的混合比例、電場(chǎng)不均勻度等多種因素對(duì)氣體絕緣介質(zhì)絕緣性能的影響。但是，國(guó)內(nèi)外目前還沒有關(guān)于SF6混合氣體或替代氣體在不同溫度尤其是低溫情況下的絕緣性能的研究報(bào)道。研究溫度對(duì)氣體絕緣性能的影響需要在現(xiàn)有的氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，提供可以調(diào)控并監(jiān)測(cè)氣室內(nèi)部溫度的試驗(yàn)系統(tǒng)及其方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)要解決的技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有的氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置，提供了一種可控 溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)，可進(jìn)行不同溫度、不同充氣壓強(qiáng)、不同電壓類型和電場(chǎng)不均勻度情況下的氣體絕緣性能試驗(yàn)，也能進(jìn)行混合氣體不同混合比例下的絕緣性能試驗(yàn)，與相同試驗(yàn)條件下不同氣體的絕緣性能進(jìn)行比較，為各種混合氣體及其替代氣體研究提供試驗(yàn)平臺(tái)及其方法。本技術(shù)為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)，包括氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置、高低溫控制箱和溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置；其中所述氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電極、試驗(yàn)腔體、高壓套管和電極調(diào)節(jié)裝置，試驗(yàn)電極設(shè)置于試驗(yàn)腔體內(nèi)，高壓套管下端穿過試驗(yàn)腔體與試驗(yàn)電極的一端接觸，電極調(diào)節(jié)裝置穿過試驗(yàn)腔體與試驗(yàn)電極的一端電極連接，整個(gè)試驗(yàn)腔體具備良好的氣密性，試驗(yàn)腔體上設(shè)有充/取氣口；試驗(yàn)腔體設(shè)置于高低溫控制箱內(nèi)，試驗(yàn)腔體上端設(shè)有接口，接口穿過高低溫控制箱的箱體上端，與高壓套管下端連接，高低溫控制箱通過熱傳導(dǎo)的方式使試驗(yàn)腔體內(nèi)部的氣體與高低溫控制箱內(nèi)的溫度達(dá)成一致，通過溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)試驗(yàn)腔體內(nèi)部氣體的溫度、壓強(qiáng)和密度。接上述技術(shù)方案，所述試驗(yàn)電極包括棒-板電極、球-板電極和板-板電極，在試驗(yàn)過程中選擇其中一種電極安裝，分別模擬極不均勻電場(chǎng)、稍不均勻電場(chǎng)和均勻電場(chǎng)的情況。接上述技術(shù)方案，所述電極調(diào)節(jié)裝置包括絕緣桿和支撐件，絕緣桿一端與試驗(yàn)電極的高壓端電極連接固定，絕緣桿另一端穿透試驗(yàn)腔體，通過螺紋與支撐件連接，支撐件固定于試驗(yàn)腔體外，通過旋轉(zhuǎn)絕緣桿帶動(dòng)試驗(yàn)電極的高壓端電極移動(dòng)，調(diào)節(jié)試驗(yàn)電極的兩端電極距離。接上述技術(shù)方案，所述試驗(yàn)腔體兩端設(shè)有密封蓋，一個(gè)密封蓋與試驗(yàn)電極的低壓端連接，另一個(gè)密封蓋與電機(jī)調(diào)節(jié)裝置連接，電機(jī)調(diào)節(jié)裝置與試驗(yàn)電極的高壓端連接。試驗(yàn)腔體底部設(shè)有底座，通過底座與高低溫控制箱連接，試驗(yàn)腔體上設(shè)有觀察窗，觀察窗設(shè)置于試驗(yàn)電極附近，所述充/取氣口設(shè)置于試驗(yàn)電極附近。所述高低溫控制箱包括制冷系統(tǒng)和制熱系統(tǒng)，提供-50℃～150℃寬溫度范圍內(nèi)的任意溫度，溫度誤差±0.1℃。試驗(yàn)腔體上端接口與高低溫控制箱之間設(shè)有隔熱固定件。高低溫控制箱的箱體側(cè)面設(shè)有出線口，用于溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置的線引出，高低溫控制箱的箱體底部采用不銹鋼材料制成，以滿足底部承重的要求。使用以上所述的可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟：1)將本系統(tǒng)接入相應(yīng)的高壓試驗(yàn)電路中，確保接地可靠，確保高壓試驗(yàn)電路中調(diào)壓器的 一次側(cè)不接入電源；2)對(duì)試驗(yàn)腔體抽真空；3)通過充/取氣口將試驗(yàn)氣體充入到試驗(yàn)腔體中，達(dá)到指定壓強(qiáng)；4)將高低溫控制箱接入電源，設(shè)定指定溫度，打開溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)試驗(yàn)腔體內(nèi)部氣體的溫度，待試驗(yàn)腔體內(nèi)部氣體溫度達(dá)到指定溫度后，關(guān)閉高低溫控制箱電源和溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置電源；5)將調(diào)壓器一次側(cè)接入電源，進(jìn)行特定溫度下的氣體絕緣性能試驗(yàn)。當(dāng)試驗(yàn)氣體為混合氣體時(shí)，所述步驟3)為：通過充/取氣口將不同成分的試驗(yàn)氣體依次充入到試驗(yàn)腔體中，在試驗(yàn)腔體內(nèi)進(jìn)行混合，達(dá)到指定壓強(qiáng)。本技術(shù)具有以下有益效果：1.電極調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)試驗(yàn)電極兩端電極的距離來改變電場(chǎng)強(qiáng)度，采用氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置與高低溫控制箱組合，并通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)腔體內(nèi)部氣體溫度的方式，保證了氣體絕緣性能試驗(yàn)溫度可控可調(diào)，可研究溫度這一關(guān)鍵因素對(duì)氣體絕緣性能的影響，可進(jìn)行不同溫度、不同充氣壓強(qiáng)、不同電壓類型和電場(chǎng)不均勻度情況下的氣體絕緣性能試驗(yàn)，也能進(jìn)行混合氣體不同混合比例下的絕緣性能試驗(yàn)，與相同試驗(yàn)條件下不同氣體的絕緣性能進(jìn)行比較，為各種混合氣體及其替代氣體研究提供試驗(yàn)平臺(tái)，利用本技術(shù)進(jìn)行氣體絕緣性能試驗(yàn)的試驗(yàn)結(jié)果具有較高的工程實(shí)用參考價(jià)值。