一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台制造技术

技术编号:22329151 阅读:64 留言:0更新日期:2019-10-19 12:05
本发明专利技术属于高压闪络试验技术领域,尤其涉及一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台,包括依次相连的:升电压装置、套管、试验腔体;其中,套管和试验腔体内部通过高压导杆连接,高压导杆末端与加热电极之间固定绝缘试样,加热电极通过金属支撑杆与试验腔体外的千斤顶连接;试验腔体下部的外侧安装有超声波传感器,试验腔体的中部法兰装有石英窗片,石英窗片的外侧装有对准绝缘试样的光电倍增管,试验腔体的末端安装非金属法兰板,非金属法兰板的外侧安装有特高频传感器。可实现电应力、温度应力以及机械应力的同时施加,模拟实际工况中的多种温度机械应力条件,有利于掌握温度及机械应力对绝缘件沿面局部放电及闪络特征的影响规律。

【技术实现步骤摘要】
一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台
本专利技术属于高压闪络试验
,尤其涉及一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台。
技术介绍
特高压开关设备是智能电网的关键设备,近年来的数据统计表明,绝缘故障始终是影响GIS(GasInsulatedSwitchgear)可靠性的重要因素之一。环氧绝缘件是特高压开关电气设备中的重要元件,通过研究环氧绝缘件缺陷诊断与运维技术,降低盆式绝缘子的故障率,提高特高压开关设备的运行可靠性,对于电网的安全稳定运行有重要意义。一方面,盆式绝缘子制造过程中产生的微小缺陷难以发现,顺利通过出厂试验的盆式绝缘子,仍可能在运行过程中引发故障;另一方面,特高压开关设备的运行过程中,在电热力多场耦合的作用下,可能导致环氧绝缘件缺陷的发生、发展甚至引发闪络,目前对于盆式绝缘子故障原因和缺陷类型的分析解释依然缺少研究依据,仍未掌握闪络机理,迄今很难预测,严重影响特高压电气设备可靠性。目前国内外的高压闪络试验研究主要针对电压应力上,而实际工况中绝缘件表面会由于高压导杆的焦耳热产生温度梯度,并且由于重力以及装配过程中的受力不均会使绝缘件受到机械应力。因此急需专利技术一种可满足电应力、温度应力、机械应力三者共同施加与调控的试验平台。并且为抓取多重局部放电信号,基于该平台可开展超声波、光电倍增管、特高频局部放电信号测量的实验研究,为实际工况下GIS绝缘件的局部放电特性以及闪络特性研究奠定基础。
技术实现思路
针对上述问题,本专利技术提出了一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台,包括依次相连的:升电压装置、套管、试验腔体;其中,套管和试验腔体内部通过高压导杆连接,高压导杆末端与加热电极之间固定绝缘试样,加热电极通过金属支撑杆与试验腔体外的千斤顶连接;试验腔体下部的外侧安装有超声波传感器,试验腔体的中部法兰装有石英窗片,石英窗片的外侧装有对准绝缘试样的光电倍增管,试验腔体的末端安装非金属法兰板,非金属法兰板的外侧安装有特高频传感器。所述升电压装置包括依次相连的:试验变压器、保护电阻、耦合电容,通过套管向高压导杆施加交流电压。所述加热电极为圆形铝板,铝板下表面贴有加热陶瓷贴片和微型无线温度传感器。所述千斤顶为3T型油式千斤顶,用来对绝缘试样施加挤压式机械应力。所述高压导杆通过盆式绝缘子固定于试验腔体的中心,高压导杆末端通过绝缘支撑柱与试验腔体上部固定。所述试验腔体采用铝合金制成并安装有阀门和气压表,在试验腔体中充入0.5MPa的SF6气体来模拟真实GIS的绝缘条件。所述绝缘试样为圆柱环氧树脂,通过均压罩夹放在高压导杆末端与加热电极之间。所述陶瓷加热片通过导线和气密航空插头引出试验腔体,之后导线连接温控箱和直流电源,该温控箱根据无线温度传感器接收到的温度信号控制直流电源的开断从而控制加热电极的温度,实现0-80℃可控调节。所述千斤顶通过调节上升高度作为标定绝缘试样应力的方式。所述石英窗片通过法兰和O形圈密封安装于试验腔体前侧的外部,在安装时确保石英窗片的圆心与绝缘试样的中心在一条线上;石英窗片外部安装有光电倍增管的支架。本专利技术具有如下优点:(1)可实现电应力、温度应力以及机械应力的同时施加,可模拟实际工况中的多种温度机械应力条件。(2)通过安装声光电联合测量平台,有利于掌握温度及机械应力对绝缘件沿面局部放电特性及闪络特性的影响规律。附图说明图1为本专利技术提供的一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台示意图;图2为本专利技术提供的一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台中试验腔体结构主视图示意图;图3为本专利技术提供的一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台中试验腔体结构侧视图示意图。其中:1为试验变压器;2为保护电阻;3为耦合电容;4为套管;5为带气压表的阀门;6为高压导杆;7为盆式绝缘子;8为试验腔体;9为绝缘试样;10为上下均匀罩;11为绝缘支撑柱;12为加热电极;13为陶瓷加热片;14为无线温度传感器;15为金属支撑柱;16为气密航空插头;17为超声传感器(PZT);18为非金属介质窗;19为特高频传感器(UHF);20为温控箱;21为直流电源;22为千斤顶;23为石英介质窗;24为光电倍增管(PMT)。具体实施方式本专利技术提出了一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台,包括依次相连的:升电压装置、套管、试验腔体;其中,套管和试验腔体内部通过高压导杆连接,高压导杆末端与加热电极之间固定绝缘试样,加热电极通过金属支撑杆与试验腔体外的千斤顶连接;试验腔体下部的外侧安装有超声波传感器,试验腔体的中部法兰装有石英窗片,石英窗片的外侧装有对准绝缘试样的光电倍增管,试验腔体的末端安装非金属法兰板,非金属法兰板的外侧安装有特高频传感器。所述升电压装置包括依次相连的:试验变压器、保护电阻、耦合电容,通过套管向高压导杆施加交流电压。所述加热电极为圆形铝板,铝板下表面贴有加热陶瓷贴片和微型无线温度传感器。所述千斤顶为3T型油式千斤顶,用来对绝缘试样施加挤压式机械应力。所述高压导杆通过盆式绝缘子固定于试验腔体的中心,高压导杆末端通过绝缘支撑柱与试验腔体上部固定。所述试验腔体采用铝合金制成并安装有阀门和气压表,在试验腔体中充入0.5MPa的SF6气体来模拟真实GIS的绝缘条件。所述绝缘试样为圆柱环氧树脂,通过均压罩夹放在高压导杆末端与加热电极之间。所述陶瓷加热片通过导线和气密航空插头引出试验腔体,之后导线连接温控箱和直流电源,该温控箱根据无线温度传感器接收到的温度信号控制直流电源的开断从而控制加热电极的温度,实现0-80℃可控调节。所述千斤顶通过调节上升高度作为标定绝缘试样应力的方式。所述石英窗片通过法兰和O形圈密封安装于试验腔体前侧的外部,在安装时确保石英窗片的圆心与绝缘试样的中心在一条线上;石英窗片外部安装有光电倍增管的支架。下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。在图1所示的电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台示意图中,高压导杆6通过绝缘子7固定于试验腔体8的中心,绝缘试样9放置在高压导杆6下方,下端通过金属电极接地。试验变压器1经过保护电阻2和耦合电容3通过套管4向高压导杆6施加工频交流电压。在图2所示的试验平台中试验腔体内部结构示意图中,绝缘试样9固定安装在上下均压罩10之间,下极板为加热极板12。温度控制系统包括陶瓷加热片13、温度传感器14、温控箱20以及直流电源21。其中陶瓷加热片13和温度传感器14固定在加热电极12的下端,温控箱20和直流电源21在腔体的外部,通过导线与陶瓷加热片13连接,温控箱20可以设置指定温度,到达指定温度通过无线温度传感器14反馈信号到温控箱20,然后控制直流电源21的断开,当反馈温度信号低于指定温度,则控制直流电源21的打开。机械装置包括绝缘支撑柱11、金属支撑住15以及千斤顶22,通过调整千斤顶的高度对绝缘试样9产生挤压应力,绝缘支撑柱11起支撑固定的作用,防止高压导杆6高度的抬升。图2中超声传感器17以及特高频传感器19为测量局部放电产生的超声波信号和电磁波信号。在图3所示试验腔体结构侧视图中,光电倍增管24为测量局部放电产生的光信号,石英介质窗23为确保发生局部放电时绝缘试样9表面的光信号可传输到光电倍增管24。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台,其特征在于,包括依次相连的:升电压装置、套管、试验腔体;其中,套管和试验腔体内部通过高压导杆连接,高压导杆末端与加热电极之间固定绝缘试样,加热电极通过金属支撑杆与试验腔体外的千斤顶连接;加热电极为圆形铝板,铝板下表面贴有加热陶瓷贴片和微型无线温度传感器,陶瓷加热片通过导线和气密航空插头引出试验腔体,之后导线连接温控箱和直流电源,该温控箱根据无线温度传感器接收到的温度信号控制直流电源的开断从而控制加热电极的温度,实现0‑80℃温度可控调节;千斤顶通过调节上升高度用来对绝缘试样施加挤压式机械应力,实现0‑80MPa应力可控调节;升电压装置通过套管向高压导杆施加交流电压;试验腔体下部的外侧安装有超声波传感器,试验腔体的中部法兰装有石英窗片,石英窗片的外侧装有对准绝缘试样的光电倍增管,试验腔体的末端安装非金属法兰板,非金属法兰板的外侧安装有特高频传感器。

