本发明专利技术涉及一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法及测试系统，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对绝缘子样品表面进行预处理；步骤2、将步骤1中预处理后的绝缘子样品在室温下进行粗化处理，得到能够提高金属颗粒启举电压的绝缘子。本发明专利技术采用绝缘子表面粗化处理装置对绝缘子表面进行粗化处理，通过砂纸改变绝缘子表面粗糙度，不会引入新的界面，能减小对绝缘系统产生的不利影响，提高绝缘系统的可靠性。性。性。
【技术实现步骤摘要】
一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法及测试系统
[0001]本专利技术属于直流气体绝缘输电线路防护
，涉及一种金属颗粒启举电压提升方法及测试系统，尤其是一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法及测试系统。
技术介绍
[0002]直流气体绝缘输电线路(Gas Insulated Transmission Lines，GIL)因其环境友好、输送能力强、能量损耗小、抗干扰能力强、可靠性高等优点，其在特高压输电、城市变电站和海上换流站等领域有着巨大的应用前景。但是，在生产、装配和运行过程中，GIL腔体内部会不可避免存在金属颗粒，金属粒子在电场作用下会发生运动，对稳态电场造成局部扰动；另外，由于粒子形状不规则，其周围更容易发生电离，为腔室内部引入电荷，这些电荷在绝缘子表面发生积聚，则容易导致局部电场畸变，大大增加沿面闪络发生概率，从而引发绝缘失效。因为直流GIL中金属颗粒的运动容易发生沿面闪络等现象，进而引发事故，研究金属颗粒启举电压提高方法对直流GIL防护设计具有重要意义。
[0003]目前抑制金属颗粒启举电压的方法主要包括电极覆膜，绝缘子预埋电极，粒子陷阱等。
[0004]其中，覆膜材料耐热温度不高，不能满足高电压大电流系统的温度要求。此外，薄膜与电极的粘结性能差，在应用中需使用胶粘剂以保证接触良好，而胶粘剂又有明显的缺点：
①
稳定性差，薄膜和金属导体间的热膨胀系数相差很大，长期的高温运行环境很易导致薄膜脱落，从而可能会引发绝缘事故，如间隙击穿等；
②
胶粘剂会影响导体的散热，导致电极和薄膜温度升高，降低胶粘层和薄膜的使用寿命；
③
引入更多界面使导体表面电场分布不均，易引起界面闪络或微放电发生，降低绝缘强度。
[0005]绝缘子预埋电极，在绝缘子生产过程中就需要将电极置于绝缘子内，电极的安装、检修和更换极不方便；另外该方法的造价也较高，此外预埋电极虽然能阻碍导电颗粒靠近绝缘子，但是对于贯穿性的运动几乎没有作用。
[0006]颗粒陷阱在形成底部低场强区的同时也会导致顶端场强的增大和周围电场的畸变，陷阱的棱角边缘场强增大最严重，影响范围会随着陷阱宽度增大而增大，这就可能导致颗粒的启举电压降低。其次陷阱对线形和粉尘类金属颗粒的捕获效果一般，尤其是直流输电系统中的大型线形颗粒和粉尘颗粒，另外颗粒陷阱对贯穿性颗粒运动抑制效果不佳。
[0007]因此，如何研发出一种在保证绝缘系统可靠性的同时，能够明显提高绝缘子附近金属颗粒的启举电压，且操作方便的绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法及测试系统是本领域技术人员亟待解决的技术难题。
[0008]经检索，未发现与本专利技术相同或相似的已公开的专利文献。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提出一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法及测试系统，在保证绝缘系统可靠性的同时提高直流GIL内金属颗粒的启举电压。
[0010]本专利技术解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
[0011]一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法，包括以下步骤：
[0012]步骤1、对绝缘子样品表面进行预处理；
[0013]步骤2、将步骤1中预处理后的绝缘子样品在室温下进行粗化处理，得到能够提高金属颗粒启举电压的绝缘子。
[0014]而且，所述步骤1的具体步骤包括：
[0015](1)准备好工业级盆式绝缘子样品，其成分为微米级三氧化二铝和环氧树脂浇筑；
[0016](2)对步骤(1)中准备好的绝缘子样品表面进行预处理，用于去除表面脏污保持洁净。
[0017]而且，所述步骤2的具体步骤包括：
[0018](1)将尺寸为7cm
×
4cm的2000目砂纸的正面朝向待粗化处理的绝缘子样品，背面通过热熔胶粘贴在尺寸为7cm
×
4cm
×
0.5cm的铝合金垫片上，该铝合金垫片背面与螺杆一端焊接在一起；
[0019](2)选用弹性系数为100N/m，长度为30cm的弹簧，安装在螺杆上，该弹簧的一端与铝合金垫片连接，另一端与支架连接；在支架上设置水平线夹角为45度，半径为0.5cm的倾斜圆孔，所述螺杆的另一端从支架上的倾斜圆孔穿过；在螺杆上螺纹连接有用于压缩弹簧的螺母，通过拧紧在螺杆上的螺母压缩弹簧至10cm，在螺母与支架之间放置垫片，并将最大伸缩长度为30cm，最小伸缩长度为5cm的伸缩杆两端分别与铝合金垫片和支架固装，以保持铝合金垫片不会旋转；
[0020](3)将旋转电机通过螺栓固定在实验平台上，旋转电机中心轴与绝缘子垫台焊接，将绝缘子两端通过螺栓固定在绝缘子垫台上；
[0021](4)放松螺母，使弹簧长度为14
‑
16cm，尺寸为7cm
×
4cm的2000目砂纸与旋转绝缘子表面接触，其中砂纸与绝缘子表面之间的压力为14
