一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台制造技术

本发明专利技术公开了一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台，通过搭建与GIS真实尺寸相符的同轴圆柱结构，研究GIS中自由导电微粒的运动规律。采用内表面粘附一层透明导电膜的有机玻璃管模拟GIS接地外壳，以便于全方位观察同轴圆柱电极结构中自由微粒的运动情况。同时在实验罐体一端接盆式绝缘子，方便开展绝缘子附近自由导电微粒运动的实验研究。本发明专利技术既能够模拟GIS中的真实电场环境，又便于观察实验现象，简单易行、便于广泛推广。

【技术实现步骤摘要】
一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台
本专利技术属于气体绝缘缺陷防护领域，具体涉及一种研究绝缘封闭组合电器(GIS：GasInsulatedSwitchgear)内自由导电微粒运动的实验平台。
技术介绍
GIS由于具有良好的绝缘性能，被越来越广泛地用于电力系统中。GIS在生产、运输、组装等过程中的机械碰撞、设备振动以及热伸缩摩擦会不可避免地产生自由导电微粒污染物，这些导电微粒会显著降低设备耐受电压，甚至导致绝缘事故。由于难以完全消除GIS中自由导电微粒的存在，因此研究自由导电微粒的运动规律、掌握其对GIS绝缘产生威胁的原因，并在此基础上设计微粒抑制措施，对于GIS的安全稳定运行具有重要意义。由于同轴圆柱电极结构下自由微粒的运动不易观察，国内外以往研究往往基于平板电极实验平台，然而在平板电极结构下自由微粒处于均匀电场的环境中，与GIS中实际存在的稍不均匀电场不符，因此所得结论不一定有效。由此可见，提出一种既符合实际工况又易于观察的自由导电微粒实验平台十分必要。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术公开了一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台。其主要技术方案如下：一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台，其特征在于：所述装置包括封闭式电源、GIS罐体、高压母线、盆式绝缘子、螺母、金属拉杆、有机玻璃管、转接法兰、透明导电膜、末端法兰、有机玻璃观察窗；所述封闭式电源外接一段GIS罐体，后经盆式绝缘子接于有机玻璃实验平台。进一步的，有机玻璃管体内壁粘附一层透明导电膜，以模拟GIS接地外壳，同时便于全方位观察同轴圆柱电极结构中自由微粒的运动情况。更进一步的，有机玻璃管体内径尺寸采用实际GIS壳体尺寸，以模拟真实GIS中自由微粒的运动情况。更进一步的，采用盆式绝缘子将GIS罐体与有机玻璃实验罐体隔离，同时方便进行绝缘子附近自由导电微粒运动的实验研究。更进一步的，有机玻璃管体一端接于转接法兰，另一端接于末端法兰，通过金属拉杆紧固密封。更进一步的，在末端法兰下端安装有机玻璃观察窗，以便于观察自由导电微粒的径向运动。更进一步的，在末端法兰中部安装有机玻璃观察窗，以便于观察自由导电微粒的径向运动。更进一步的，所述封闭式电源可为交流源或直流源，以研究不同电压下GIS中自由导电微粒的运动情况。可见，根据本专利技术所提供的研究GIS内自由导电微粒运动可视化实验平台，可以模拟真实GIS中的电场环境，又便于观察实验现象，简单易行、便于广泛推广。附图说明图1是本专利技术一个实施例中研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在一个实施例中，公开了一种研究550kVGIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台，所述装置包括封闭式电源、GIS罐体、高压母线、盆式绝缘子、螺母、金属拉杆、有机玻璃管、转接法兰、透明导电膜、末端法兰、有机玻璃观察窗；所述封闭式电源外接一段GIS罐体，后经盆式绝缘子接于有机玻璃实验平台。在一个实施例中，有机玻璃管体内壁粘附一层透明导电膜，以模拟GIS接地外壳，同时便于全方位观察同轴圆柱电极结构中自由微粒的运动情况。采用纳米银线导电膜，该导电膜透光率为91％，硬度2H，厚125μm，面电阻50Ω/m2。在一个实施例中，有机玻璃管体内径尺寸采用实际GIS壳体尺寸，以模拟真实GIS中自由微粒的运动情况。为了模拟550kVGIS，选取内径520mm的有机玻璃管。在一个实施例中，盆式绝缘子、有机玻璃管、所述末端法兰、有机玻璃观察窗围绕构成同轴圆柱电极结构，通过有机玻璃管和有机玻璃观察窗能够全方位地观察该同轴圆柱电极结构中自由微粒的运动情况。采用盆式绝缘子将GIS罐体与有机玻璃实验罐体隔离，同时方便进行绝缘子附近自由导电微粒运动的实验研究。在一个实施例中，盆式绝缘子呈中部凹向GIS罐体的盆状，中心具有供高压母线穿过的孔，该孔与高压母线构成密封结构，所述盆式绝缘子将所述GIS罐体与所述有机玻璃管隔离。在一个实施例中，所有机玻璃管体一端接于所述转接法兰，另一端接于所述末端法兰，所述转接法兰位于所述盆式绝缘子的边缘部，所述盆式绝缘子、转接法兰、有机玻璃管和末端法兰通过所述金属拉杆和所属螺母紧固密封。在一个实施例中，封闭式电源为电压可调节的交流源或直流源，以研究不同电压下GIS中自由导电微粒的运动情况。更进一步的，有机玻璃管体一端接于转接法兰，另一端接于末端法兰，通过金属拉杆紧固密封。金属拉杆选用直径20mm的不锈钢管。更进一步的，在末端法兰下端安装有机玻璃观察窗，以便于观察自由导电微粒的径向运动。观察窗使用直径190mm、厚度25mm的有机玻璃板，以保证可以承受罐内0.5～0.6MPa的SF6气体压力。更进一步的，有机玻璃观察窗也可以安装在末端法兰中部安装，以便于观察自由导电微粒的径向运动。综上可见，本专利技术是根据目前自由导电微粒实验平台的弊端，提供了一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台，该专利技术既能够模拟真实GIS中的电场环境，又便于观察实验现象，简单易行、便于广泛推广。这里本专利技术的描述和应用是说明性的，并非想将本专利技术的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术任一来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术任一应该清楚的是，在不脱离本专利技术的精神或本质特征的情况下，本专利技术可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本专利技术范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台，其特征在于：所述装置包括封闭式电源(1)、GIS罐体(2)、高压母线(3)、盆式绝缘子(4)、螺母(5)、金属拉杆(6)、有机玻璃管(7)、转接法兰(8)、透明导电膜(9)、末端法兰(10)、有机玻璃观察窗(11)；所述封闭式电源(1)外接一段GIS罐体(2)，后经盆式绝缘子(4)接于有机玻璃管(7)。

