一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置制造方法及图纸

一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置，属于高电压设备实验技术领域。该装置包括封闭气室、第一导电杆和均压环、保护电阻、高压电源、测量装置、第一低温制冷设备、第二低温制冷设备、阻容分压器和高压数字电压表，本实用新型专利技术采用乙二醇水溶液作为低温循环流体，对高压绝缘子的高压端和低压端进行冷却，在实现温度梯度的同时，用来模拟极寒条件下的各种情况，乙二醇水溶液作为低温循环流体具有绝缘的作用。

A Surface Flashover Test Device for High Voltage Insulators in Extremely Cold Conditions

The utility model relates to a surface flashover experimental device for high voltage insulators under extremely cold conditions, which belongs to the experimental technical field of high voltage equipment. The device consists of a closed gas chamber, a first conducting rod and a pressure equalizing ring, a protective resistor, a high voltage power supply, a measuring device, a first cryogenic refrigeration device, a second cryogenic refrigeration device, a resistance capacitance divider and a high voltage digital voltmeter. The utility model uses ethylene glycol aqueous solution as a cryogenic circulating fluid to cool the high and low voltage ends of the high voltage insulator, and achieves a temperature gradient. At the same time, it is used to simulate all kinds of conditions under extreme cold conditions. As a cryogenic circulating fluid, ethylene glycol aqueous solution has the function of insulation.

