一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，利用该装置能精确控制试验环境温度、气体混合比和压强等环境工况，以开展此工况下环保气体的绝缘性能试验。该装置采用不锈钢与ABS工程胶板相结合的结构，在更换电极和清理内壁时也较传统设备更加便捷。此外，本试验装置可开展以环保气体为绝缘介质的电力充气高压设备在运行工况下的绝缘、击穿、老化及相容等试验。特别是探究其在不同环境温度工况，不同电场形式、不同缓冲气体、不同气体混合比以及不同压强下的环保绝缘气体和缓冲气体的混合气体的绝缘特性。为环保绝缘气体在电气设备中的应用提供依据和指导。电气设备中的应用提供依据和指导。电气设备中的应用提供依据和指导。

【技术实现步骤摘要】
一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置


[0001]本专利技术涉及一种气体绝缘性能的试验装置，特别涉及适用于SF6气体或环保绝缘气体为介质的环境工况可控的绝缘性能试验装置。

技术介绍

[0002]SF6以其优异的绝缘和灭弧性能，被广泛应用于气体绝缘高压电力设备当中。但其温室效应系数为CO2的两万多倍，且在大气中存留的时间超过三千年，对环境有较大危害。据统计，当前SF6主要用于电力工业中，其中高压电力设备中SF6的用量约占电力工业总用气量的80％。近年来，高压电力设备数量迅猛增长，SF6气体的需求量也一路攀升，为了减轻SF6对环境的危害，亟需寻找一种新的环境友好型气体来代替SF6。在此背景下，国内外研究机构和学者相继发现了C4F7N、C5F
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O、CF3I、HFO
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1234yze(E)、HFO
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1234yf等潜在环保绝缘气体，这些环保绝缘气体表现出较好的绝缘性能和极低的温室效应系数，因此得到了广泛的研究。
[0003]作为环保绝缘气体最重要的性能之一，气体的绝缘性能是首先受到关注的对象。同时，气体绝缘电力设备在运行下，载流子的运动使得导体发热。长期运行下，GIS、GIL等设备中的气体绝缘介质长期处于高温的环境中，会对气体的绝缘性能产生影响。尽管目前已有多种气体绝缘性能试验设备，但这些设备大都存在着试验装置复杂、数据误差大、实验精度低等缺点，且这些装置多为局部加热形式，容易使得腔体内的气体绝缘介质受热不均匀。特别是当综合考虑涉及气体绝缘电力设备实际运行工况下的环境温度、湿度、缓冲气体占比等实验变量时，现有的设备难以对这些变量进行精确控制，因此在开展试验时具有一定的局限性。此外，北方纬度较低的地区的电力设备长期处于低温恶劣环境，致使SF6或其它环保绝缘气体的绝缘性能和耐受特性可能会大为降低，容易造成绝缘失效，从而发生事故。此外，已有的环保绝缘气体试验装置大都采用不锈钢结构，这种整体全为不锈钢的结构不仅造价高、重量大，而且占地面积大，不易移动。同时，当需要更换内部电极或清理内壁时，装置的拆卸和安装也极为繁琐。此外，一些试验装置为了使清理、更换电极等操作更加方便，于是将装置的体积设计得较大，虽然这在一定程度上减小了操作难度，但也会造成严重的气体浪费现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术涉及一种气体绝缘性能的试验装置，特别涉及使用环保绝缘气体作为实验研究对象的试验装置。本试验装置以探究气体的绝缘性能为基础，设计了一套能精确控制试验环境温度、气体混合比和压强的试验装置，该装置不仅结构简单，同时拥有读取数据准确、实验误差小的优点。特别是能够对于密闭放电腔体内的气体绝缘介质能够实现整体的恒定温度。该装置采用不锈钢与ABS工程胶板相结合的结构，整体易拆卸，在更换电极和清理内壁时也较传统设备更加便捷。此外，本试验装置重量轻，体积小，能够大幅度减少气体浪费。利用本试验装置可模拟以环保绝缘气体为绝缘介质的电力系统充气高压设备(如GIL
和GIS)处于运行状况或故障状况下时的绝缘状况，特别是探究其在高、低温，不同电场形式、不同缓冲气体、不同气体混合比和不同压强大小下的环保绝缘气体和缓冲气体的混合气体的绝缘性能，从而为环保绝缘气体在电力系统中的应用提供根本性的依据和建议。
[0005]本专利技术提供
[0006]与现有技术相比，本专利技术实施例的有益效果在于：
[0007](1)顶板与底板均使用ABS工程胶板制成，从而使得高压电极和地电极处于分离状态，即高压电极与地电极处于绝缘状态，同时，ABS工程胶板耐磨损，机械强度高，这使得整个放电实验腔体重量更轻，易于移动和拆卸。同时易拆卸的结构使得腔体体积较小，可以在一定程度上节省气体。
[0008](2)观察窗的设计有利于实验人员观察放电实验腔体内部的放电情况。当高压电极与地电极之间发生击穿时，可从观察窗中看到相应的放电现象，从而准确记录发生绝缘击穿时的电压值；
[0009](3)利用各旋塞阀之间的相互配合，可将不同气体混合比和不同压强大小的混合气体充入腔体中，数显压力表可直接读取放电实验腔体内的压强，电子温湿度变送器可准确读取放电实验腔体内的温度与湿度，数显压力表和电子温湿度变送器等数字电子仪器的使用大大减少了实验的读数误差；
[0010](4)烘箱可提供0
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120℃的恒温环境，将实验腔体放置于烘箱中，并将充放气装置、电子温湿度变送器和数显压力表置于烘箱外后，即可利用烘箱对不同温度下的环保绝缘气体开展绝缘击穿特性实验。
附图说明
[0011]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为充放气装置和放电实验腔体的实物图；
[0013]图2为经过改进的加热装置(烘箱)实物图；
[0014]图3为放电实验腔体置于加热装置(烘箱)内的主视图；
[0015]图4为不同电极形式的实物图；
[0016]图中：1
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高压接入端；2
