一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置与方法，属于高电压设备实验技术领域。所述电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置包括：封闭气室、上高压导杆、下高压导杆、接地外壳、电荷测量探头、中空电极和高压电源，上高压导杆与封闭气室的顶部内侧连接，下高压导杆与测试绝缘子连接，接地外壳设置于下高压导杆的外侧，电荷测量探头设置于测试绝缘子的侧面上方，中空电极与封闭气室的顶部外侧连接，高压电源的正极与中空电极相连，接地电极接地。所述电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置与方法能够模拟高压导杆在不同温度下的电荷与闪络测试，能够实现加温与加压同时进行，并在外部对封闭气室内部进行加热，提高试验结果的准确性。准确性。准确性。
【技术实现步骤摘要】
一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置与方法
[0001]本专利技术涉及高电压设备实验
，特别涉及一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置与方法。
技术介绍
[0002]直流GIS(气体绝缘封闭开关设备)与交流GIS相比盆式绝缘子表面电荷聚集一直是影响直流GIS大量实用化的关键技术难题之一。在直流的作用下，GIS内部盆式绝缘子表面电荷积聚严重，而积聚的电荷可能畸变绝缘子沿面原有的电场分布，导致绝缘子的绝缘性能严重下降，引起绝缘故障。因此，我们必须采取实验的方式对电荷的积聚情况进行研究。
[0003]在不同的负载下，正常运行的GIS中心导杆载流发热导致气体及绝缘子温度非均匀分布，导杆与外壳间形成30℃左右温度差，并随电流升高而增大。相比于介电常数，绝缘子电导随着母线的温度变化，因此直流电场分布受温度场影响明显同时，温度梯度场下电荷分布特性与均一温度场存在差异，随中心载流导体温度升高，局部电荷密度上升，导致电场严重畸变随着传输容量的提升和直流电压等级的提高，设备将面临高负载电流导致的高温度差以及高场下严重电荷积聚对直流电场分布的共同影响。当直流GIS高压导杆与外壳间存在温度梯度时，绝缘子沿面最大电场强度所在位置将向温度较低的一侧移动，且温度越高绝缘子沿面闪络电压越低。直流GIL绝缘子温度梯度导致体电导率不均匀变化将引起空间电荷积聚进而造成电场畸变，对表面电荷积聚有显著影响。
[0004]目前，GIS绝缘子加热复合场电荷与闪络平台存在不足之处，有的加热复合场电荷与闪络平台通过在腔体内部对高压导杆进行加热，虽然这样能够实现了绝缘子的温度可调以及模拟实际工况，但是在内部设置加热装置会造成装置的气密性不能得到保证，对实验结果产生一定的影响。有的温度梯度场下电荷实验研究通过加热片的方式加热，这种方式有着受热不均，加热缓慢的缺点，严重时还会损坏样品，这样的方式还会会影响绝缘子表面的电荷分布。
技术实现思路
[0005]为了解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置与方法，其能够模拟高压导杆在不同温度下的电荷与闪络测试，能够实现加温与加压同时进行，并在外部对封闭气室内部进行加热，提高试验结果的准确性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0007]一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，包括：
[0008]封闭气室，其设置有视窗；
[0009]上高压导杆，其与所述封闭气室的顶部内侧连接；
[0010]下高压导杆，其顶部与测试绝缘子连接，其底端与旋转升降机构连接；
[0011]接地外壳，其设置于所述下高压导杆的外侧，所述接地外壳的底部与升降机构连
接；
[0012]电荷测量探头，其设置于所述测试绝缘子的侧面上方，所述电荷测量探头分别与电位计和伸缩旋转机构相连；
[0013]中空电极，其与所述封闭气室的顶部外侧连接，并且所述中空电极与储油箱连通；以及
[0014]高压电源，其正极与所述中空电极相连，其接地电极接地。
[0015]进一步的，所述储油箱内设置有加热装置、温度传感器和油泵，所述加热装置和温度传感器均与控温装置连接，所述温度传感器检测储油箱内油的温度发送到控温装置，控温装置根据设定的阈值，控制加热装置进行加热。
[0016]进一步的，所述中空电极设置有进油口和出油口，所述进油口与所述储油箱的流出管相连，所述出油口与所述储油箱的流入管相连。
[0017]进一步的，所述中空电极的顶端，以及所述上高压导杆和下高压导杆相对的一端均设置有均压罩。
[0018]进一步的，所述伸缩旋转机构与电荷测量探头的外壁连接，所述伸缩旋转机构包括带动电荷测量探头左右移动的滚珠丝杠结构以及带动电荷测量探头旋转的锥齿轮组机构。
[0019]进一步的，所述旋转升降机构、升降机构和伸缩旋转机构均设置于封闭气室的外部，所述旋转升降机构、升降机构和伸缩旋转机构与封闭气室的连接处均进行密封设置。
[0020]进一步的，所述封闭气室包括上下开口的圆柱筒、密封设置于圆柱筒下方的下端端盖以及密封设置于圆柱筒上方的盆式绝缘子。
[0021]进一步的，所述下高压导杆的底部通过绝缘材料与旋转升降机构连接，所述接地外壳和下高压导杆均接地。
[0022]进一步的，一种电热复合场下绝缘子电荷试验方法，采用上述一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，包括如下步骤：
