[發(fā)明專利]一種濕度、氣壓可解耦調(diào)節(jié)的先導(dǎo)放電試驗(yàn)系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107797043A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾嶸;莊池杰;馬昕雨;劉磊;王澤眾;廖一帆;羅兵
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心
• 主分類號: G01R31/16
• 分類號: G01R31/16
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種濕度、氣壓可解耦調(diào)節(jié)的先導(dǎo)放電試驗(yàn)系統(tǒng)，屬于空氣間隙先導(dǎo)放電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

空氣間隙放電研究對于電力系統(tǒng)外絕緣設(shè)計(jì)具有重要意義。在研究大氣濕度和氣壓參數(shù)對空氣間隙放電影響的過程中，常需要分別模擬不同的濕度和氣壓環(huán)境，對不同距離的間隙進(jìn)行模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)中氣壓跨度較大，從低氣壓到高氣壓(1kPa至800kPa)都有涉及，故試驗(yàn)設(shè)備需具有較大氣壓耐受范圍。且環(huán)境的空氣濕度會隨著氣壓的增加或減小而急劇增加或減小，如果常壓下空氣的相對濕度為50％左右，那么當(dāng)氣壓增加至兩個(gè)大氣壓時(shí)，相對濕度就會達(dá)到100％。氣壓和濕度的同時(shí)變化，使得試驗(yàn)無法做到控制單一變量。所以，模擬試驗(yàn)中必須使?jié)穸群蜌鈮航怦睢?/p>

先導(dǎo)是具有熱電離過程的高電導(dǎo)率等離子體通道。當(dāng)空氣間隙(如棒板間隙、板板間隙、棒棒間隙等)距離較長(大于1m)時(shí)，空氣間隙的放電過程會產(chǎn)生先導(dǎo)。由于使空氣間隙放電需要加高電壓，所以設(shè)備要能承受高壓。另外，為了實(shí)現(xiàn)空氣間隙距離的方便調(diào)節(jié)，設(shè)備應(yīng)具有較大尺寸，且試驗(yàn)中應(yīng)可從外部調(diào)節(jié)間隙距離。

在現(xiàn)有的模擬不同大氣條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，對于研究長間隙先導(dǎo)放電影響因素的試驗(yàn)具有以下局限性：1.設(shè)備尺寸有限，現(xiàn)階段間隙距離調(diào)節(jié)的范圍一般小于40cm，不能實(shí)現(xiàn)更長的間隙距離的調(diào)節(jié)；2.改變設(shè)備中的氣壓時(shí)向設(shè)備中充入的氣體不是絕對干燥，會引起濕度和氣壓同時(shí)變化，無法滿足試驗(yàn)中單獨(dú)研究一個(gè)大氣參數(shù)對空氣間隙放電影響的需要；3.在加高電壓時(shí)無法保證設(shè)備外殼處于低電位；4.記錄溫度和濕度的溫濕度計(jì)無法承受試驗(yàn)中要加的高氣壓；5.記錄溫度和濕度的溫濕度計(jì)無法滿足試驗(yàn)中實(shí)時(shí)記錄溫度和相對濕度的靈敏度和精度要求。

綜上所述，現(xiàn)有的模擬不同大氣條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不能滿足空氣間隙放電影響因素模擬試驗(yàn)的需求。在長間隙先導(dǎo)放電領(lǐng)域，亟需一種可以實(shí)現(xiàn)濕度和氣壓解耦且間隙距離大、可耐受高壓、間隙距離方便可調(diào)的大氣環(huán)境模擬裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種濕度、氣壓可解耦調(diào)節(jié)的先導(dǎo)放電試驗(yàn)系統(tǒng)。本系統(tǒng)用于長間隙先導(dǎo)放電模擬試驗(yàn)中，研究濕度和氣壓參數(shù)變化對長間隙先導(dǎo)放電的影響，能實(shí)現(xiàn)濕度和氣壓解耦調(diào)節(jié)，能耐受大范圍氣壓變化，且可從外部方便、安全地調(diào)節(jié)空氣間隙距離。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種濕度、氣壓可解耦調(diào)節(jié)的先導(dǎo)放電試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括罐體，嵌固在所述罐體頂部中心處的穿墻套管以及位于所述罐體外部的空氣干燥裝置、霧化器、溫濕度測量儀以及放電電場測量儀；其中，所述罐體中下部的外側(cè)壁上分別安裝有觀察窗和透光鏡，該罐體側(cè)壁上還設(shè)有預(yù)留接口、多個(gè)閥門以及多個(gè)氣壓表；所述罐體通過水蒸氣進(jìn)入閥與空氣干燥裝置出口和/或霧化器連接，所述罐體通過預(yù)留接口與溫濕度測量儀和/或放電電場測量儀連接；所述罐體底部通過均布的支柱安裝有多個(gè)萬向輪；所述罐體底部外側(cè)還安裝有皮帶傳輸裝置，該罐體底部內(nèi)側(cè)中心設(shè)有一長度可調(diào)節(jié)的支座，該支座上端固定有一平板電極，該支座下端與皮帶傳輸裝置固連；所述穿墻套管下端垂直伸入罐體內(nèi)部且該端安裝有高壓側(cè)的放電電極，穿墻套管上端突出于罐體與外部的高壓引線連接，通過所述皮帶傳輸裝置調(diào)節(jié)穿墻套管下端與平板電極間的距離在10cm至70cm之間變動。

所述皮帶傳輸裝置包括固定在所述罐體底部支柱一側(cè)的導(dǎo)桿、在該導(dǎo)桿上可往復(fù)移動的滑塊、固定在所述導(dǎo)桿一側(cè)的固定塊、傳送皮帶、把手以及用于讀取空氣間隙距離的計(jì)數(shù)器，所述滑塊、固定滑塊以及罐體底部中心處均設(shè)有軸承；其中，所述傳送皮帶依次繞過各軸承，位于罐體底部中心的軸承與罐體內(nèi)部的支座下端固連，位于固定塊上的軸承與把手固連，位于滑塊上的軸承與計(jì)數(shù)器固連。

所述空氣干燥裝置由兩級過濾器和普通空氣壓縮機(jī)相連構(gòu)成；或者所述空氣干燥裝置采用提供水分子濃度小于3ppm、氧氣含量21％(體積)、氮?dú)夂?9％(體積)的合成空氣壓縮機(jī)。

本發(fā)明提出的一種濕度、氣壓可解耦調(diào)節(jié)的先導(dǎo)放電試驗(yàn)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)長間隙先導(dǎo)放電模擬試驗(yàn)中，模擬大氣環(huán)境濕度和氣壓的改變對先導(dǎo)放電的影響，具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明在改變氣壓時(shí)實(shí)現(xiàn)了濕度與氣壓之間的解耦，采用二級過濾器或絕對干燥的合成空氣壓縮機(jī)調(diào)節(jié)罐體內(nèi)氣壓，采用霧化器調(diào)節(jié)罐體內(nèi)濕度，從而實(shí)現(xiàn)控制單一變量來研究濕度和氣壓對空氣間隙先導(dǎo)放電的影響。

2、本發(fā)明的罐體底部，設(shè)計(jì)了一種顯示計(jì)數(shù)的皮帶傳輸裝置，通過手動搖轉(zhuǎn)把手來調(diào)節(jié)罐體內(nèi)部平板電極的位置，空氣間隙距離可以直接從罐體外部的計(jì)數(shù)器讀出。