一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于高压绝缘测试技术领域，公开了一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置及方法。通过将待测GIS盆式绝缘子封闭于充满惰性气体的腔体内，模拟其工作环境，让扫描探头在密闭的腔体内做弧线运动，扫描GIS盆式绝缘子表面的闪络电荷，从而测量封闭区域中曲面电荷的分布特性。适用于各类GIS绝缘性能测试工作。适用于各类GIS绝缘性能测试工作。适用于各类GIS绝缘性能测试工作。

【技术实现步骤摘要】
一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置及方法


[0001]本专利技术属于高压绝缘测试
，具体公开了一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置及方法。

技术介绍

[0002]气体绝缘封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear，以下简称GIS)是将断路器、隔离开关、接地开关、母线、互感器、避雷器等主要元件装入密封的金属壳体内，其内部充以气体作为绝缘和灭弧介质。GIS设备在整个输电网络中的作用越来越大，其可靠性对整个电网的影响也越来越明显。然而，随着电压等级的提高和投入系统运行台数的增多，GIS设备的内部故障也随之增多。国内外大量的实例表明，GIS中绝缘子沿面闪络会引起电气设备损坏或导致电力系统大面积停电。当绝缘子表面积聚了大量的电荷时，这些电荷就会改变绝缘子表面的电场分布，如果介质表面较长时间内一直积聚有电荷，则会使沿面闪络电压下降，从而降低绝缘子的性能。
[0003]因此，对绝缘子表面的电荷分布进行测量，分析出其表面电荷的分布特性与电压等级和电压极性之间的关系，这对于提高GIS的绝缘性能，保证GIS的运行可靠性有着重要的意义。
[0004]但GIS设备中绝缘子为曲面，闪络的发生还与绝缘子所处的惰性气体环境有关，如何在实验室中还原GIS设备中盆式绝缘子的工作状态，并测量封闭区域中曲面电荷的分布特性一直是输配电行业技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
中的问题，本专利技术提供一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，具体技术方案如下：
[0006]一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，包括高压电源、测控系统、固定有扫描探头的驱动机构，其中所述高压电源通过导体与待测GIS盆式绝缘子凸面中心贯穿连接，所述扫描探头与待测GIS盆式绝缘子凹面相对设置，所述测控系统能发出指令给所述驱动机构进而带动所述扫描探头对待测GIS盆式绝缘子凹面进行扫描，并接收扫描探头回传的信号，所述扫描探头的运动轨迹不与待测GIS盆式绝缘子接触，其特征在于，还包括连接腔体和测试腔体，所述连接腔体一端为待测GIS盆式绝缘子的凸面封闭，另一端留出小孔供所述导体穿出；所述测试腔体包络所述驱动机构及探头，一端为待测GIS盆式绝缘子的凹面封闭，另一端设有供零部件进出的检修口；所述连接腔体和测试腔体均设有气体进出孔。
[0007]这种设计有效的模拟了待测GIS盆式绝缘子的工作环境，使得测出的结果更接近于现实，能方便地测量封闭区域中曲面电荷的分布特性。将驱动机构内置于测试腔体内，驱动机构按照测控系统的指令运动时不会对绝缘子所处的环境造成影响，而且腔体内充入的惰性气体对设备的运行起到了有效的保护。
[0008]优选的，所述测试腔体通过可拆卸的过渡法兰与待测GIS盆式绝缘子结合。
[0009]这样可以通过更换法兰来适应不同规格的GIS盆式绝缘子，提升了测量装置的适应性。
[0010]优选的，所述驱动机构包括使扫描探头在X、Y、Z三个方向上运动的驱动电机和导轨，其中X方向与待测GIS盆式绝缘子的轴心线平行。
[0011]这种驱动机构能较易实现扫描探头在绝缘子内凹球面附近工作区域的路径规划。
[0012]优选的，所述扫描探头能根据所述测控系统发出指令调整角度，所述扫描探头在所述驱动机构固定处还装设有距离测量仪器。
[0013]这种配置能更好的保证探头垂直于预设的扫描区域，距离一致，使得结果更为精确。
[0014]优选的，所述连接腔体靠近待测GIS盆式绝缘子的一端外壁铺设有加热装置。
[0015]优选的，所述导体穿出所述连接腔体与高压电源接触部分外包绝缘套管。
[0016]有加热装置可以在实验室中模拟不同环境温度下的GIS盆式绝缘子的电荷分布情况，减少了去现场试验的成本，外包绝缘套管则保障了高压试验的安全性。
[0017]本专利技术还提供一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量的方法，使用了上述GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，包括以下步骤：
