專利名稱：一種金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及局部放電模擬模型領域，且特別涉及一種金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置。
背景技術：
金屬封閉組合電器具有占地小、可靠性高等諸多優點，在電力系統中應用廣泛。但其內部電場強度很高，容易因內部微小缺陷導致絕緣性能下降，甚至絕緣擊穿，造成嚴重的供電故障。金屬封閉組合電器的安裝不良、絕緣老化等內部缺陷通常都伴隨有局部放電，因此對局部放電進行模擬，開展檢測和分析技術的研究是目前提高對設備絕緣狀態預警能力的關鍵。目前對金屬封閉組合電器內部局部放電的模擬常采用兩種方法和模型一種是原理性模擬，采用電極模型，另一種是實物模擬，采用設備模型。原理性模擬方法根據常見的局部放電缺陷，提出了 3種局部放電類型，包括尖端對地電位放電、懸浮電位體放電、固體絕緣內部放電。電極模型常采用尖板電極、懸浮電位體電極、受損固體絕緣組合電極等，氣室容量通常較小，整體結構常為非金屬封閉結構，沒有金屬外殼。實物模擬方法則是在金屬封閉組合電器內人為設置導體上尖端、氣室內異物、絕緣件損傷、回路電阻過大等缺陷。設備模型是利用實際的金屬封閉組合電器設備構成，可以人工設置多種缺陷，結構與真實設備相同。
現有的兩類模擬方法和模型，在模擬金屬封閉組合電器的局部放電方面，存在著缺點和不足。電極模型的放電可控性強，簡單可靠，但其結構與真實設備區別較大，造成放電信號的傳輸失真，影響信號特征的分析，而且模型的氣室容量通常較小，也不利于進行 SF6氣體分解物的檢測。設備模型中的放電與真實設備類似，但放電的可控性差，模型實際情況不可見，放電模擬的重復性不好，氣室容量大，帶來調整放電模型時大量SF6氣體的回收問題，實際的模擬效果不佳，控制困難。發明內容
本發明提出一種金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，可模擬氣體中電暈、絕緣件內部放電、絕緣件表面放電、懸浮電位體放電等，可根據需要用于局部放電的超聲機械波、超高頻電磁波、可見光、脈沖電流信號、氣體分解物等特征的模擬和檢測，具有模擬靈活、選材方便、安全可靠、維護方便的優點。
為了達到上述目的，本發明提出一種金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，該裝置由放電電極、高壓套管、金屬封閉氣室、接地裝置、充放氣裝置、觀察窗組成；
其中，所述放電電極包括高壓電極、地電位電極、高壓電極固定結構，地電極固定結構；
所述高壓套管包括內部金屬導體、外部絕緣傘裙、接線端子、均壓罩、連接法蘭；
所述金屬封閉氣室包括四通金屬殼體、吸附劑框、密封件、端口封板；
所述的接地裝置包括可移動接地導體、金屬外殼、位置指示裝置；
所述的充放氣裝置包括充氣閥、SF6氣體壓力表；所述觀察窗包括透明絕緣蓋板、防爆護板；所述高壓套管與金屬封閉氣室上端連接，所述金屬封閉氣室內部裝設所述放電電極，所述高壓電極通過所述高壓電極固定結構與高壓套管內部金屬導體相接，所述地電位電極通過所述地電極固定結構與所述接地裝置相接，所述金屬封閉氣室的兩端分別連接所述充放氣裝置和所述觀察窗，所述金屬封閉氣室的下部連接所述接地裝置。進一步的，所述放電電極由高壓電極和地電位電極組合而成，采用四種電極結構尖-板、球-金屬屑-板、板-環氧絕緣塊-板、板-懸浮電位體-板，電極材質為銅或鋁，除尖電極外，其余電極均為光滑表面，板電極邊緣采用圓滑的倒角結構，電極固定結構采用插接式或螺紋式，保證導電良好。進一步的，所述高壓套管根據模型要求的電壓等級選擇，內部金屬導體材質采用銅或鋁，表面光滑，外部絕緣傘裙采用瓷材或合成復合絕緣材料，接線端子和均壓罩在規定 的試驗電壓下無電暈放電，連接法蘭的連接面平整并有安裝密封圈的凹槽。進一步的，所述金屬封閉氣室采用鋁合金或鑄鋁殼體，上、下、左、右四個端口的連接面平整并有安裝密封圈的凹槽、吸附劑框采用金屬網框結構，內部容積滿足吸附劑的安裝量，密封件采用O形密封圈或其他橡膠密封件，端口封板為金屬材質，保證與殼體的接觸良好。進一步的，所述金屬封閉氣室的氣體壓力為O. I O. 8MPa。進一步的，所述金屬封閉氣室的氣體壓力為O. 2 O. 7MPa。