[發明專利]一種高壓盆式絕緣子表面微粒聚集電場分析裝置

有效

• 申請號: 202210352286.4
• 申請日: 2022-04-05
• 公開（公告）號: CN114675091B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 王義平;張舸;屈文鋒;鄭棟文;楊樹鋒;張兆闖
• 申請（專利權）人: 中國長江電力股份有限公司
• 主分類號: G01R29/14
• 分類號: G01R29/14
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種高壓盆式絕緣子表面微粒聚集電場分析裝置及方法，包括依次連接的測量部、盆式絕緣子和GIS/GIL管道外殼，盆式絕緣子在GIS/GIL管道外殼一側部分與導體連接，測量部內設有支撐板，支撐板中心設有滑動接觸并貫穿的伸縮柱。預先使旋轉軸得軸線與盆式絕緣子同軸，結合依次排列的端部與盆式絕緣子表面形狀匹配的電場感應探頭，將電場感應探頭靠近盆式絕緣子表面，使得電場感應探頭旋轉一周所探測到的電場強度即為在該探頭徑向位置處盆式絕緣子表面的電場分布情況，結合排列的多個電場感應探頭，就可以繪制出盆式絕緣子表面總體的電場分布情況，再將電場感應探頭依次遠離盆式絕緣子表面并旋轉感應電場強度，可以繪制出盆式絕緣子表面附近的電場三維分布情況。

技術領域

本發明涉及破碎機設備技術領域，具體涉及一種高壓盆式絕緣子表面微粒聚集電場分析裝置及方法。

背景技術

絕緣子是GIS/GIL中重要的組成部分，起到支撐導體、隔絕氣室的作用。一般來說，絕緣子是GIS中最薄弱的環節，據統計，在GIS設備故障案例中，其核心組件絕緣子故障占比例很大，占38%。其中，由氣隙缺陷引發的故障占29%，由微粒和異物引發的故障占71%。究其原因，主要是自由金屬等異物在絕緣子表面聚集，導致場強畸變，引起沿面放電故障。絕緣子的絕緣設計關系到GIS/GIL整體的絕緣水平，當其出現表面有顆粒附著時，極易引起局放放電，最終導致出現擊穿現象，嚴重影響GIS/GIL運行。

因此對絕緣子表面微粒附著的電場仿真設計是GIS/GIL中的終要的部分，基于COMSOL的絕緣子表面微粒聚集進行電場仿真分析，能夠有效查找出絕緣子最薄弱環節并對其進行優化改進，保證絕緣子設計的合理性。

目前，對GIS/GIL絕緣子表面微粒聚集的主要研究是通過試驗法，通過對絕緣子不同的位置放置不同大小的微粒開展高壓試驗研究，該方法耗時久，代價大，大多數廠家出于成本考慮不會開展絕緣子表面微粒聚集研究。

現有技術也有對盆式絕緣子在高壓下進行測量的技術，例如中國專利文獻CN105807148A記載了一種浮動式盆式絕緣子表面電荷測量系統及測量方法，該系統主要包括外殼、浮動測量基架、旋轉支撐架、旋轉驅動伺服電機、光學校準器、徑向移動機構驅動伺服電機、軸向移動機構驅動伺服電機、盆式絕緣子、測頭、測頭姿態驅動伺服電機、支架。可以對盆式絕緣子的表面電荷進行測量，當該機構測量電荷時需要先對中，然后通過將盆式絕緣子的外形方程式輸入控制系統，通過程序控制探頭沿著絕緣子外形軌跡進行螺旋形的探測，然后繪制成電荷分布圖形，本裝置的計算量大，且機構復雜，螺旋形的探測軌跡也使得整個過程緩慢，且只能對電荷進行探測，不能進行電場的檢測。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高壓盆式絕緣子表面微粒聚集電場分析裝置及方法，能夠對盆式絕緣子在GIS/GIL中高壓情況下的表面電場情況進行研究分析，并對表面微粒聚集對電場的影響進行比對。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

一種高壓盆式絕緣子表面微粒聚集電場分析裝置，包括依次連接的測量部、盆式絕緣子和GIS/GIL管道外殼，盆式絕緣子在GIS/GIL管道外殼一側部分與導體連接，測量部內設有支撐板，支撐板中心設有滑動接觸并貫穿的伸縮柱，伸縮柱中心與盆式絕緣子中心同軸線，伸縮柱由伸縮傳動機構驅動沿盆式絕緣子軸線伸縮，伸縮傳動機構與支撐板固定連接，伸縮柱靠近盆式絕緣子一端設有受控旋轉的電場探頭，電場探頭一側設有支撐桿，支撐桿上排列有多個電場感應探頭，電場感應探頭端部連接形成的形狀與所檢測的盆式絕緣子表面形狀匹配，電場感應探頭用于探測盆式絕緣子表面的電場強度。

上述的伸縮柱外形為長方形的柱體，柱體遠離盆式絕緣子一端的一面設有齒條，由伸縮傳動機構驅動齒條實現伸縮柱的伸縮，柱體遠離盆式絕緣子一端設有旋轉電機，旋轉電機帶動柱體內的旋轉軸旋轉，旋轉軸的軸線同盆式絕緣子軸線，旋轉軸伸出柱體并與電場探頭連接。

上述的伸縮傳動機構包括與齒條嚙合的伸縮驅動齒輪，伸縮驅動齒輪由伸縮電機驅動，伸縮電機和驅動齒輪安裝在支撐板上。