[發(fā)明專利]一種熱-電復(fù)合作用的絕緣介質(zhì)故障模擬裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910176076.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109799444B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李康;張國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): G01R31/16
• 分類號(hào): G01R31/16
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

一種熱?電復(fù)合作用的絕緣介質(zhì)故障模擬裝置，所述的裝置包括密封容器、自加熱電極模塊、高壓電極、高壓穿墻套管、低壓穿墻套管、進(jìn)樣口、取樣口、放電檢測(cè)裝置、溫度控制器、加熱電源、穿板法蘭、電加熱棒、壓力檢測(cè)器、微水檢測(cè)器、放電信號(hào)傳感器、第一溫度傳感器以及第二溫度傳感器。工作時(shí)，可以通過(guò)溫度控制器實(shí)現(xiàn)3類熱?電復(fù)合故障的模擬，包括過(guò)熱?放電位置不同的熱?電復(fù)合故障模擬，過(guò)熱?放電位置相同的熱?電復(fù)合故障模擬，高溫?放電復(fù)合作用的熱?電復(fù)合故障模擬。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕緣介質(zhì)故障模擬裝置。

背景技術(shù)

SF6氣體因其具有優(yōu)異的絕緣和滅弧性能，廣泛應(yīng)用于斷路器、互感器、套管、SF6氣體絕緣組合電器(Gas Insulated Switchgear，GIS)等電氣設(shè)備中。目前，我國(guó)220kV及以上電壓等級(jí)的超高壓電網(wǎng)和特高壓電網(wǎng)，已強(qiáng)制要求全部采用SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備，其保有量3.3萬(wàn)余個(gè)間隔，居世界第一。此外，SF6氣體絕緣管道母線(Gas Insulated Line，GIL)等設(shè)備還是核電、水電及跨江輸電管廊等關(guān)鍵場(chǎng)所的首選輸電方式。

SF6氣體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但在放電或過(guò)熱條件下會(huì)發(fā)生解離；在沒(méi)有其他雜質(zhì)存在時(shí)，解離的SF6會(huì)迅速?gòu)?fù)合還原為SF6氣體。但在實(shí)際使用中，SF6氣體中難免會(huì)混有少量水分和氧氣等雜質(zhì)，離解的SF6與這些雜質(zhì)組分進(jìn)一步反應(yīng)，生成多種毒性大且腐蝕性強(qiáng)的分解產(chǎn)物：SO2F2、SOF2、SO2、H2S等。這些分解產(chǎn)物存在于設(shè)備中，會(huì)進(jìn)一步加速設(shè)備故障發(fā)展、危害檢修人員的安全。作為電網(wǎng)中傳輸和分配電能的樞紐，SF6開(kāi)關(guān)設(shè)備故障可能引發(fā)大型設(shè)備損毀、大面積停電等，造成巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)損失。

絕緣類故障在SF6電氣設(shè)備故障中的占比最高，危害最大，該種故障最終會(huì)導(dǎo)致SF6氣體發(fā)生分解。對(duì)分解氣體的檢測(cè)可以實(shí)現(xiàn)故障早期預(yù)警及故障類型的分析。然而目前對(duì)于故障情況與分解氣體特征的映射關(guān)系還缺乏統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，導(dǎo)致SF6分解氣體的故障判據(jù)尚無(wú)統(tǒng)一定論。目前的研究中多采用模擬裝置對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行模擬，然而目前模擬裝置只能模擬局部過(guò)熱或局部放電等單一故障，未見(jiàn)熱-電復(fù)合作用的模擬裝置。同時(shí)目前對(duì)于局部放電的模擬未考慮電極溫度的影響，而對(duì)于局部過(guò)熱的模擬則未考慮電極場(chǎng)強(qiáng)的影響。

此外，c-C4F8、C4F7N、CF3I等氣體絕緣介質(zhì)在應(yīng)用中也存在類似問(wèn)題，亟需可實(shí)現(xiàn)熱-電復(fù)合作用的模擬裝置。

目前業(yè)內(nèi)有針對(duì)變壓器油的熱-電復(fù)合作用模擬裝置，如文獻(xiàn)《穆龍，蘭生，黃明亮.不同類型電熱應(yīng)力下變壓器優(yōu)質(zhì)絕緣老化特性實(shí)驗(yàn)研究，電氣技術(shù)，2018年12期》對(duì)于放電采用密封入箱體的針-板電極，而對(duì)于過(guò)熱的模擬則將內(nèi)含針-板電極的密封箱體整體放入溫控箱進(jìn)行加熱和溫度控制。該模擬方式存在兩個(gè)問(wèn)題，一是放電模擬裝置的密封箱體采用的絕緣材料耐溫能力有限，導(dǎo)致無(wú)法模擬較高的過(guò)熱溫度；二是模擬的故障與設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況不符，采用溫控箱模擬過(guò)熱整個(gè)放電模擬裝置的溫度近似相等，而實(shí)際運(yùn)行中設(shè)備溫度分布是不均勻的存在很大溫差。此外目前還未見(jiàn)針對(duì)氣體絕緣介質(zhì)的熱-電復(fù)合模擬裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有模擬裝置的不足，提出一種熱-電復(fù)合作用的絕緣介質(zhì)故障模擬裝置。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)絕緣介質(zhì)熱-電復(fù)合作用下的絕緣介質(zhì)故障模擬，使得絕緣介質(zhì)故障模擬更加準(zhǔn)確，為建立絕緣介質(zhì)分解氣體特征與故障狀態(tài)的映射關(guān)系提供保障。

一種熱-電復(fù)合作用的絕緣介質(zhì)故障模擬裝置，其特征在于：所述的裝置包括密封容器、自加熱電極模塊、高壓電極、高壓穿墻套管、低壓穿墻套管、進(jìn)樣口、取樣口、放電檢測(cè)裝置、溫度控制器、加熱電源、穿板法蘭、電加熱棒、壓力檢測(cè)器、微水檢測(cè)器、放電信號(hào)傳感器、第一溫度傳感器以及第二溫度傳感器。

所述密封容器通過(guò)位于側(cè)壁的進(jìn)樣口充入絕緣介質(zhì)，外部的高壓電源通過(guò)高壓穿墻套管和低壓穿墻套管分別與高壓電極和自加熱電極模塊相連，所述高壓穿墻套管位于密封容器上部，所述低壓穿墻套管位于密封容器的下部，高壓穿墻套管在密封容器內(nèi)部與高壓電極相連，低壓穿墻套管在密封容器內(nèi)部與自加熱電極模塊相連。