[發(fā)明專利]一種空氣間隙擊穿試驗臺及空氣間隙擊穿試驗方法

有效

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• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN104391233B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 耿江海;鐘正;姜爍;王博聞;周松松;劉云鵬;王平
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)(保定);國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;國網(wǎng)湖北省電力公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電氣設(shè)備中空氣間隙的絕緣水平測試領(lǐng)域，具體涉及一種空氣間隙擊穿試驗臺及空氣間隙擊穿試驗方法。

背景技術(shù)

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，局部地區(qū)空氣污染日益嚴(yán)重，20世紀(jì)90年代以來災(zāi)難性的電網(wǎng)大面積污閃事件在全國較大范圍內(nèi)頻頻發(fā)生，對電氣設(shè)備的外絕緣造成了較大的影響，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的安全運行。電氣設(shè)備的外絕緣包含絕緣子與空氣間隙，故空氣間隙的放電特性是決定電氣設(shè)備外絕緣水平的重要因素之一。

為了確保電氣設(shè)備在投運之后的安全性與經(jīng)濟性，在設(shè)備試驗階段都要對其存在的空氣間隙的絕緣水平進行試驗。電氣設(shè)備中很少有均勻電場的情況，但對高壓設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)中的不均勻電場還要區(qū)分兩種不同的情況，即稍不均勻電場和極不均勻電場，這兩種不均勻電場的放電特點是不同的。例如，全封閉組合電器(GIS)的母線筒即為典型的稍不均勻電場，稍不均勻電場的空氣間隙可以用球隙模擬。高壓輸電線之間的空氣絕緣和實驗室中高壓發(fā)生器的輸出端和墻的空氣絕緣則是極不均勻電場的典型實例，極不均勻電場的空氣間隙一般用棒-板。除此之外，可以用棒-棒空氣間隙來模擬均勻電場中的空氣間隙。

目前，空氣間隙擊穿試驗已經(jīng)取得了一定的成果。其中，用于模擬稍不均勻電場的測量球隙裝置比較成熟，可以利用電動伸縮桿來精確地調(diào)整球隙間的距離，同時對球間隙距離與球直徑的比值以及球桿、操作機構(gòu)、絕緣支撐、支撐構(gòu)架連接到被測電壓點的引線的尺寸與位置做出了規(guī)定。但是，現(xiàn)階段所用的測量球隙也存在一些不足之處。例如現(xiàn)有的測量球隙所用的球電極直徑都是固定，究其原因主要是現(xiàn)有裝置只利用電動伸縮桿來調(diào)節(jié)空氣間隙，行程較短，如改變球電極的直徑，可能會造成直徑與球隙的比值不滿足規(guī)定。目前為止，并沒有成熟的絕緣支撐裝置用于模擬極不均勻電場的棒-板空氣間隙以及模擬均勻電場棒-棒空氣間隙。實驗中只是簡單的將棒-板或棒-棒兩級固定在某個位置使其保持一定的空氣間隙距離，因此增大了棒-板或棒-棒空氣間隙擊穿試驗的不確定性，同時也使試驗操作更為繁雜，延長了試驗周期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提高空氣間隙擊穿實驗的適用性和穩(wěn)定性，將實驗操作簡單化，縮短試驗周期，提供了一種空氣間隙擊穿試驗臺及空氣間隙擊穿試驗方法。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

空氣間隙擊穿試驗臺的絕緣支架和升降臺固定在底座上。絕緣支架的表面呈螺紋狀，這樣一方面可以減小絕緣支架的尺寸，節(jié)省了絕緣材料，降低了成本；另一方面也可以增大絕緣支架表面的泄漏距離，減小絕緣支架的泄漏電流，使得試驗結(jié)果更為準(zhǔn)確。升降臺上安裝電動伸縮桿或板電極。電動伸縮桿的上部與棒電極或多種尺寸的球電極連接。電動伸縮桿正上方的絕緣支架上開有螺紋孔，所述螺紋孔連接棒電極或多種尺寸的球電極。測量球的標(biāo)準(zhǔn)球徑D為：2cm、5cm、6.25cm、10cm、12.5cm、15cm、25cm、50cm、75cm、100cm、150cm及200cm。絕緣支架的橫梁上固定有紅外測距儀，垂直向下發(fā)射紅外線。紅外測距儀的外層由絕緣材料包裹，防止其對支架泄漏距離造成影響。

試驗控制臺包含手動控制單元和電腦控制單元；手動控制單元與升降臺和電動伸縮桿連接，手動控制單元設(shè)有鑰匙開關(guān)、電源按鈕、紅外測距電源按鈕、報警燈和停止按鈕；電腦控制單元與紅外測距儀連接并計算空氣間隙距離，電腦控制單元上設(shè)有交互界面。

紅外測距儀所測距離為環(huán)氧樹脂支架橫梁下表面到升降臺的距離，所測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線輸入到電腦控制單元中。在電腦控制單元中，輸入上、下電極的長度，由紅外測距儀測得的距離減去上、下球電極的直徑或上、下棒電極的長度，電動伸縮桿上升的距離，得到當(dāng)前的空氣間隙距離。手動控制單元控制升降臺與電動伸縮桿的動作，配合紅外測距儀，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣間隙距離的粗、細(xì)調(diào)節(jié)，保證了間隙距離的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明所述絕緣支架的制作材料為環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明所述底座上還固定有肋板，肋板與絕緣支架固定。

本發(fā)明所述底座下方設(shè)有滑輪，方便空氣間隙擊穿試驗臺的整體移動。

本發(fā)明所述球電極的表面光滑、曲率均勻，材料為紫銅或黃銅。所述棒電極為圓柱型，放電端部呈圓錐狀。

本發(fā)明所述電動伸縮桿的底部為法蘭結(jié)構(gòu)，電動伸縮桿通過所述法蘭結(jié)構(gòu)固定于升降臺上，如需對電動伸縮桿拆卸，操作方便。

基于所述空氣間隙擊穿試驗臺的空氣間隙擊穿實驗方法，由以下步驟完成：

1)將所述空氣間隙擊穿試驗臺移動到開闊區(qū)域，根據(jù)所加電壓的等級保證安全距離；

2)將絕緣支架的底座以及試驗控制臺接地；