2.試驗(yàn)電極包括棒-板電極、球-板電極和板-板電極，通過三種不同的電極，可研究電場(chǎng)不均勻度對(duì)氣體絕緣性能的影響。附圖說明圖1是本技術(shù)實(shí)施例中可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)實(shí)施例中試驗(yàn)腔體的側(cè)視圖；圖3是本技術(shù)實(shí)施例中球-板電極系統(tǒng)示意圖；圖4是本專利技術(shù)實(shí)施例中高壓試驗(yàn)電路示意圖；圖中，1-高低溫控制箱，2-高壓套管，3-電子器件插入處，4-密封嵌件，5-試驗(yàn)電極，6-電極調(diào)節(jié)裝置，7-支撐件，8-溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置，9-試驗(yàn)腔體，10-充/取氣口，11-左密封蓋，12-右密封蓋，13-觀察窗，14-絕緣桿，15-隔熱固定件，16-出線口，17-調(diào)壓器，18-隔離變壓器，19-試驗(yàn)變壓器，20-限流電阻，21-電容分壓器，22-電壓測(cè)量裝置。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。參照?qǐng)D1～圖4所示，本技術(shù)提供的一個(gè)實(shí)施例中的可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)， 包括氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置、高低溫控制箱1和溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置8，可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)通過高壓試驗(yàn)電路接入電源；其中所述氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置、高低溫控制箱和溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置；其中所述氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電極、試驗(yàn)腔體、高壓套管和電極調(diào)節(jié)裝置，試驗(yàn)電極設(shè)置于試驗(yàn)腔體內(nèi)，高壓套管下端穿過試驗(yàn)腔體與試驗(yàn)電極的一端接觸，電極調(diào)節(jié)裝置穿過試驗(yàn)腔體與試驗(yàn)電極的一端電極連接，整個(gè)試驗(yàn)腔體具備良好的氣密性，試驗(yàn)腔體上設(shè)有充/取氣口；試驗(yàn)腔體設(shè)置于高低溫控制箱內(nèi)，試驗(yàn)腔體上端設(shè)有接口，接口穿過高低溫控制箱的箱體上端，與高壓套管下端連接，高低溫控制箱通過熱傳導(dǎo)的方式使試驗(yàn)腔體內(nèi)部的氣體與高低溫控制箱內(nèi)的溫度達(dá)成一致，通過溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)試驗(yàn)腔體內(nèi)部氣體的溫度、壓強(qiáng)和密度。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置、高低溫控制箱和溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置；其中所述氣體絕緣性能試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)電極、試驗(yàn)腔體、高壓套管和電極調(diào)節(jié)裝置，試驗(yàn)電極設(shè)置于試驗(yàn)腔體內(nèi)，高壓套管下端穿過試驗(yàn)腔體與試驗(yàn)電極的一端接觸，電極調(diào)節(jié)裝置穿過試驗(yàn)腔體與試驗(yàn)電極的一端電極連接，整個(gè)試驗(yàn)腔體具備良好的氣密性，試驗(yàn)腔體上設(shè)有充/取氣口；試驗(yàn)腔體設(shè)置于高低溫控制箱內(nèi)，試驗(yàn)腔體上端設(shè)有接口，接口穿過高低溫控制箱的箱體上端，與高壓套管下端連接，高低溫控制箱通過熱傳導(dǎo)的方式使試驗(yàn)腔體內(nèi)部的氣體與高低溫控制箱內(nèi)的溫度達(dá)成一致，通過溫度及壓力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)試驗(yàn)腔體內(nèi)部氣體的溫度、壓強(qiáng)和密度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述試驗(yàn)電極包括棒-板電極、球-板電極和板-板電極，在試驗(yàn)過程中選擇其中一種電極安裝，分別模擬極不均勻電場(chǎng)、稍不均勻電場(chǎng)和均勻電場(chǎng)的情況。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控溫氣體絕緣性能試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述電極調(diào)節(jié)裝置包括絕緣桿和支撐件，絕緣桿一端與試驗(yàn)電極的高壓端電極連接固定，絕緣桿另一端穿透試驗(yàn)腔體，通過螺紋與支撐件連接，支撐件固定于試驗(yàn)腔體外，通過旋轉(zhuǎn)絕緣桿帶動(dòng)試驗(yàn)電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：覃兆宇，張潮海，周文俊，鄭宇，喬松松，史會(huì)軒，潘哲哲，史鑫，劉曉波，喬勝亞，喻劍輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國(guó)家電網(wǎng)公司，南京南瑞集團(tuán)公司，國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司，國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司，武漢大學(xué)，山東泰開高壓開關(guān)有限公司，
類型：新型
國(guó)別省市：北京;11
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