[發(fā)明專利]一種盆式絕緣子沿面閃絡(luò)放電觀測的試驗裝置及方法

有效

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• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109613406B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉碩;林莘;李曉龍;王文杰
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

一種盆式絕緣子沿面閃絡(luò)放電觀測的試驗裝置及方法，屬于高壓輸電線路和絕緣技術(shù)領(lǐng)域。所述盆式絕緣子沿面閃絡(luò)放電觀測的試驗裝置，包括試驗罐體、高壓套管、直流試驗系統(tǒng)和拍攝模塊，所述從左至右依次分為第一氣室、第二氣室、第三氣室和第四氣室，所述第一氣室的上部與高壓套管的一端連接，所述高壓套管的另一端與直流試驗系統(tǒng)連接，拍攝模塊包括高速攝像機、兩個第一直角三棱鏡、兩個第二直角三棱鏡和兩個平面鏡。所述盆式絕緣子沿面閃絡(luò)放電觀測的試驗裝置及方法，能更好地觀測直流高壓下盆式絕緣子沿面閃絡(luò)的具體位置和放電形態(tài)，既能減少同步圖像采集觸發(fā)設(shè)備的投入、節(jié)約成本，又能避免圖像采集對應(yīng)帶來的測量誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓輸電線路和絕緣技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種盆式絕緣子沿面閃絡(luò)放電觀測的試驗裝置及方法。

背景技術(shù)

GIS設(shè)備因其運行可靠、所占空間小等優(yōu)點已被廣泛應(yīng)用于世界各地電力領(lǐng)域，但是對于這類由氣體和固體絕緣介質(zhì)組成的復(fù)合絕緣系統(tǒng)，因為絕緣子沿面閃絡(luò)時的所需電場強度通常低于固體絕緣和氣體絕緣自身的耐電強度，因此固體沿面絕緣問題便成為絕緣系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。對于一個合格的盆式絕緣子來說，沿面閃絡(luò)一般不會導(dǎo)致絕緣子的永久性破壞，發(fā)生沿面擊穿后，絕緣子的絕緣性能可以在短時間內(nèi)恢復(fù)。然而國內(nèi)外的大量實例表明，絕緣子的沿面閃絡(luò)會引起電氣設(shè)備損壞或?qū)е码娏ο到y(tǒng)大面積停電。

大量學(xué)者通過實驗和仿真等方法，已經(jīng)對絕緣子的沿面閃絡(luò)過程有了初步的了解。當(dāng)間隙中存在絕緣介質(zhì)時，擊穿過程與空氣間隙的過程大致是一致的，但需要考慮絕緣介質(zhì)的影響。空氣間隙的擊穿過程是：在電場的作用下，間隙中的有效初始電子發(fā)生碰撞電離并形成電子崩，電子崩頭部發(fā)生光電離，形成二次電子崩，并發(fā)展成流注，之后根據(jù)間隙長短的不同，會發(fā)生火花發(fā)電或電弧放電或進一步形成先導(dǎo)通道，并引起間隙擊穿。對于絕緣子來說，閃絡(luò)將沿著絕緣子的介質(zhì)表面發(fā)展，放電通常會在空氣-電極-絕緣子的三重點產(chǎn)生，并沿著絕緣子表面發(fā)展，由流注轉(zhuǎn)化為先導(dǎo)，最后發(fā)展為閃絡(luò)，同時伴隨著氣體分子的電離和光子的發(fā)射。GIS的運行經(jīng)驗和理論分析表明，沿GIS支撐絕緣子的沿面閃絡(luò)是一種常見的故障，為保證我國電網(wǎng)運行的安全可靠性，提高我國GIS設(shè)備自主制造水平和運行能力，對絕緣子沿面放電現(xiàn)象的研究有著重要的理論和實際意義。為觀察盆式絕緣子沿面閃絡(luò)現(xiàn)象，現(xiàn)有技術(shù)通常采用多個攝像機同時對盆式絕緣子沿面進行拍攝，這種方法不僅會造成資源的浪費，更會使圖像采集時出現(xiàn)測量誤差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的實驗裝置成本高、測量誤差大等技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種盆式絕緣子沿面閃絡(luò)放電觀測的試驗裝置及方法，能更好地觀測直流高壓下盆式絕緣子沿面閃絡(luò)的具體位置和放電形態(tài)，既能減少同步圖像采集觸發(fā)設(shè)備的投入、節(jié)約成本，又能避免圖像采集對應(yīng)帶來的測量誤差。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種盆式絕緣子沿面閃絡(luò)放電觀測的試驗裝置，包括試驗罐體、高壓套管、直流試驗系統(tǒng)和拍攝模塊；

所述試驗罐體水平設(shè)置，試驗罐體內(nèi)通過從左至右依次設(shè)置的第一盆式絕緣子、第二盆式絕緣子和第三盆式絕緣子將試驗罐體從左至右依次分為第一氣室、第二氣室、第三氣室和第四氣室，所述第一氣室的上部與高壓套管的一端連接，所述高壓套管的另一端與直流試驗系統(tǒng)連接，高壓套管的內(nèi)部豎直設(shè)置有第一中心導(dǎo)桿，所述第一中心導(dǎo)桿的下端伸入到試驗罐體內(nèi)與第二中心導(dǎo)桿連接，所述第二中心導(dǎo)桿水平設(shè)置在試驗罐體的中心，且分別與第一盆式絕緣子、第二盆式絕緣子和第三盆式絕緣子連接，所述第二氣室、第三氣室和第四氣室的上部分別設(shè)置有充氣閥，試驗罐體還設(shè)置有兩個第一觀察窗、兩個第二觀察窗和一個第三觀察窗，所述兩個第一觀察窗對稱設(shè)置在第三氣室的兩側(cè)壁，所述兩個第二觀察窗對稱設(shè)置在第四氣室的兩側(cè)壁，所述第三觀察窗設(shè)置在試驗罐體靠近第四氣室一側(cè)的端部；