[發明專利]氣體絕緣沖擊電壓發生器單元沖擊耐受特性試驗系統及方法

有效

• 申請號: 201410504490.9
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104360241A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 王康寧;蔡煒;晉濤;王天正;吳義華;凡勇;唐保國;楊罡;杜思思;房體友
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網山西省電力公司電力科學研究院;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

技術領域

本發明涉及高電壓試驗與絕緣技術領域，具體地指一種氣體絕緣沖擊電壓發生器單元沖擊耐受特性試驗系統及方法。

背景技術

由于SF6(六氟化硫)氣體具有良好電氣絕緣性能及滅弧性能等特點，已成熟應用于GIS(Gas?Insulated?Switchgear，氣體絕緣全封閉組合電器)、GIL(Gas-Insulated?Transmission?Line，氣體絕緣封閉輸電線路)等高壓設備，有效改善了上述設備內部結構，從而進行緊湊性設計，減小了上述設備體積。若沖擊電壓發生器等高壓試驗裝置采用密封式SF6氣體封閉絕緣結構，其體積和重量將大大減小，運輸及現場安裝的困難也迎刃而解。然而，沖擊電壓發生器具有沖擊電壓高、內部整體結構不對稱、元器件形狀不圓整的特點，絕緣支撐件及內部結構是否會在高電壓沖擊下發生沿面閃絡，氣體間隙絕緣是否會被擊穿，都將影響到沖擊電壓發生器的工作性能。此外，沖擊電壓發生器運行時會產生極不均勻電場，影響SF6氣體絕緣特性。因此，需要特定的試驗方法及系統，以測量并確定氣體間隙的安全絕緣距離范圍，進一步驗證沖擊電壓發生器的單元絕緣耐受特性。

近年來國內外基于SF6氣體絕緣沖擊特性做了諸多研究工作。如公開號為CN103605051A的發明專利給出的一種“沖擊電壓下局部放電試驗用氣體絕緣金屬尖端缺陷裝置”，其特征是：可調節導桿與上鋁極板通過螺紋連接，可以實現沖擊電壓下對GIS局放檢測，但沒有專門高壓引入設計，不適用于高電壓下沖擊試驗；公開號為CN103605053A的發明專利給出的一種“沖擊電壓下氣體絕緣組合電器局部放電試驗裝置及方法”，研究對象是內部電場較為均勻的GIS設備，并未考慮SF6在極不均勻電場條件下的氣體絕緣擊穿放電特性。實驗結果反映的情況不夠全面。

發明內容

本發明的目的就是要提供一種氣體絕緣沖擊電壓發生器單元沖擊耐受特性試驗系統及方法，該系統和方法能自動調節氣體間隙絕緣距離以及絕緣支撐結構的爬電距離，可以實現氣體絕緣狀態下對單元沖擊耐受特性的試驗測量。

為實現此目的，本發明所設計的一種氣體絕緣沖擊電壓發生器單元沖擊耐受特性試驗系統，其特征在于：它包括密封絕緣罐體、絕緣層、設置在密封絕緣罐體底板上的絕緣桿和第一升降油缸以及第二升降油缸、設置在絕緣層頂部的電容器、點火球隙和電阻、設置在密封絕緣罐體上的沖擊電壓引入套管、設置在密封絕緣罐體內側壁上的錐形分壓器，其中，所述第一升降油缸的缸體固定在密封絕緣罐體底板上，第一升降油缸活塞桿的頂部固定連接絕緣層，所述第二升降油缸的缸體固定在密封絕緣罐體底板上，所述沖擊電壓引入套管的輸出端連接高壓導電桿的一端，所述電容器、點火球隙和電阻串聯在高壓導電桿的另一端與絕緣桿頂端之間，所述絕緣桿上套有導電環，所述導電環與絕緣桿之間具有間隙，所述導電環通過絕緣支架連接第二升降油缸活塞桿的頂端，所述導電環接地，所述密封絕緣罐體上還開設有充氣取樣口，所述密封絕緣罐體也接地。

一種基于上述氣體絕緣沖擊電壓發生器單元沖擊耐受特性試驗系統的試驗方法，它包括如下步驟：

步驟1：第一升降油缸和第二升降油缸的活塞桿均收縮到最底端，通過充氣取樣口向密封絕緣罐體內充入六氟化硫氣體；

步驟2：通過沖擊電壓引入套管將沖擊電壓引入到由高壓導電桿、電容器、點火球隙、電阻、絕緣桿和導電環組成的回路中；

步驟3：增大沖擊電壓直到錐形分壓器的值降低到零或者從玻璃觀察窗中觀察到密封絕緣罐體內充入的六氟化硫氣體發生擊穿放電現象，記錄下此時的沖擊電壓值，該值即為導電環在絕緣桿頂端距離最遠處，以及電容器、點火球隙和電阻在密封絕緣罐體頂端距離最遠處的六氟化硫氣體擊穿電壓值；

步驟4：固定第一升降油缸的位置，確保電容器、點火球隙和電阻在距離密封絕緣罐體頂部的最遠處，調節第二升降油缸的活塞桿升起到各個不同的指定位置，按照上述步驟2和步驟3的方式獲得絕緣桿在不同爬電距離時的六氟化硫氣體擊穿電壓值；

步驟5：調節第二升降油缸，確保導電環在絕緣桿頂端，此時絕緣桿的爬電距離最大，調節第一升降油缸的活塞桿至各個不同的指定位置，按照上述步驟2和步驟3的方式獲得電容器、點火球隙和電阻處于不同指定位置時的六氟化硫氣體擊穿電壓值。

本發明與現有方案相比，實現了高電壓下沖擊試驗，并且，電容器、點火球隙、電阻和導電環的設置位置可以隨意調整，使得本發明的實驗結果能體現SF6在極不均勻電場條件下的氣體絕緣擊穿放電特性，彌補了現有技術中的空白。

總的來說本發明的絕緣距離可調，可施加高沖擊電壓，外界環境影響小，操作簡便。