【技术实现步骤摘要】
一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置
本技术涉及高电压设备实验
，特别涉及一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络试验装置。
技术介绍
GIS/GIL设备自20世纪六七十年代开始应用并已广泛运行于世界各地，并在特高压输电及离岸大规模风电输送领域具有巨大应用前景。然而GIS/GIL属于由固体介质和气体介质组成的符合绝缘系统，其内部气-固交界的部分是整个系统绝缘最为薄弱的地方。在一定外施电压的作用下，GIS/GIL内部气-固交界面处往往首先发生沿面放电；随着加压幅值和时间的提高，气-固交界面上的沿面放电可能发展为贯穿性的击穿，产生沿面闪络现象，影响设备的正常运行，甚至导致绝缘事故的发生。因此，研究电介质气固界面闪络特性，对于提高气体绝缘电气设备运行的可靠性具有重要的意义。我国幅员辽阔，各地气候差异很大，我国东北和西北等地区存在极寒地区，冬季最低气温长时间可低至-40℃以下。电气设备不可避免地要在极寒地区运行。为了保证供电可靠性，电气设备所使用的绝缘材料必须能够满足设备长时间在极寒环境下可靠运行。在GIS/GIL在极寒条件下，其内部会出现零下温度，导致气体及绝缘子温度非均匀分布，导杆与外壳间形成温度差，并随电流升高而增大。在极寒条件下，GIS/GIL设备内部的温度会导致绝缘子表面的温度发生改变，从而使绝缘子的体积电导率、表面电导率以及介电常数发生改变，进一步影响绝缘子的绝缘性能导致绝缘子发生沿面闪络。我国目前对绝缘材料在极寒地区环境下的电气性能研究较少，绝缘材料在低温条件下机械特性和电气特性如何变化尚不清楚，为保证电气设备在极寒地区安全可靠运行，对绝缘材料在极寒条件下的电气性能研究具有重要的现实意义，因此就急需开展在极寒条件下高压绝缘子沿面闪络的实验研究。目前高压绝缘子沿面闪络实验装置仍存在许多不足之处，只有加热装置没有低温冷却的装置，不能模拟极寒条件下的GIS的实际工况，而且在完全封闭的较大气室中进行实验时，气体使用量大且不能实现不同气压、气体成分条件下闪络实验，闪络用材料固定，不能更换，仅能进行一种电压条件下的闪络实验，不能适用于交流、直流、冲击等多种电压条件下的实验，不具有一定的通用性。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本技术具有一定通用性，且本技术采用去离子水与乙二醇的混合液，以下简称乙二醇水溶液水溶液，作为低温循环流体对高压绝缘子两端的电极进行冷却，用来模拟在极寒条件下运行时的各种情况，乙二醇水溶液作为低温循环流体具有绝缘的作用，保证了从高压中空电极流过时的绝缘性。本技术提供了一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置，该装置包括封闭气室、第一导电杆和均压环、保护电阻、高压电源、测量装置、第一低温制冷设备、第二低温制冷设备、阻容分压器和高压数字电压表，所述高压电源的一端接地，另一端依次连接保护电阻和均压环，阻容分压器的高压端连接均压环，接地端进行接地，输出端连接高压数字电压表；所述封闭气室的侧壁为空心圆柱筒，所述空心圆柱筒的下端开口处铆接有底部盖板，且底部盖板接地，所述空心圆柱筒的上端口处固定密封有密封绝缘子，所述密封绝缘子的中心处贯穿插接有第一导电杆，所述第一导电杆的顶端套接有均压环，所述测量装置a包括中空电极、第一均压罩、高压绝缘子、低温流体循环圆筒、第二均压罩、第二导电杆和第三均压罩，所述中空电极的底端固定安装有第一均压罩，所述中空电极的顶端螺接第一导电杆，第一均压罩的下端紧密贴合高压绝缘子中部高压端的上表面，高压绝缘子的低压端固定连接在圆筒的内壁上，高压绝缘子中部高压端的下表面依次连接第二均压罩、第二导电杆和第三均压罩；所述圆筒的底端螺接有支撑杆，支撑杆的下端焊接底部盖板的上表面，所述圆筒与高压绝缘子低压端的连接处螺接圆型空心环，且在该连接处的圆型空心环的外壁上插接有低温流体进管和低温流体出管，所述低温流体进管和低温流体出管的末端穿过底部盖板与第二低温制冷设备连接；所述中空电极的外壁上开设有上下两个螺孔，分别螺接有高温流体进管和高温流体出管，所述空心圆柱筒的侧壁上设有一开口，该开口通过插接密封盖板进行密封，所述密封盖板上开设有两个水平导出通孔，所述高温流体进管和高温流体出管分别通过两个导出通孔导出各自的末端，所述高温流体进管和高温流体出管的末端均与第一低温制冷设备连接；所述底部盖板上开设有充气孔，孔内插接有充气管；所述第一低温制冷设备的内壁固定安装有高温流体箱，所述高温流体箱包括第一水泵和第一温度传感器，且第一水泵固定连接高温流体进管，第一温度传感器固定连接高温流体出管；所述第二低温制冷设备的内壁固定安装有低温流体箱，所述低温流体箱包括第二水泵和第二温度传感器，且第二水泵固定连接低温流体进管，第二温度传感器固定连接低温流体出管；所述高温流体箱和低温流体箱内的流体均为去离子水与乙二醇的混合液。所述充气管的外侧壁固定安装有阀门。有益效果：本技术通过采用较小的封闭气室，可以节省各种气体的使用量，另一方面便于安装，可以实现不同气压、气体成分条件下的闪络实验，包括环保气体等新型气体下的闪络试验，并且本技术于适用于交流、直流、冲击等多种电压条件，且闪络用电绝缘子模型可以增加实验条件，如粗糙度，表面特性，金属微粒等，因此本技术具有一定通用性，且本技术采用乙二醇水溶液作为低温循环流体对高压绝缘子的高压端和低压端进行冷却，在实现温度梯度的同时，用来模拟在极寒条件下的各种情况，乙二醇水溶液作为低温循环流体具有绝缘的作用，保证了从高压中空电极流过时的绝缘性，保护了水泵等其他设施，且低温制冷设备位于封闭气室的外部，大大减小了对实验的影响，同时由于乙二醇的沸点为197.3℃，所以该装置同样可以进行高温条件下绝缘子沿面闪络试验。附图说明图1为本技术的极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置的结构示意图；图2为本技术的图1中测量装置的结构示意图；图3为本技术的极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置的圆型空心环中的油流动示意图；图4为本技术的极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置的自动调压法的调压流程图。图中：1、封闭气室，2、密封绝缘子，3、第一导电杆，4、均压环，5、中空电极，6、第一均压罩，7、高温流体进管，8、高温流体出管，9、高温流体箱，901、第一水泵，902、第一温度传感器，10、第一低温制冷设备，11、空心圆柱筒，12、密封盖板，13、底部盖板，14、充气孔，15、充气管，16、气阀，17、低温流体进管，18、低温流体进管，19、低温流体箱，1901、第二水泵，1902、第二温度传感器，20、第二低温制冷设备，21、支撑杆，22、圆筒，23、圆型空心环，24、高压绝缘子，25、第二均压罩，26、第二导电杆，27、第三均压罩，28、保护电阻，29、高压电源，30、阻容分压器，31、高压数字表，a、测量装置。具体实施方式下面将结合技术实施例中的附图，对技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，如图1，本技术提供了一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置，该装置包括封闭气室1、第一导电杆3和均压环4、保护电阻28、高压电源29、测量装置a、第一低温制冷设备10、第二低温制冷设备20、阻容分压器30和高压数字电压表31，且第一低温制冷设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置，其特征在于：该装置包括封闭气室(1)、第一导电杆(3)和均压环(4)、保护电阻(28)、高压电源(29)、测量装置(a)、第一低温制冷设备(10)、第二低温制冷设备(20)、阻容分压器(30)和高压数字电压表(31)，所述高压电源(29)的一端接地，另一端依次连接保护电阻(28)和均压环(4)，阻容分压器(30)的高压端连接均压环(4)，接地端进行接地，输出端连接高压数字电压表(31)；所述封闭气室(1)的侧壁为空心圆柱筒(11)，所述空心圆柱筒(11)的下端开口处铆接有底部盖板(13)，且底部盖板(13)接地，所述空心圆柱筒(11)的上端口处固定密封有密封绝缘子(2)，所述密封绝缘子(2)的中心处贯穿插接有第一导电杆(3)，所述第一导电杆(3)的顶端套接有均压环(4)，所述测量装置(a)包括中空电极(5)、第一均压罩(6)、高压绝缘子(24)、低温流体循环圆筒(22)、第二均压罩(25)、第二导电杆(26)和第三均压罩(27)，所述中空电极(5)的顶端螺接第一导电杆(3)，所述中空电极(5)的底端固定安装有第一均压罩(6)，第一均压罩(6)的下端紧密贴合高压绝缘子(24)中部高压端的上表面，高压绝缘子(24)的低压端固定连接在圆筒(22)的内壁上，高压绝缘子(24)中部高压端的下表面依次连接第二均压罩(25)、第二导电杆(26)和第三均压罩(27)；所述圆筒(22)的底端螺接有支撑杆(21)，支撑杆(21)的下端焊接底部盖板(13)的上表面，所述圆筒(22)与高压绝缘子(24)低压端的连接处螺接圆型空心环(23)，且在该连接处的圆型空心环(23)的外壁上插接有低温流体进管(17)和低温流体出管(18)，所述低温流体进管(17)和低温流体出管(18)的末端穿过底部盖板(13)与第二低温制冷设备(20)连接；所述中空电极(5)的外壁上开设有上下两个螺孔，分别螺接有高温流体进管(7)和高温流体出管(8)，所述空心圆柱筒(11)的侧壁上设有一开口，该开口通过插接密封盖板(12)进行密封，所述密封盖板(12)上开设有两个水平导出通孔，所述高温流体进管(7)和高温流体出管(8)分别通过两个导出通孔导出各自的末端，所述高温流体进管(7)和高温流体出管(8)的末端均与第一低温制冷设备(10)连接；所述底部盖板(13)上开设有充气孔(14)，孔内插接有充气管(15)；所述第一低温制冷设备(10)的内壁固定安装有高温流体箱(9)，所述高温流体箱(9)包括第一水泵(901)和第一温度传感器(902)，且第一水泵(901)固定连接高温流体进管(7)，第一温度传感器(902)固定连接高温流体出管(8)；所述第二低温制冷设备(20)的内壁固定安装有低温流体箱(19)，所述低温流体箱(19)包括第二水泵(1901)和第二温度传感器(1902)，且第二水泵(1901)固定连接低温流体进管(17)，第二温度传感器(1902)固定连接低温流体出管(18)；所述高温流体箱(9)和低温流体箱(19)内的流体均为去离子水与乙二醇的混合液。...