[0023]S1、将测试绝缘子固定在下高压导杆顶部的均压罩上，再将封闭气室的盆式绝缘子与圆柱筒顶部密封连接；将封闭气室抽真空，并向封闭气室充入设定压强的绝缘气体；
[0024]S2、通过控温装置使储油箱内的油温达到设定温度；
[0025]S3、通过伸缩旋转机构使电荷测量探头旋转到与上高压导杆平行的位置，并使电荷测量探头向右移动；通过旋转升降机构控制测试绝缘子上升，使测试绝缘子的顶部与上高压导杆下端的均压罩接触；通过升降机构带动接地外壳上升，使接地外壳与测试绝缘子的外周接触；
[0026]S4、开启储油箱内的油泵对中空电极进行加热，以实现对测试绝缘子进行加热；打开高压电源，对测试绝缘子的两端施加设定幅值和设定时间的电压；
[0027]S5、达到设定幅值和设定时间后，关闭高压电源，同时关闭油泵；通过升降机构带动接地外壳下移，旋转升降机构带动测试绝缘子下移；
[0028]S6、通过伸缩旋转机构使电荷测量探头向左移动，并使电荷测量探头旋转到测量位置；通过旋转升降机构带动测试绝缘子旋转；电荷测量探头对测试绝缘子表面的电位进行测量，并发送给电位计，实验结束。
[0029]进一步的，一种电热复合场下绝缘子闪络试验方法，采用上述一种电热复合场下
绝缘子电荷与闪络试验装置，包括如下步骤：
[0030](1)将测试绝缘子固定在下高压导杆顶部的均压罩上，再将封闭气室的盆式绝缘子与圆柱筒顶部密封连接；将封闭气室抽真空，并向封闭气室充入设定压强的绝缘气体；
[0031](2)通过控温装置使储油箱内的油温达到设定温度；
[0032](3)通过伸缩旋转机构使电荷测量探头旋转到与上高压导杆平行的位置，并使电荷测量探头向右移动；通过旋转升降机构控制测试绝缘子上升，使测试绝缘子的顶部与上高压导杆下端的均压罩接触；通过升降机构带动接地外壳上升，使接地外壳与测试绝缘子的外周接触；
[0033](4)开启储油箱内的油泵对中空电极进行加热，以实现对测试绝缘子进行加热；打开高压电源，对测试绝缘子的两端施加电压，使测试绝缘子闪络；
[0034](5)测试绝缘子闪络后，关闭高压电源，同时关闭油泵；通过升降机构带动接地外壳下移，旋转升降机构带动测试绝缘子下移；
[0035](6)通过伸缩旋转机构使电荷测量探头向左移动，并使电荷测量探头旋转到测量位置；通过旋转升降机构带动测试绝缘子旋转；电荷测量探头对测试绝缘子表面的电位进行测量，并发送给电位计，实验结束。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，包括：封闭气室，其设置有视窗；上高压导杆，其与所述封闭气室的顶部内侧连接；下高压导杆，其顶部与测试绝缘子连接，其底端与旋转升降机构连接；接地外壳，其设置于所述下高压导杆的外侧，所述接地外壳的底部与升降机构连接；电荷测量探头，其设置于所述测试绝缘子的侧面上方，所述电荷测量探头分别与电位计和伸缩旋转机构相连；中空电极，其与所述封闭气室的顶部外侧连接，并且所述中空电极与储油箱连通；以及高压电源，其正极与所述中空电极相连，其接地电极接地。2.根据权利要求1所述的一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，所述储油箱内设置有加热装置、温度传感器和油泵，所述加热装置和温度传感器均与控温装置连接，所述温度传感器检测储油箱内油的温度发送到控温装置，控温装置根据设定的阈值，控制加热装置进行加热。3.根据权利要求1所述的一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，所述中空电极设置有进油口和出油口，所述进油口与所述储油箱的流出管相连，所述出油口与所述储油箱的流入管相连。4.根据权利要求1所述的一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，所述中空电极的顶端，以及所述上高压导杆和下高压导杆相对的一端均设置有均压罩。5.根据权利要求1所述的一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，所述伸缩旋转机构与电荷测量探头的外壁连接，所述伸缩旋转机构包括带动电荷测量探头左右移动的滚珠丝杠结构以及带动电荷测量探头旋转的锥齿轮组机构。6.根据权利要求1所述的一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，所述旋转升降机构、升降机构和伸缩旋转机构均设置于封闭气室的外部，所述旋转升降机构、升降机构和伸缩旋转机构与封闭气室的连接处均进行密封设置。7.根据权利要求1所述的一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，所述封闭气室包括上下开口的圆柱筒、密封设置于圆柱筒下方的下端端盖以及密封设置于圆柱筒上方的盆式绝缘子。8.根据权利要求1所述的一种电热复合场下绝缘子电荷与闪络试验装置，其特征在于，所述下高压导杆的底部通过绝缘材料与旋转升降机构连接，所述接地外壳和下高压导杆均接地。9.一种电热复合场下绝缘子电荷试验方法，采用权利要求1
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8任意一项所述的一种电热复合场下绝缘子...
【专利技术属性】
技术研发人员：王欣，陈捷元，王志敏，葛志成，赵天成，张赛鹏，黄涛，董洪达，田旭，李晓龙，
申请(专利权)人：国网吉林省电力有限公司电力科学研究院沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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