進一步的，所述金屬封閉氣室根據應用場合不同選擇充不同的氣體，包括空氣、氮氣、SF6氣體。進一步的，所述接地裝置為內部接地導體可滑動式接地開關，所述內部接地導體為銅或鋁材質，所述金屬外殼為金屬材質，保證與所述金屬封閉氣室殼體的接觸良好，所述和位置指示裝置采用指針式或刻度式，與所述內部接地導體可滑動式接地開關為機械連動，滑動部分與外殼固定部分之間采用密封結構。進一步的，所述充氣閥為針型閥，所述充氣閥具有四通閥座，分別與氣體壓力表、充氣接口、放氣接口、金屬封閉氣室相通，所述放氣接口外接放氣減壓閥，用于調節放氣流量，根據需要調節放氣速度。進一步的，所述透明絕緣蓋板采用有機玻璃材料，所述防爆護板采用高強度工程塑料或薄鋼板。與現有技術相比，本發明具有以下優點一、應用范圍廣可根據需要用于局部放電的超聲機械波波、超高頻電磁波、可見光、脈沖電流信號、氣體分解物等特征的模擬和檢測。二、放電類型多樣可更換不同的放電電極產生不同的放電，可模擬氣體中電暈、絕緣件內部放電、絕緣件表面放電、懸浮電位體放電等。三、選材方便可利用金屬封閉組合電器的現有零部件，經簡單加工后組裝。各密封件和密封面都可以利用現有零部件，不需額外加工。四、安全可靠觀察窗采用透明絕緣蓋板和防爆護板雙重保護，選材均為受沖擊不爆碎的材料，不燃弧，避免了放電燃弧引起的外殼爆炸。
五、維護方便若內部有漏氣可直接從壓力表中體現，若更換電極可直接打開觀察窗處理，氣室容量適中便于更換氣體。
圖I所示為本發明較佳實施例的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置結構示意圖。
圖2所示為本發明較佳實施例的金屬封閉氣室及內部放電電極的結構示意圖。
具體實施方式
為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。
請參考圖I和圖2，圖I所示為本發明較佳實施例的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置結構示意圖，圖2所示為本發明較佳實施例的金屬封閉氣室及內部放電電極的結構示意圖。本發明提出一種金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，主要由放電電極I、高壓套管7、金屬封閉氣室9、接地裝置4、充放氣裝置2、觀察窗10六部分組成；所述的放電電極I 包括高壓電極130、地電位電極131、高壓電極固定結構，地電極固定結構，所述的高壓套管 7包括內部金屬導體129、外部絕緣傘裙、接線端子5、均壓罩6、連接法蘭8，所述的金屬封閉氣室9包括四通金屬殼體(具有上、下、左、右四個端口)、吸附劑框121、密封件、端口封板， 所述的接地裝置4包括可移動接地導體126、金屬外殼、位置指示裝置128，所述的充放氣裝置包括充氣閥124、SF6氣體壓力表123，觀察窗10包括透明絕緣蓋板133、防爆護板132 ； 所述的高壓套管7與金屬封閉氣室9上端連接，金屬封閉氣室9內部裝有放電電極1，高壓電極130通過固定結構與套管內部金屬導體129相接，地電位電極131通過固定結構與接地裝置4相接，金屬封閉氣室9的左(或右)端接充放氣裝置2，金屬封閉氣室9的右(或左)端安裝觀察窗10，金屬封閉氣室9的下部接接地裝置4。整個裝置通過支撐結構11放置。
上述放電電極I由高壓電極130和地電位電極131組合而成，可采用四種電極結構尖_板、球_金屬屑_板、板_環氧絕緣塊_板、板_懸浮電位體_板，電極材質可選銅或鋁，除尖電極外，其余電極均為光滑表面，板電極邊緣采用圓滑的倒角結構。電極固定結構可采用插接式或螺紋式，保證導電良好。
上述高壓套管7根據模型要求的電壓等級選擇，內部金屬導體材質可選銅或鋁， 表面光滑，外部絕緣采用瓷材或合成復合絕緣材料，上部接線端子5和均壓罩6在規定的試驗電壓下應無電暈放電，連接法蘭8的連接面平整并有安裝密封圈的凹槽。
上述金屬封閉氣室9采用鋁合金或鑄鋁殼體，上、下、左、右四個端口的連接面平整并有安裝密封圈的凹槽、吸附劑框采用金屬網框結構，內部容積能滿足吸附劑的安裝量， 密封件可采用O形密封圈或其他橡膠密封件，端口封板為金屬材質，保證與殼體的接觸良好。
上述金屬封閉氣室9的氣體壓力為O. I O. 8MPa，優選O. 2 O. 7MPa。