‑
16N。
[0022](5)控制旋转电机带动绝缘子绕中心轴线保持58
‑
62转/分钟速度旋转，以进行绝缘子表面粗化处理，粗化处理时间为30
‑
32分钟。
[0023]一种对绝缘子样品在室温下进行粗化处理的装置，包括：铝合金垫片，该铝合金垫片的一侧端面上贴覆有砂纸，用于对绝缘子表面进行粗化处理；该铝合金垫片的另一侧端面上固装螺杆，在螺杆上套装有弹簧，该弹簧的一端与铝合金垫片连接，另一端与支架连接；所述螺杆的另一端贯穿支架并与螺母螺纹连接在一起，该螺母用于压缩弹簧。
[0024]而且，所述支架的对应位置制有水平线夹角为45度，半径为0.5cm的倾斜圆孔，所述螺杆的另一端从支架上的倾斜圆孔穿过；所述螺母下方同轴套装有垫片；在所述螺杆一侧的铝合金垫片和支架之间固装有伸缩杆；所述绝缘子安装在绝缘子垫台上并通过螺栓固定，在该绝缘子垫台的下方连接有旋转电机，该旋转电机安装在实验平台上。
[0025]一种金属颗粒的启举电压测试系统，包括：圆柱形密封气室，在该圆柱形密封气室用于模拟GIL的运行环境，其内设置有GIL模型，用于金属颗粒的启举电压测试；
[0026]而且，所述圆柱形密封气室一端与高压直流电源相连接，另一端接地，用于为测试系统提供电源输入；所述圆柱形密封气室的上下两侧内端面上安装有两个铜电极，其中上侧电极与高压直流电源连接，下侧电极接地；所述上侧电极通过导线与高压直流电源连接，并在导线上套装圆柱形绝缘子，该柱形绝缘子通过螺栓固装在圆柱形密封气室上方，用于
保持与圆柱形密封气室绝缘；所述高压直流电源的一端通过电阻与圆柱形密封气室相连接；所述圆柱形置密封气室下方安装有调距旋钮，且配有螺旋测微器，用于调节下侧电极位置，在该圆柱形置密封气室上方安装有用于检测腔体内气体压强的气压计；所述圆柱形密封气室设有两个气体接口，下侧接口通过气管快速接头与导气管相连接，导气管通过气管快速接头与真空泵相连接，进行抽气放气，实现气室内气压变化；左侧接口通过气管快本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、对绝缘子样品表面进行预处理；步骤2、将步骤1中预处理后的绝缘子样品在室温下进行粗化处理，得到能够提高金属颗粒启举电压的绝缘子。2.根据权利要求1所述的一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法，其特征在于：所述步骤1的具体步骤包括：(1)准备好工业级盆式绝缘子样品，其成分为微米级三氧化二铝和环氧树脂浇筑；(2)对步骤(1)中准备好的绝缘子样品表面进行预处理，用于去除表面脏污保持洁净。3.根据权利要求1所述的一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法，其特征在于：所述步骤2的具体步骤包括：(1)将尺寸为7cm
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4cm的2000目砂纸的正面朝向待粗化处理的绝缘子样品，背面通过热熔胶粘贴在尺寸为7cm
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4cm
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0.5cm的铝合金垫片上，该铝合金垫片背面与螺杆一端焊接在一起；(2)选用弹性系数为100N/m，长度为30cm的弹簧，安装在螺杆上，该弹簧的一端与铝合金垫片连接，另一端与支架连接；在支架上设置水平线夹角为45度，半径为0.5cm的倾斜圆孔，所述螺杆的另一端从支架上的倾斜圆孔穿过；在螺杆上螺纹连接有用于压缩弹簧的螺母，通过拧紧在螺杆上的螺母压缩弹簧至10cm，在螺母与支架之间放置垫片，并将最大伸缩长度为30cm，最小伸缩长度为5cm的伸缩杆两端分别与铝合金垫片和支架固装，以保持铝合金垫片不会旋转；(3)将旋转电机通过螺栓固定在实验平台上，旋转电机中心轴与绝缘子垫台焊接，将绝缘子两端通过螺栓固定在绝缘子垫台上；(4)放松螺母，使弹簧长度为14
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16cm，尺寸为7cm
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4cm的2000目砂纸与旋转绝缘子表面接触，其中砂纸与绝缘子表面之间的压力为14
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16N。(5)控制旋转电机带动绝缘子绕中心轴线保持58
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62转/分钟速度旋转，以进行绝缘子表面粗化处理，粗化处理时间为30
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32分钟。4.根据权利要求1所述的一种绝缘子附近金属颗粒启举电压提升方法，其特征在于：所述步骤1中对预处理后的绝缘子样品在室温下进行粗化处理的装置，包括：铝合金垫片，该铝合金垫片的一侧端面上贴覆有砂纸，用于对绝缘子表面进行粗化处理；该铝合金垫片的另一侧端面上固装螺杆，在...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢云琪，孙鑫博，郭鑫喆，肖坤然，李敏，王妍，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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