[0018]S1.将待测GIS盆式绝缘子表面用酒精擦拭干净后放入恒温干燥箱中干燥6h以上；
[0019]S2.在待测GIS盆式绝缘子的凸、凹面分别接上所述连接腔体和内部装有所述驱动机构及扫描探头的所述测试腔体，连接所述高压电源，检查腔体的密封性，调节扫描探头的角度，使探头顶端与待测GIS盆式绝缘子凹面垂直，距离绝缘子表面预设固定距离，在未给待测GIS盆式绝缘子施加电压的状态下进行扫描，如没有扫描到自由电荷存在则确定装置已连接好，否则重复S1
‑
S2工作；
[0020]S3.分别对所述连接腔体和测试腔体抽真空后充入绝缘气体，使两个腔体内的压强差不小于0.3Mpa。
[0021]S4.随后依次施加不同等级电压，分别驱动扫描探头在以待测GIS盆式绝缘子中心轴为轴心，在距离绝缘子表面预设固定距离的半球面上按纬度由高至低的顺序做纬度线扫描，扫描数据回传至所述测控系统。
[0022]这种方法实现了在实验室中还原GIS设备中盆式绝缘子的工作状态，使得闪络现象在测试腔体内发生，解决了测量封闭区域中曲面电荷的分布特性的问题。
[0023]优选的，所述扫描探头在相邻所述纬度线间的扫描方向相反。
[0024]这样扫描探头顺时针、逆时针画弧交替进行，用简单的方式避免了电线的缠绕干涉。
[0025]进一步的，所述预设固定距离为1
‑
4mm。
[0026]实践表明，这种预设固定距离能够保证测量精度。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例中绝缘子表面电荷扫描测量系统结构示意图；
[0028]图2为本专利技术实施例中驱动机构结构图；
[0029]图3为本专利技术实施例中扫描探头运动轨迹示意图；
[0030]图中：1.高压电源；2.高压绝缘套管；3.连接腔体；4.驱动机构；5.测试腔体；6.测
控系统；
[0031]3‑
1高压导杆；3
‑
2待测GIS盆式绝缘子；3
‑
3连接腔充(抽)气阀门；3
‑
4连接腔气压监测表；3
‑
5连接腔外壳；3
‑
6过渡法兰；3
‑
7加热带；
[0032]4‑
1旋转电机；4
‑
2横轴步进电机；4
‑
3纵轴步进电机；4
‑
4横轴导轨；4
‑
5纵轴导轨；4
‑
6导电滑环；4
‑
7探头支架；4
‑
8扫描探头；4
‑
9前支架；4
‑
10后支架；4
‑
11距离监测装置；
[0033]5‑
1转接口；5
‑
2测试腔充(抽)气阀门；5
‑
3测试腔气压监测表；5
‑
4测试腔外壳；5
‑
5观察窗。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，包括高压电源、测控系统、固定有扫描探头的驱动机构，其中所述高压电源通过导体与待测GIS盆式绝缘子凸面中心贯穿连接，所述扫描探头与待测GIS盆式绝缘子凹面相对设置，所述测控系统能发出指令给所述驱动机构进而带动所述扫描探头对待测GIS盆式绝缘子凹面进行扫描，并接收扫描探头回传的信号，所述扫描探头的运动轨迹不与待测GIS盆式绝缘子接触，其特征在于，还包括连接腔体和测试腔体，所述连接腔体一端为待测GIS盆式绝缘子的凸面封闭，另一端留出小孔供所述导体穿出；所述测试腔体包络所述驱动机构及探头，一端为待测GIS盆式绝缘子的凹面封闭，另一端设有供零部件进出的检修口；所述连接腔体和测试腔体均设有气体进出孔。2.如权利要求1所述的一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，其特征为：所述测试腔体通过可拆卸的过渡法兰与待测GIS盆式绝缘子结合。3.如权利要求2所述的一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，其特征为：所述驱动机构包括使扫描探头在X、Y、Z三个方向上运动的驱动电机和导轨，其中X方向与待测GIS盆式绝缘子的轴心线平行。4.如权利要求3中所述的一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，其特征为：所述扫描探头能根据所述测控系统发出指令调整角度。5.如权利要求4中所述的一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，其特征为：所述扫描探头在所述驱动机构固定处还装设有距离测量仪器。6.如权利要求1
‑
5中任一项所述的一种GIS盆式绝缘子表面电荷测量装置，其特征为：所述连接腔体靠近待测GIS盆式绝...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱虎，孙亚辉，罗传仙，文豪，张静，林峰，刘梦娜，程林，黄立才，江翼，杨旭，何建华，张国治，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司超高压分公司国网电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：