本发明专利技术涉及一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备及其使用方法,解决了现有环氧树脂作为电力电气设备的绝缘介质发生击穿后不能够恢复绝缘,必须进行更换,由于更换难度大可能导致的整个设备损坏甚至报废的问题。该电力电气设备包括壳体以及设置在壳体内的若干只电气元件;所述若干只电气元件之间、以及电气元件与壳体之间设置有石蜡,石蜡的击穿强度大于电气元件间的场强。
A kind of power electrical equipment with self recovery of insulation performance and its use method
【技术实现步骤摘要】
一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备及其使用方法
本专利技术属于电介质在电气设备绝缘领域的应用,具体涉及一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备及其使用方法。
技术介绍
在电力电气设备、高压电气设备、气体开关等产品研发中,经常涉及电气元件和设备之间的绝缘问题,其绝缘特性直接决定了产品的性能、可靠性。现在广泛使用的体积绝缘的固体电介质(如环氧树脂等)通常硬度和熔点都较高,与器件的粘结力较强,一旦内部元件之间发生击穿后通常不能够恢复绝缘,更换绝缘介质的难度也非常大,通常会导致整个设备的报废,限制了重复应用,造成了大量的浪费。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中现有环氧树脂作为电力电气设备的绝缘介质发生击穿后不能够恢复绝缘,必须进行更换,由于更换难度大可能导致的整个设备损坏甚至报废,从而提出了一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备及其使用方法。本专利技术的技术方案如下:本专利技术提供了一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备,包括壳体以及设置在壳体内的若干只电气元件;所述若干只电气元件之间、以及电气元件与壳体之间设置有石蜡,石蜡的击穿强度大于电气元件间的场强。进一步地,上述电力电气设备还包括设置在壳体内部的加热单元。进一步地,上述电力电气设备还包括设置在壳体内部,且位于每个电气元件附近的状态监测单元,所述状态监测单元和加热单元相连接。进一步地,上述石蜡为80号微晶石蜡,其直流击穿场强>200kV/mm。进一步地,上述状态监测单元为电压传感器或电流传感器或温度传感器或探测局部放电的超声波检测元件。基于上述对电力电气设备结构的描述,现对当使用该设备如何进行绝缘性能自恢复的方法进行介绍,具体包括以下步骤:步骤1:击穿现象判断状态监测单元实时对壳体内部电气元件附近电信号进行检测并作出判断,当电信号出现异常时,则认为电气元件附近的石蜡发生了击穿放电现象;步骤2:确定石蜡的加热熔化时间;根据壳体内设置的石蜡绝缘介质体积、密度、比热容及加热功率计算石蜡的加热熔化时间;步骤3:石蜡的绝缘性能恢复;根据状态监测单元测得的电信号,控制加热单元开始加热,从而使得石蜡开始熔化,当达到石蜡的加热熔化时间后,状态监测单元控制加热单元断开加热,石蜡开始冷却凝固至原状态;重复执行加热-冷却过程2次及以上,石蜡绝缘性能恢复。进一步地,上述电信号为电压信号或电流信号或温度信号或局部放电的超声波信号。本专利技术具有的有益技术效果如下:1、本专利技术的电力电气设备的壳体中,加入状态监测单元和加热单元,通过状态监测单元监测电气元件的运行状态(是否发生击穿现象),当发生击穿时,可实时启动加热单元对石蜡进行2次及以上的加热-冷却重复处理过程,故设备无需人工更换检修,即可自动完成绝缘恢复,避免了设备的损坏。此外利用石蜡在熔化为液态下仍具有相当的耐击穿电压特性,甚至可能在不停机的情况下实现状态的恢复。2、本专利技术采用石蜡作为电气设备或部件的体积绝缘材料,石蜡材料成本更加低廉,制备流程更加简便;80号微晶石蜡的均匀场直流场击穿场强高达200kV/mm,可满足常规电气元件的绝缘性能要求,并可以减小绝缘体积。附图说明图1为一种本专利技术的结构示意图;图2为80号微晶石蜡在不同场型间距下的击穿电压值;图3为液态80号微晶石蜡和变压器油击穿电压分布值;图4为石蜡作为绝缘介质击穿后残余的碳化通道照片;图5为石蜡击穿并经加热熔化-冷却凝固重新制备后照片;图6为石蜡击穿并经过两次加热熔化-冷却凝固重新制备后照片;图7为本专利技术应用在干式变压器中的结构示意图;具体实施方式为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚,以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备及其使用方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本专利技术的优点和特征将更清楚。