【技术特征摘要】
1.一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台,其特征在于,包括依次相连的:升电压装置、套管、试验腔体;其中,套管和试验腔体内部通过高压导杆连接,高压导杆末端与加热电极之间固定绝缘试样,加热电极通过金属支撑杆与试验腔体外的千斤顶连接;加热电极为圆形铝板,铝板下表面贴有加热陶瓷贴片和微型无线温度传感器,陶瓷加热片通过导线和气密航空插头引出试验腔体,之后导线连接温控箱和直流电源,该温控箱根据无线温度传感器接收到的温度信号控制直流电源的开断从而控制加热电极的温度,实现0-80℃温度可控调节;千斤顶通过调节上升高度用来对绝缘试样施加挤压式机械应力,实现0-80MPa应力可控调节;升电压装置通过套管向高压导杆施加交流电压;试验腔体下部的外侧安装有超声波传感器,试验腔体的中部法兰装有石英窗片,石英窗片的外侧装有对准绝缘试样的光电倍增管,试验腔体的末端安装非金属法兰板,非金属法兰板的外侧安装有特高频传感器。2.根据权利要求1所述平台,其特征在于,所述升电压装置包...

【专利技术属性】
技术研发人员:马国明李成榕路士杰周宏扬张连根吴昱怡崔博源
申请(专利权)人:华北电力大学中国电力科学研究院有限公司国网江苏省电力有限公司
类型:发明
国别省市:北京,11

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