【技术特征摘要】
1.一种极寒条件下高压绝缘子沿面闪络实验装置，其特征在于：该装置包括封闭气室(1)、第一导电杆(3)和均压环(4)、保护电阻(28)、高压电源(29)、测量装置(a)、第一低温制冷设备(10)、第二低温制冷设备(20)、阻容分压器(30)和高压数字电压表(31)，所述高压电源(29)的一端接地，另一端依次连接保护电阻(28)和均压环(4)，阻容分压器(30)的高压端连接均压环(4)，接地端进行接地，输出端连接高压数字电压表(31)；所述封闭气室(1)的侧壁为空心圆柱筒(11)，所述空心圆柱筒(11)的下端开口处铆接有底部盖板(13)，且底部盖板(13)接地，所述空心圆柱筒(11)的上端口处固定密封有密封绝缘子(2)，所述密封绝缘子(2)的中心处贯穿插接有第一导电杆(3)，所述第一导电杆(3)的顶端套接有均压环(4)，所述测量装置(a)包括中空电极(5)、第一均压罩(6)、高压绝缘子(24)、低温流体循环圆筒(22)、第二均压罩(25)、第二导电杆(26)和第三均压罩(27)，所述中空电极(5)的顶端螺接第一导电杆(3)，所述中空电极(5)的底端固定安装有第一均压罩(6)，第一均压罩(6)的下端紧密贴合高压绝缘子(24)中部高压端的上表面，高压绝缘子(24)的低压端固定连接在圆筒(22)的内壁上，高压绝缘子(24)中部高压端的下表面依次连接第二均压罩(25)、第二导电杆(26)和第三均压罩(27)；所述圆筒(22)的底端螺接有支撑杆(21)，支撑杆(21)的下端焊接底部盖板(13)的上表面，所述圆筒(22)与高压绝缘子(24)低压端的连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛凡，周旭东，林莘，厉伟，王文杰，李晓龙，温苗，高佳，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21