上述金屬封閉氣室9根據應用場合不同可選擇充不同的氣體，包括空氣、氮氣、SF6 氣體。
上述接地裝置4為內部接地導體可滑動的接地開關，可移動接地導體為銅或鋁材質，金屬外殼為金屬材質，保證與金屬封閉氣室殼體9的接觸良好，位置指示裝置128采用指針式或刻度式，與內部可滑動接地開關為機械連動，滑動部分與外殼固定部分之間采用密封結構。上述充氣閥124為針型閥，具有良好的承壓性能和密封性能。充氣閥124有4通閥座，分別與氣體壓力表123、充氣接口 125、放氣接口 122、金屬封閉氣室9相通。放氣接口122外接放氣減壓閥，可靈活調節放氣流量，根據需要調節放氣速度。上述觀察窗10用于觀察內部放電的可見情況，可配合視頻記錄儀實現放電過程的記錄。上述透明絕緣蓋板133采用優質有機玻璃材料，具有良好的承壓性能和透光性倉泛。上述防爆護板132采用高強度工程塑料或薄鋼板，防止透明蓋板133破裂產生沖擊破壞。 本發明利用不同放電電極產生不同類型的局部放電；利用可滑動接地導體實現電極間距離的調節，從而產生不同強度的放電；利用觀察窗展現放電的可見情況；金屬外殼提供了放電的超聲波信號測點；絕緣蓋板提供了放電的超高頻信號測點；放氣接口和減壓閥配合完成SF6分解物的采集。該發明可直接與耦合電容器和檢測阻抗配合，實現局部放電的電脈沖法測量。根據本發明較佳實施例，本發明提出的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，主要由接線端子5和均壓罩6引入高電壓；由高壓套管7、金屬封閉殼體9、觀察窗10、接地裝置4、充放氣裝置2圍成封閉的氣室；氣室的充放氣功能由充氣接頭125、放氣接頭122、壓力表123、針型閥124共同完成；氣室的壓力大小由壓力表3(123)讀出；高電壓由套管內部導體129與放電高壓電極130導通；地電位由地電位電極131、滑動接地導桿126和接地殼體134導通；滑動接地導桿126的滑動由接地操動機構127完成；位置指示器128指示了地電位電極的參考位置；防爆護板132固定在接地殼體134上，當需要觀察內部放電情況時，可以手動轉動露出其后面的有機玻璃絕緣板133 ;有機玻璃絕緣板133為全透明，厚度滿足金屬封閉殼體9中氣體壓力的強度要求；吸附劑框121內部可根據需要放置吸附水分和分解物的專用吸附劑，框體為金屬材質，保證處于地電位并且電場強度低；放電電極根據研究的需要可采用尖板電極(由電高壓電極130和地電位電極131組合而成)、絕緣表面放電電極135、絕緣內部放電電極136、懸浮電位放電電極137。金屬封閉殼體9內部可充入O. 5MPa的SF6氣體，高壓套管可接入50kV高壓，尖板電極間距可選為15mm，進行尖板放電的模擬。可在金屬封閉殼體9上安裝超聲波傳感器、在有機玻璃絕緣板133上安裝超高頻傳感器、在放氣接頭122上安裝氣體采集裝置、在接地殼體134與地之間接入局部放電耦合阻抗，以實現機械波、電磁波、化學分解物、電脈沖的多用途綜合檢測。與現有技術相比，本發明具有以下優點一、應用范圍廣可根據需要用于局部放電的超聲機械波波、超高頻電磁波、可見光、脈沖電流信號、氣體分解物等特征的模擬和檢測。二、放電類型多樣可更換不同的放電電極產生不同的放電，可模擬氣體中電暈、絕緣件內部放電、絕緣件表面放電、懸浮電位體放電等。三、選材方便可利用金屬封閉組合電器的現有零部件，經簡單加工后組裝。各密封件和密封面都可以利用現有零部件，不需額外加工。
四、安全可靠觀察窗采用透明絕緣蓋板和防爆護板雙重保護，選材均為受沖擊不爆碎的材料，不燃弧，避免了放電燃弧引起的外殼爆炸。
五、維護方便若內部有漏氣可直接從壓力表中體現，若更換電極可直接打開觀察窗處理，氣室容量適中便于更換氣體。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求
1.一種金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，該裝置由放電電極、高壓套管、金屬封閉氣室、接地裝置、充放氣裝置、觀察窗組成； 其中，所述放電電極包括高壓電極、地電位電極、高壓電極固定結構，地電極固定結構； 所述高壓套管包括內部金屬導體、外部絕緣傘裙、接線端子、均壓罩、連接法蘭； 所述金屬封閉氣室包括四通金屬殼體、吸附劑框、密封件、端口封板； 所述的接地裝置包括可移動接地導體、金屬外殼、位置指示裝置； 所述的充放氣裝置包括充氣閥、SF6氣體壓力表； 所述觀察窗包括透明絕緣蓋板、防爆護板； 所述高壓套管與金屬封閉氣室上端連接，所述金屬封閉氣室內部裝設所述放電電極，所述高壓電極通過所述高壓電極固定結構與高壓套管內部金屬導體相接，所述地電位電極通過所述地電極固定結構與所述接地裝置相接，所述金屬封閉氣室的兩端分別連接所述充放氣裝置和所述觀察窗，所述金屬封閉氣室的下部連接所述接地裝置。