【技术特征摘要】
1.一种研究GIS内自由导电微粒运动的可视化实验平台，其特征在于：所述可视化实验平台包括封闭式电源(1)、GIS罐体(2)、高压母线(3)、盆式绝缘子(4)、螺母(5)、金属拉杆(6)、有机玻璃管(7)、转接法兰(8)、透明导电膜(9)、末端法兰(10)、有机玻璃观察窗(11)；所述封闭式电源(1)外接一段GIS罐体(2)，后经盆式绝缘子(4)接于有机玻璃管(7)；有机玻璃管(7)体内壁粘附一层透明导电膜(9)，以模拟GIS接地外壳；所述有机玻璃管(7)与高压母线(3)构成同轴圆柱电极结构，通过有机玻璃管(7)和有机玻璃观察窗(11)能够全方位地观察该同轴圆柱电极结构中自由微粒的运动情况；所述盆式绝缘子(4)呈中部凹向GIS罐体(2)的盆状，中心具有供高压母线(3)穿过的孔，该孔与高压母线(3)构成密封结构，所述盆式绝缘子(4)将所述GIS罐体(2)与所述有机玻璃管(7)隔离；所述有机玻璃管(7)体一端接于所述转接法兰(8)，另一端接于所述末端法兰(10)，所述转接法兰(8)位于所述盆式绝缘子(4)的边缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乔根，马径坦，张玲俐，吴治诚，王国利，高超，杨芸，游浩洋，文韬，赵军平，刘轩东，庞磊，李晓昂，
申请(专利权)人：西安交通大学，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61