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电子温湿度变送器；3
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第一连接孔；4
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大六角螺丝；5
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绝缘套圈；6
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第二连接孔；7
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顶板；8
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第三连接孔；9
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数显压力表；10
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观察窗；11
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侧盖；12
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石英玻璃；13
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小六角螺丝；14
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第四连接孔；15
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接地端；16
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硅氟橡胶圈；17
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底板；18
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第五连接孔；19
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罐体；20
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地电极；21
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高压电极；22
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温湿度探头；23
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耐高温硅胶管；24
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第一旋塞阀；25
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环保绝缘气体罐；26
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第二旋塞阀；27
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缓冲气体罐；28
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第三旋塞阀；29
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第一三通阀；30
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第二三通阀；31
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废气回收装置；32
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第四旋塞阀；33
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第三三通阀；34
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第五旋塞阀；35
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真空泵；36
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第六旋塞阀；37
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高压进线孔；38
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左侧孔；39
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右侧孔；40
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门把手；41
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聚四氟乙烯板；42
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烘箱观察窗；43
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，包括：充放气装置、放电实验腔体及加热装置；所述充放气装置通过耐高温硅胶管(23)从第五连接孔(18)插入所述放电实验腔体的内部，所述放电实验腔体置于所述加热装置的内部；所述放电实验腔体包括：高压接入端(1)、电子温湿度变送器(2)、大六角螺丝(4)、绝缘套圈(5)、顶板(7)、数显压力表(9)、观察窗(10)、侧盖(11)、石英玻璃(12)、小六角螺丝(13)、接地端(15)、硅氟橡胶圈(16)、底板(17)、罐体(19)、地电极(20)、高压电极(21)、温湿度探头(22)；所述高压接入端(1)穿过所述顶板(7)上的第二连接孔(6)插入所述罐体(19)的内部并与所述高压电极(21)固定连接，且所述高压接入端(1)与所述高压电极(21)的连接体外部套有所述绝缘套圈(5)；所述电子温湿度变送器(2)通过所述顶板(7)上的第一连接孔(3)插入所述罐体(19)的内部并与所述温湿度探头(22)固定连接；所述顶板(7)和所述底板(17)均通过所述大六角螺丝(4)与所述罐体(19)固定，形成密闭腔体；所述底板(17)与所述罐体(19)的连接处设置有硅氟橡胶圈(16)；所述顶板(7)与所述罐体(19)的连接处设置有硅氟橡胶圈；所述观察窗(10)固定于所述罐体(19)侧部；所述侧盖(11)通过所述小六角螺丝(13)固定于所述观察窗(10)端部；所述观察窗(10)与所述侧盖(11)的连接处设置有硅氟橡胶圈，通过所述侧盖(11)上的石英玻璃(12)观察所述罐体(19)的内部；所述接地端(15)通过所述底板(17)上的第四连接孔(14)插入所述罐体(19)的内部并与所述罐体(19)内部的地电极(20)固定连接；所述数显压力表(9)通过耐高温硅胶管并由第三连接孔(8)插入所述罐体(19)内部；所述充放气装置包括：第一旋塞阀(24)、第二旋塞阀(26)、第三旋塞阀(28)、第四旋塞阀(32)、第五旋塞阀(34)、第六旋塞阀(36)、第一三通阀(29)、第二三通阀(30)、第三三通阀(33)、耐高温硅胶管(23)、环保绝缘气体罐(25)、缓冲气体罐(27)、真空泵(35)、废气回收装置(31)；通过所述耐高温硅胶管(23)、所述第一三通阀(29)、所述第二三通阀(30)、所述第三三通阀(33)、所述第一旋塞阀(24)、所述第二旋塞阀(26)、所述第三旋塞阀(28)、所述第四旋塞阀(32)、所述第五旋塞阀(34)及所述第六旋塞阀(36)将所述环保绝缘气体罐(25)、缓冲气体罐(27)、真空泵(35)、废气回收装置(31)与罐体(19)联通；所述充放气装置穿过左侧壁的左侧孔(38)后接出所述加热装置的外部；所述加热装置包括：高压进线孔(37)、左侧孔(38)、右侧孔(39)、门把手(40)、聚四氟乙烯板(41)、烘箱观察窗(42)、开关(43)、仪表盘(44)；所述加热装置为一烘箱，加热装置的顶部设有高压进线孔(37)，左侧壁设有左侧孔(38)，右侧壁设有右侧孔(39)；高压导线穿过顶部的高压进线孔(37)后接出所述加热装置的外部；所述数显压力表(9)和所述电子温湿度变送器(2)穿过左侧壁的左侧孔后接出所述加热装置的外部，所述接地端(15)通过接地线与大地连接，所述接地线穿过右侧壁的右侧孔(39)后接出所述加热装置外部，所述接地线为裸铜导线。2.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述高压接入端(1)为电压输入端，所用材料为黄铜，高压接入端(1)的端部焊接有一金属圆球以便连接导线；第二连接孔(6)用硅氟橡胶圈进行密闭处理。3.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述电子温湿度变送器(2)通过导线经所述顶板(7)边缘的第一连接孔(3)与放电实验腔体内的温湿度探头(22)相连，电子温湿度变送器(2)实时读取腔体内的温度与湿度；第一连接
孔(3)用硅氟橡胶圈进行密闭处理。4.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述顶板(7)上设有6个所述大六角螺丝(4)，6个螺丝均匀地分布在顶板的四周；螺丝拧紧后使所述顶板(7)与所述罐体(19)处于密闭状态，通过拆卸螺丝使所述顶板(7)与所述罐体(19)分离。5.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述绝缘套圈(5)的材料为硅橡胶，所述绝缘套圈(5)包裹于所述高压接入端(1)裸露出的端部。6.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述顶板(7)由ABS工程胶板制成，所述顶板(7)的顶部有第二连接孔(6)，所述顶板(7)的侧壁有第一连接孔(3)和第三连接孔(8)。7.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述数显压力表(9)通过耐高温硅胶管(23)穿过第三连接孔(8)后与腔体内部联通；所述第三连接孔(8)用硅氟橡胶圈进行密闭处理。8.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述观察窗(10)为一中空圆柱体，位于罐体(19)的侧壁，并与所述罐体(19)焊接在一起；所述观察窗(10)的材料为316L不锈钢。9.如权利要求8所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述侧盖(11)与所述观察窗(10)之间用硅氟橡胶圈进行密闭处理，所述侧盖(11)的材料为316L不锈钢。10.如权利要求9所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述石英玻璃(12)与所述侧盖(11)连在一起，所述石英玻璃(12)的厚度为20mm。11.如权利要求9所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述小六角螺丝(13)共有6个，通过对小六角螺丝(13)的拆卸实现对所述侧盖(11)的拆卸。12.如权利要求1所述的一种环境工况可控的环保气体绝缘性能试验装置，其特征在于，所述接地端(15)的材料为黄铜；所述接地端(15)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永言，唐念，李丽，孙东伟，李智，刘杰，甘辉，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：