需要说明的是:附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的;其次,附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。参见图1,一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备的具体实施例,包括壳体1以及设置在壳体1内的电气元件2、加热单元4以及状态监测单元5;电气元件2至少一只(本实施例中电气元件为2只);各个电气元件2之间、以及电气元件2与壳体1之间均设置有石蜡3,石蜡3的击穿强度大于电气元件2间的场强(本实施例中石蜡为80号微晶石蜡,其直流击穿场强>200kV/mm);状态监测单元5安装在壳体1内部且位于电气元件2附近,状态监测单元5和加热单元4相连通,用于控制加热单元4的开启或关闭。通过上述对电力电气设备结构的简述,现对使用该设备时如何进行绝缘性能自恢复的方法进行一下阐述:步骤1:击穿现象判断状态监测单元(多个)实时对壳体内部电气元件附近的电压、电流、机内机外温度、局部放电产生的超声波信号,当发生信号异常时,认为电气元件附近的石蜡发生了击穿放电现象;步骤2:确定石蜡的加热熔化时间;根据壳体内设置的石蜡绝缘介质体积、密度、比热容及加热功率计算石蜡的加热熔化时间;步骤3:石蜡的绝缘性能恢复;状态监测单元控制加热单元开始加热,从而使得石蜡开始熔化,当达到石蜡的加热熔化时间后,状态监测单元控制加热单元断开加热,石蜡开始冷却凝固至原状态,上述加热熔化-冷却凝固的重复制备过程重复两次或以上,可保证石蜡的绝缘性能恢复。为了更好的佐证本专利技术的真实性、有效性以及创新性,本专利技术还提供了一下试验过程,来对本专利技术创造进行进一步说明:一、固态石蜡击穿特性测试:首先测试了石蜡的击穿特性,结果如图2所示,选取在较低温度下即可熔化和固化的石蜡作为传统固体绝缘电介质的替代,考虑到工作温度不宜太低,选择80号微晶石蜡作为试验具体对象。石蜡是弱极性(中性)电介质,电导损耗较多,主要以其直流电场下的绝缘特性作为参考。试验中采用直径10mm的球电极、直径10mm的板电极和底部直径10mm的尖电极,组成球-板间隙和尖-板间隙,在0.2—0.4mm间隙下测试了80号微晶石蜡在稍不均匀场和极不均匀场下的直流击穿特性,并在尖-板间隙下进行电压极性对调以验证其极性效应,考虑控制石蜡内部溶解气泡,采用真空密封加热方法,加热时使用真空加热箱,将箱体内气压抽至90Pa以下,为避免高温致石蜡发生化学反应,制备温度控制在100℃,并在真空环境下(气压小于90Pa)进行冷却制样,使石蜡在熔化并浸没电极后冷却凝固,制成石蜡试品;通过对试品进行直流击穿特性测试;结果表明,80号石蜡在直流均匀场下的击穿场强达200kV/mm。二、液态石蜡特性测试如图3所示,测量了石蜡在液体状态下的击穿电压。在1.5mm均匀场间隙下,100℃真空状态下加热的石蜡在液体状态下平均击穿电压为31.73kV,最低值为24.4kV;100℃空气中加热的石蜡在液体状态下的平均击穿电压为17.67kV,最本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备,包括壳体(1)以及设置在壳体(1)内的若干只电气元件(2);其特征在于:所述若干只电气元件(2)之间、以及电气元件(2)与壳体(1)之间设置有石蜡(3),石蜡(3)的击穿强度大于电气元件间的场强。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有绝缘性能自恢复的电力电气设备,包括壳体(1)以及设置在壳体(1)内的若干只电气元件(2);其特征在于:所述若干只电气元件(2)之间、以及电气元件(2)与壳体(1)之间设置有石蜡(3),石蜡(3)的击穿强度大于电气元件间的场强。
2.根据权利要求1所述的具有绝缘性能自恢复的电力电气设备,其特征在于:还包括设置在壳体(1)内部的加热单元(4)。
3.根据权利要求2所述的具有绝缘性能自恢复的电力电气设备,其特征在于:还包括设置在壳体(1)内部,且位于每个电气元件(2)附近的状态监测单元(5),所述状态监测单元(5)和加热单元(4)相连通。
4.根据权利要求2所述的具有绝缘性能自恢复的电力电气设备,其特征在于:所述石蜡为80号微晶石蜡,其直流击穿场强>200kV/mm。
5.根据权利要求3所述的具有绝缘性能自恢复的电力电气设备,其特征在于:状态监测单元为电压传感器或电流传感...
【专利技术属性】
技术研发人员:王天驰,陈伟,李俊娜,何石,郭帆,陈维青,王海洋,陈绍武,陈志强,
申请(专利权)人:西北核技术研究院,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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