2.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述放電電極由高壓電極和地電位電極組合而成，采用四種電極結構尖-板、球-金屬屑-板、板-環氧絕緣塊-板、板-懸浮電位體-板，電極材質為銅或鋁，除尖電極外，其余電極均為光滑表面，板電極邊緣采用圓滑的倒角結構，電極固定結構采用插接式或螺紋式，保證導電良好。
3.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述高壓套管根據模型要求的電壓等級選擇，內部金屬導體材質采用銅或鋁，表面光滑，外部絕緣傘裙采用瓷材或合成復合絕緣材料，接線端子和均壓罩在規定的試驗電壓下無電暈放電，連接法蘭的連接面平整并有安裝密封圈的凹槽。
4.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述金屬封閉氣室采用鋁合金或鑄鋁殼體，上、下、左、右四個端口的連接面平整并有安裝密封圈的凹槽、吸附劑框采用金屬網框結構，內部容積滿足吸附劑的安裝量，密封件采用O形密封圈或其他橡膠密封件，端口封板為金屬材質，保證與殼體的接觸良好。
5.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述金屬封閉氣室的氣體壓力為O. I O. 8MPa。
6.根據權利要求5所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述金屬封閉氣室的氣體壓力為O. 2 O. 7MPa。
7.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述金屬封閉氣室根據應用場合不同選擇充不同的氣體，包括空氣、氮氣、SF6氣體。
8.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述接地裝置為內部接地導體可滑動式接地開關，所述內部接地導體為銅或鋁材質，所述金屬外殼為金屬材質，保證與所述金屬封閉氣室殼體的接觸良好，所述和位置指示裝置采用指針式或刻度式，與所述內部接地導體可滑動式接地開關為機械連動，滑動部分與外殼固定部分之間采用密封結構。
9.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述充氣閥為針型閥，所述充氣閥具有四通閥座，分別與氣體壓力表、充氣接口、放氣接口、金屬封閉氣室相通，所述放氣接口外接放氣減壓閥，用于調節放氣流量，根據需要調節放氣速度。
10.根據權利要求I所述的金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，其特征在于，所述透明絕緣蓋板采用有機玻璃材料，所述防爆護板采用高強度工程塑料或薄鋼板。
全文摘要
本發明提出一種金屬封閉組合電器局部放電模擬裝置，由放電電極、高壓套管、金屬封閉氣室、接地裝置、充放氣裝置、觀察窗組成；其中，放電電極包括高壓電極、地電位電極、高壓電極固定結構，地電極固定結構；高壓套管包括內部金屬導體、外部絕緣傘裙、接線端子、均壓罩、連接法蘭；金屬封閉氣室包括四通金屬殼體、吸附劑框、密封件、端口封板；接地裝置包括可移動接地導體、金屬外殼、位置指示裝置；充放氣裝置包括充氣閥、SF6氣體壓力表；觀察窗包括透明絕緣蓋板、防爆護板。該裝置具有模擬靈活、選材方便、安全可靠、維護方便的優點。
文檔編號G01R31/16GK102928744SQ20111023178
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月12日 優先權日2011年8月12日
發明者高凱, 余鐘民, 吳欣燁, 姚明, 吳曉春, 倪浩 申請人:上海市電力公司, 華東電力試驗研究院有限公司