本實用新型涉及一種電氣設備實驗室試驗系統，尤其是一種氣體絕緣全封閉組合電器(Gas Insulated Switchgear,GIS)交直流電壓聯合試驗系統。
背景技術：
氣體絕緣全封閉組合電器(Gas Insulated Switchgear,GIS)因具有占地面積小、良好的絕緣性能而在電網中得到廣泛的應用，但是由于其全封閉結構的特點，一旦出現事故，造成的后果比分離敞開式設備嚴重得多，其故障修復較為復雜。而在實際應用中，GIS往往采用現場組裝的方式進行安裝，由于現場環境惡劣，組裝周期短，易出現機械故障，如觸頭接觸不良、自由金屬微粒等絕緣缺陷。采用交流及沖擊電壓對GIS的絕緣缺陷進行檢測已經是常規試驗，但采用交流電壓對自由金屬微粒進行檢測無法達到較佳的效果，而且，常規試驗無法實現對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
技術實現要素：
針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種GIS交直流電壓聯合試驗系統，可實現單獨交流、單獨直流和不同比例的交直流復合電壓試驗，為GIS在不同類型電壓下的試驗提供了試驗裝置，可實現對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
技術方案：
一種GIS交直流電壓聯合試驗系統，其特征在于，包括金屬外殼筒體和內部連接導桿，金屬外殼筒體兩端密封并采用4塊隔板將金屬外殼筒體分隔為5個氣室：一端氣室設有由交流試驗變壓器和隔直電容串聯構成的交流電源，并通過交流側開關氣室與中央位置的缺陷小室氣室相連接；另一端氣室設有由直流高壓發生器和硅堆串聯構成的直流電源，并通過直流側開關氣室與中央位置的缺陷小室氣室相連接；直流側開關通過交流避雷器接地，交流側開關通過直流避雷器接地。
進一步的，所述缺陷小室設置有可植入不同類型的絕緣缺陷的手孔蓋。
進一步的，所述隔板均為不通氣的盆式絕緣子。
一種GIS交直流電壓聯合試驗方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1、針對GIS運行中的缺陷、故障，制作可放置于缺陷小室內的缺陷模型；
步驟2、回收缺陷小室中的SF6氣體，并將兩端氣室氣壓降至安全范圍；
步驟3、打開缺陷小室手孔蓋，按照設置的試驗方案，在缺陷小室內布置一種GIS缺陷模型；
步驟4、按照試驗方案，在缺陷小室內充入設定氣壓的SF6氣體，靜置T小時，合上交流側開關，斷開直流側開關，使交流試驗變壓器與試驗回路單獨相連，通過調節交流電壓得到所需的試驗電壓，試驗研究缺陷模型在不同交流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性；
步驟5、合上直流側開關，斷開交流側開關，使直流高壓發生器與試驗回路單獨相連，通過調節直流電壓得到所需的試驗電壓，試驗研究缺陷模型在不同直流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性；
步驟6、同時合上交流側開關與直流側開關，使交流試驗變壓器和直流高壓發生器同時與試驗回路相連，單獨調節交流試驗變壓器和直流高壓發生器的電壓幅值，組成不同比例的交直流復合電壓，試驗研究缺陷模型在不同比例交直流負荷電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
本實用新型的有益效果是：
第一、交、直流電源電壓幅值可獨立調節，能夠實現交、直流電壓聯合試驗。
第二、絕緣缺陷小室內可植入不同類型的絕緣缺陷，試驗效率高。
第三、整體裝置體積小、重量輕、結構緊湊。
第四、裝置本體局部放電量可控、易于開展局部放電定量測量。
第五、裝置可避免交、直流電壓的交叉干擾、防止試驗設備受損。
第六、可采用直流電壓對自由金屬微粒進行檢測，檢測更為有效，利用交流和直流的疊加可實現對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
附圖說明
圖1是本實用新型一種GIS交直流電壓聯合試驗系統的結構示意圖；
附圖的標記含義如下：
1：金屬外殼筒體；2：導桿；3：交流側開關；4：隔直電容器；5：交流試驗變壓器；6：直流側開關；7：硅堆；8：直流高壓發生器；9：盆式絕緣子；10：缺陷小室；11：交流避雷器；12：直流避雷器；13：手孔蓋。
具體實施方式
下面結合附圖和具體的實施例對本實用新型技術方案作進一步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。
一種GIS交直流電壓聯合試驗系統，如圖1所示，包括金屬外殼筒體1和內部連接導桿2，金屬外殼筒體1兩端密封并采用4塊隔板將金屬外殼筒體1分隔為5個氣室：一端氣室設有由交流試驗變壓器5和隔直電容器4串聯構成的交流電源，并通過交流側開關3氣室與中央位置的缺陷小室10氣室相連接；另一端氣室設有由直流高壓發生器8和硅堆7串聯構成的直流電源，并通過直流側開關6氣室與中央位置的缺陷小室10氣室相連接；直流側開關6通過交流避雷器11接地，交流側開關3通過直流避雷器12接地。
