[發明專利]一種氣體絕緣GIL尺寸效應試驗電極裝置及制作、試驗方法

有效

• 申請號: 201910061801.1
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109633397B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張天然;鄭宇;周文俊;喻劍輝
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G01R31/16
• 分類號: G01R31/16
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種用于超高壓或特高壓的氣體絕緣金屬封閉輸電線路(Gas insulatedtransmission line)GIL尺寸效應試驗電極裝置，其特征在于，包括：同軸電極、同軸電極通過電極支架設置在底座上，電極支架包括絕緣支架及金屬支架，所述同軸電極包括接地圓筒電極、以及從圓筒電極一端穿過至圓筒電極另一端伸出的高壓圓柱電極；圓筒電極通過金屬支架支撐，圓柱電極兩端通過絕緣支架支撐，圓筒電極內徑與圓柱電極外徑之比為定值，比值范圍在2.7～4.4之間；絕緣支架與金屬支架均固定在底座上；

圓柱電極一端連接高壓側的盆式絕緣子中間的金屬電極，一端為懸空的球電極；圓筒電極兩端邊緣開圓角，呈喇叭狀；

金屬支架分別連接圓柱電極的部分的曲率半徑與圓筒電極一致，并將圓筒電極分別固定在底座兩端；

絕緣支架所用材料為高密度和絕緣強度優良的環氧樹脂，其爬電距離按照SF₆氣體中沿面放電強度進行設計，爬電距離安全裕度為1.5倍；絕緣支架為傘裙結構，與高壓圓柱電極相接部分采用環氧蓋板壓緊，并用環氧螺絲緊固，絕緣支柱與圓筒電極邊緣間距大于兩倍的同軸電極間隙距離，確保放電發生在同軸電極間。

2.一種權利要求1所述的用于超高壓或特高壓的氣體絕緣金屬封閉輸電線路(Gasinsulated transmission line)GIL尺寸效應試驗電極裝置的制作方法，其特征在于：包括利用仿真軟件計算實際GIL電場不均勻度，再按照自身試驗條件確定縮比范圍，計算縮比后電極裝置的電場不均勻度，按照公式(1)進行計算得到電場不均勻度，電場不均勻度計算公式如公式(1)所示，其中E_max為尺寸效應試驗電極裝置的最大電場強度，通過靜電場的仿真計算獲得，E_av為平均電場強度，通過E_av＝U/d即可求得；其不均勻度必須與實際GIL一致，其使用材料與GIL一致，制作出電極裝置；

3.一種權利要求1所述的用于超高壓或特高壓的氣體絕緣金屬封閉輸電線路(Gasinsulated transmission line)GIL尺寸效應試驗電極裝置的試驗方法，其特征在于，包括：直流、交流以及沖擊電壓下的試驗：

步驟1、將電極裝置平放于密封耐高氣壓和高電壓的試驗腔體內，并將圓柱電極良好連接至高壓電極，底座連接至腔體內部接地處；

步驟2、充入SF₆絕緣氣體，氣壓充至最高值P_n，進行該氣壓下的擊穿試驗，取10次有效試驗數據，取其平均值作為該氣壓下的擊穿電壓；

步驟3、降低氣壓至P₂，進行該氣壓下的擊穿試驗，同理得到該氣壓下的擊穿電壓；

步驟4、重復步驟2～3的試驗過程，使用不同模擬GIL電極裝置，從而得到不同間隙距離d下，各氣壓范圍的擊穿電壓值；

步驟5、由步驟2～4已經得到了該種絕緣氣體在不同氣壓P和不同電極間隙距離d下的擊穿電壓值，得到目標GIL的擊穿電壓值，再取1.5～2倍裕度即得到GIL的耐壓設計值，其電場強度設計值按公式(2)計算，式中R為圓筒電極內徑，r為圓柱電極的外徑，U為所加電壓；