[發明專利]氣體絕緣電力設備中溫度梯度工況下閃絡試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202110474369.6
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113805013B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 汪沨;劉杰;甘輝;鐘理鵬;陳赦;海彬;聶佳;林曉青
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 徐章偉

本發明公開了一種氣體絕緣電力設備中溫度梯度工況下閃絡試驗裝置及方法，該裝置包括：閃絡實驗模塊用于提供一個放置高壓閃絡電極、低壓閃絡電極及絕緣試品的閃絡平臺底座；充放氣模塊用于為氣體絕緣放電試驗腔體提供緩沖氣體和環保型絕緣氣體；光照聚集加熱模塊用于發出可見光對高壓閃絡電極進行加熱；環境工況監測模塊用于對高壓閃絡電極的溫度以及環境溫濕度進行監測；高壓輸入及電流檢測模塊用于輸出高電壓作用于加熱后的高壓閃絡電極上，使得閃絡電極發生閃絡現象，并對閃絡電極電流進行檢測。該裝置可以準確探討不同溫度梯度，不同氣體壓強，不同占比環保型絕緣氣體下的閃絡試驗，并且可研究不同環境對閃絡電壓的影響。

技術領域

本發明涉及電力設備電氣絕緣與放電技術領域，特別涉及一種氣體絕緣電力設備中溫度梯度工況下閃絡試驗裝置及方法。

背景技術

相比于傳統的架空輸電線路，氣體絕緣封閉式組合電器(GIS)和氣體絕緣輸電管道(GIL)等以其可靠性高，占地面積小，運行維護便捷，受外界干擾小等優點廣泛應用于輸電線路當中。氣體絕緣高壓電器GIS及氣體絕緣輸電管道等氣體絕緣高壓電力設備在運行中易產生高場強，進而會導致絕緣氣體與環氧樹脂絕緣材料或者三元乙丙橡膠材料交界面發生沿面閃絡事故，是氣體絕緣電力設備中較為常見的絕緣故障，時刻威脅著氣體絕緣電力設備的運行安全。此外，在實際運行過程中，由于高壓導體的載流子作用，使導桿出現一定的溫升。而外殼處于環境溫度下，導致運行中的高壓導桿與外殼之間呈現溫度梯度分布。，研究表明，溫度梯度工況下氣體絕緣電力設備更易發生閃絡事故。

現階段，有文章報道了長期的高溫老化作用對環氧樹脂絕緣性能的影響以及溫度對氣/固沿面閃絡電壓以及局部放電特性的影響。研究結果均表明溫度對絕緣件的材料性能，表面形貌，閃絡電壓有一定的負面影響。具體表現為在高溫影響下，氣固材料的絕緣、擊穿、閃絡電壓呈現明顯的下降趨勢。而在溫度梯度工況下的閃絡試驗研究較少，主要原因在于溫度為不利控制的變量。特別是對于帶電運行下的高電壓端的溫度控制及其不易。

有學者設計了不同溫度下的閃絡實驗方案，將高溫陶瓷加熱片放置于地電極底部實現了“地電極-高壓電極”下的溫度梯度工況閃絡裝置，而針對與實際較為接近的工況——高壓側(高溫)-地電極側(低溫)工況開展較少。同時，該方案中溫度傳感器不能有效直接測量環氧支柱絕緣子的溫度，檢測精度較小。此外，有學著使用油浴加熱法開展溫度梯度試驗，但是加熱棒一般為金屬材質，難免會受到電極處高電壓的影響。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

為此，本發明的一個目的在于提出一種氣體絕緣電力設備中溫度梯度工況下閃絡試驗裝置，該裝置可以準確探討不同溫度梯度，不同氣體壓強，不同占比環保型絕緣氣體下的閃絡試驗，并且可研究不同環境對閃絡電壓的影響。

本發明的另一個目的在于提出一種氣體絕緣電力設備中溫度梯度工況下閃絡試驗方法。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種氣體絕緣電力設備中溫度梯度工況下閃絡試驗裝置，包括：

閃絡實驗模塊，用于提供一個放置高壓閃絡電極、低壓閃絡電極及絕緣試品的閃絡平臺底座；

充放氣模塊，用于為氣體絕緣放電試驗腔體提供緩沖氣體和環保型絕緣氣體；

光照聚集加熱模塊，用于發出可見光，并聚焦至高壓閃絡電極上對高壓閃絡電極進行加熱，使得高壓閃絡電極和低壓閃絡電極形成預期的溫度梯度；

環境工況監測模塊，用于對高壓閃絡電極的溫度以及環境溫濕度進行監測；

高壓輸入及電流監測模塊，用于輸出高電壓，并作用于加熱后的高壓閃絡電極上，使得閃絡電極發生閃絡現象，并對閃絡電壓和電流進行監測。