圖1中，缺陷小室10設置有可植入不同類型的絕緣缺陷的手孔蓋13，所述隔板均為不通氣的盆式絕緣子9。
金屬外殼筒體1自圖1中的左側至右側順次設置有四個盆式絕緣子9，金屬外殼筒體1被分割成5個獨立的氣室，5個獨立的氣室單獨接地，可充入所需壓力的SF6氣體，整體裝備體積小、重量輕、結構緊湊，且本體局部放電量可控、可開展局部放電定量測量。所述導桿2上自一端向另一端順次設置有直流高壓發生器8、硅堆7、直流側開關6、交流側開關3、隔直電容器4和交流試驗變壓器5。
直流側開關用于切合直流電源，并通過交流避雷器接地，防止交流過電壓對試驗系統的侵襲和破壞。直流高壓發生器通過高壓硅堆、直流側開關、交流避雷器與缺陷小室相連，交流試驗變壓器通過交流側開關、隔直電容器、直流避雷器與缺陷小室相連，可避免交、直流電壓的耦合干擾、防止試驗設備受損。
直流高壓發生器8是專門用來檢測電力器件的電氣絕緣強度和泄漏電流。硅堆7的作用是控制直流電壓的輸出極性，保證單一極性的電壓施加到GIS試驗單元(即缺陷小室10)，優選，硅堆7為高壓硅堆7，電壓范圍是1kV～1000kV之間。隔直電容器4用于隔離直流電壓作用到交流試驗變壓器上，直流避雷器12的作用是防止直流過電壓對試驗系統的侵襲和破壞。通過交流側開關的切合控制交流電壓的施加。交流避雷器11的作用是防止交流過電壓對試驗系統的侵襲和破壞。通過直流側開關的切合控制直流電壓的施加。優選，交流避雷器11、直流避雷器12均采用氣體絕緣結構形式。
系統共包含5個獨立氣室，其中：交流試驗變壓器5、隔直電容器4同處于1個氣室，交流側開關3、直流避雷器12同處于1個氣室，直流高壓發生器8、高壓硅堆7同處于1個氣室，直流側開關6、交流避雷器11同處于1個氣室，缺陷小室10單獨成1個氣室，可單獨對缺陷小室充放不同氣壓的SF6氣體，可在缺陷小室內布置不同類型的絕緣缺陷，進而試驗研究不同類型交、直流電壓比例組成的復合電壓對缺陷小室內不同類型絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性的影響。每個氣室單獨接地，獨立密封在金屬外殼筒體1內，采用SF6氣體絕緣。
相應的，一種GIS交直流電壓聯合試驗方法，包括如下步驟：
步驟1、針對GIS運行中的缺陷、故障，制作可放置于缺陷小室10內的缺陷模型。一般的，針對GIS運行中常見的典型缺陷、故障，制作可放置于缺陷小室內的缺陷模型，主要包括自由金屬微粒、懸浮電極、金屬毛刺、絕緣氣隙等。
步驟2、回收缺陷小室10中的SF6氣體，并將兩端氣室氣壓降至安全范圍；
步驟3、打開缺陷小室10手孔蓋13，按照設置的試驗方案(可根據實際情況自行設定)，在缺陷小室10內布置一種GIS缺陷模型，比如布置一種GIS典型絕緣缺陷模型。
步驟4、按照試驗方案，在缺陷小室10內充入設定氣壓的SF6氣體，靜置T(比如48小時)小時，合上交流側開關3，斷開直流側開關6，使交流試驗變壓器5與試驗回路單獨相連，通過調節交流電壓得到所需的試驗電壓，試驗研究缺陷模型在不同交流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
步驟5、合上直流側開關6，斷開交流側開關3，使直流高壓發生器8與試驗回路單獨相連，通過調節直流電壓得到所需的試驗電壓，試驗研究缺陷模型在不同直流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
步驟6、同時合上交流側開關3與直流側開關6，使交流試驗變壓器5和直流高壓發生器8同時與試驗回路相連，單獨調節交流試驗變壓器5和直流高壓發生器8的電壓幅值，組成不同比例的交直流復合電壓，試驗研究缺陷模型在不同比例交直流負荷電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
其中，斷開交流側開關3與直流側開關6，重復步驟4-6，試驗研究不同SF6氣體壓力下的缺陷模型擊穿特性和局部放電特性；斷開交流側開關3與直流側開關6，重復步驟3-6，試驗研究不同GIS典型絕緣缺陷的擊穿特性和局部放電特性，包括自由金屬微粒、懸浮電極、金屬毛刺和絕緣氣隙。
本實用新型的有益效果是：
第一、交、直流電源電壓幅值可獨立調節，能夠實現交、直流電壓聯合試驗。
第二、絕緣缺陷小室內可植入不同類型的絕緣缺陷，試驗效率高。
第三、整體裝置體積小、重量輕、結構緊湊。
第四、裝置本體局部放電量可控、易于開展局部放電定量測量。
第五、裝置可避免交、直流電壓的交叉干擾、防止試驗設備受損。
第六、可采用直流電壓對自由金屬微粒進行檢測，檢測更為有效，利用交流和直流的疊加可實現對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
以上對本實用新型所提供的GIS交直流電壓聯合試驗系統及方法進行了詳細介紹，本實施例說明的原理及實施方式僅用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，這些改變之處均在本實用新型的保護范圍內，本實施例不應理解為對本實用新型的限制。