[發明專利]應用于電氣設備的絕緣氣體絕緣性能實驗系統及其方法

有效

• 申請號: 201410122442.3
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103913682A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 張曉星;唐炬;韓曄飛;肖淞
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

技術領域

本發明屬于高電壓新氣體絕緣材料領域，具體涉及應用于電氣設備的新型絕緣氣體絕緣性能的實驗系統及其方法。

背景技術

SF₆氣體具有良好的絕緣和滅弧性能，被廣泛的用于氣體絕緣組合電器（GIS）和氣體斷路器（GCB）等高壓電力設備中。然而SF₆作為一種對大氣環境有很大危害的溫室效應氣體，其溫室效應潛在值（GWP）是CO₂的23900倍，且在大氣中壽命約3200年，對全球變暖有累積效應，因此聯合國氣候變化公約締約方在1997年簽訂的《京都議定書》中，將SF₆氣體列為六種限制性使用的溫室氣體之一，要求到2020年基本限制SF₆氣體的使用。國內外學者進行了大量的研究，希望尋找一種環境友好的SF₆的替代氣體作為電氣設備中的新介質。鑒于日益迫切的環保的要求，對SF₆替代氣體的研究具有重要意義。

作為SF₆的替代氣體，要求環境友好，并且絕緣性能超過SF₆氣體或與SF₆氣體相比擬。有潛力替代SF₆的氣體包括一些含有F原子的電負性氣體，如八氟環丁烷(c-C₄F₈)、全氟丙烷(C₃F₈)、六氟乙烷(C₂F₆)、三氟碘甲烷（CF₃I）等。對替代氣體絕緣性能的研究必須考慮工程實際，通過模擬真實GIS中固體突出物缺陷、自由金屬微粒缺陷、絕緣子污穢缺陷、絕緣子氣隙缺陷，在工頻、直流、沖擊電壓下對替代氣體的絕緣性能進行研究，并與相同條件下的SF₆氣體絕緣性能相比較，得到替代氣體全方位的絕緣性能信息。

現有的電氣設備氣體絕緣性能實驗裝置，如專利申請號為201210089955X的“絕緣氣體局部放電分解組分多區域檢測系統及其方法”專利，該專利公開的系統主要包括調壓器、隔離變壓器、無暈試驗變壓器、無局部放電保護電阻、電容分壓器、絕緣氣體放電分解裝置、超高頻天線、無感檢測阻抗、耦合電容、高速數字存儲示波器和氣質聯用儀等。其中絕緣氣體放電分解裝置由不銹鋼蓋板和玻璃罐體組成，采用針-板電極模擬真實GIS中固體突出物缺陷。該專利存在的缺點：1）懸浮電位放電問題，當試驗電壓較高，絕緣氣體放電分解裝置的高壓導電桿與不銹鋼蓋板之間先于裝置內部的電極發生放電，使得實驗無法進行；2）不能精確調節絕緣氣體分解裝置中針-板電極的距離，通過高壓導電桿的伸縮實現針-板電極距離調節，距離調節不易實現且不夠精確；3）不能有效地模擬真實GIS，絕緣氣體分解裝置耐壓僅為0.4MPa，而真實GIS耐壓為0.4-0.6MPa，充入的氣壓通常為0.5MPa；4）絕緣氣體放電分解裝置罐體容積較大，耗費氣體，替代氣體的價格相對較高，如CF₃I氣體的價格是同條件下SF₆氣體的10倍，每次試驗耗費大量的氣體。為了有效的模擬真實GIS的各種缺陷，更加精確地得到SF₆及替代氣體在各種電壓類型下的絕緣性能數據，有必要對現有的絕緣氣體放電分解裝置進行多方面的改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于電氣設備的絕緣氣體絕緣性能實驗系統及其方法，可進行電氣設備中高低壓絕緣氣體的絕緣性能實驗，也能有效的模擬真實GIS的各種缺陷，得到不同缺陷、不同混合比、不同氣壓下各種替代氣體及其混合氣體的絕緣性能，并與相同實驗條件下SF6氣體進行對比，為替代SF6氣體提供實驗依據。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種應用于電氣設備的絕緣氣體絕緣性能實驗系統，該系統包括高壓電發生裝置、測量裝置和絕緣氣體試驗裝置。

所述高壓電發生裝置包括調壓器、無暈試驗變壓器、無局放保護電阻、和耦合電容。所述調壓器的一次側通過導線與380V的市電連接，所述的調壓器的二次側通過電纜與所述的無暈試驗變壓器的一次側連接。所述耦合電容具有A、B兩個接線端。耦合電容的A接線端串聯無局放保護電阻后，與無暈試驗變壓器的二次側的高壓端連接。所述耦合電容的B接線端串聯無感檢測阻抗后，與無暈試驗變壓器的二次側的低壓端連接。所述無暈試驗變壓器的二次側的低壓端接地。