一种GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，包括金属腔体、机械应力加载装置、温度加载装置、工频高压电源系统；金属腔体用于放置GIL三支柱绝缘子，内部填充SF6气体；机械应力加载装置通过液压系统向金属腔体内GIL三支柱绝缘子加载机械应力；温度加载装置通过控制循环油温度，加热三支柱绝缘子导体温度；工频高压电源系统经高压套管向GIL三支柱绝缘子施加不同电压；通过金属腔体、机械应力加载装置、温度加载装置、工频高压电源系统的配合模拟GIL的实际运行工况，在观察GIL三支柱绝缘子在电、热、力耦合作用下的炸裂击穿过程同时，通过改变加载到GIL三支柱绝缘子上的机械应力、温度、电压变量，研究各变量对GIL三支柱绝缘子炸裂击穿的影响。支柱绝缘子炸裂击穿的影响。支柱绝缘子炸裂击穿的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置


[0001]本专利技术涉及三支柱绝缘子试验
，更具体的说，是涉及一种GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置。

技术介绍

[0002]气体绝缘输电管道(简称GIL)具有输送容量大、电能损耗低、占地面积小和无电磁环境效应等显著优势，成为替代传统高压塑料电缆和架空输电线路的理想选择，能够有效解决能源优化配置中出现的电能输送通道问题，是目前清洁能源规模化利用和增强电网抵抗自然灾害能力的重点发展方向，同时作为一种新型输电媒介在未来城市地下综合能源管网中也将发挥重要作用。
[0003]GIL由金属壳体、绝缘子和同轴导体构成，核心部件三支柱绝缘子不仅要承受强电场，还要承受强机械应力。三柱绝缘子的机械应力可能是由于安装/运行时的外部负载造成的，也可能是由于固化后的内部残余应力。在特高压输电系统实际运行中，电流可到4kA以上，由于中心导体焦耳热产生损耗，以及外壳感应产生的涡流也会引起损耗，使GIL导体和外壳会处于发热状态，引起GIL设备温度升高,三支柱绝缘子处于温度梯度场中。因此超特高压GIL三支柱绝缘子长期处在高电压、大电流、多场耦合的运行环境中，承受电
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力
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热耦合作用。绝缘子中的微缺陷在运行初期对绝缘子的影响并不明显，但运行过程中长时间承受电－热－力多场耦合作用，难以避免地发生扩展演变，大大增加了绝缘击穿与机械故障风险，甚至导致炸裂击穿故障，威胁着电力传输的安全。
[0004]综上，三支柱绝缘子在实际运行中面临强电场、高气压、机械应力与温度分布不均的实际工况，电
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热
‑
力耦合效应给GIL绝缘子的绝缘性能和机械可靠性带来了极大的挑战。然而，目前综合考虑且能定量模拟GIL三支柱绝缘子在电
‑
热
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力耦合作用下的炸裂击穿故障方面的研究存在空缺。
[0005]因此，亟待基于GIL三支柱绝缘子实际运行工况，研发一种GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，用来研究GIL管道在实际运行过程下三支柱绝缘子的击穿炸裂演变过程。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有试验平台无法定量地建立电
‑
热
‑
力耦合作用与GIL三支柱绝缘子炸裂击穿关联特性的问题，提出了一种GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，能够模拟GIL的实际运行工况，在观察GIL三支柱绝缘子在电、热、力耦合作用下的炸裂击穿过程的同时，通过改变加载到绝缘子上的机械应力、温度、电压等变量，研究各变量对GIL三支柱绝缘子炸裂击穿的影响。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0008]本专利技术GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，包括可充放气体的金属腔体、机械应力加载装置、温度加载装置、工频高压电源系统；所述金属腔体用于放置GIL三支柱绝
缘子，内部填充SF6气体；所述机械应力加载装置通过液压系统向金属腔体内部的GIL三支柱绝缘子加载机械应力；所述温度加载装置通过控制循环油温度，进而加热GIL三支柱绝缘子的三支柱绝缘子导体温度；所述工频高压电源系统经高压套管向GIL三支柱绝缘子施加不同电压；通过金属腔体、机械应力加载装置、温度加载装置、工频高压电源系统的配合模拟GIL的实际运行工况，在观察GIL三支柱绝缘子在电、热、力耦合作用下的炸裂击穿过程的同时，通过改变加载到GIL三支柱绝缘子上的机械应力、温度、电压变量，研究各变量对GIL三支柱绝缘子炸裂击穿的影响。
[0009]所述金属腔体侧面设置有用于观察GIL三支柱绝缘子炸裂击穿过程的观察窗；所述金属腔体设置有充放气口，所述充放气口通过排气管连接至SF6气瓶,该排气管上设置有气压表和充放气阀门；所述金属腔体内设置有用于安装GIL三支柱绝缘子的缩比GIL模型，所述金属腔体顶部设置有高压套管，所述高压套管一端连接至GIL三支柱绝缘子的三支柱绝缘子导体，另一端连接至工频高压电源系统。
[0010]所述金属腔体底部设置有工字支架，所述工字支架通过紧固件与金属腔体下方的法兰盘固定连接，所述法兰盘中部为接线板，实现金属腔体内部与外部的线路连接。
[0011]所述缩比GIL模型由底座和圆筒形的金属外壳组成，所述GIL三支柱绝缘子安装于金属外壳内部，且通过螺丝固定，通过旋转金属外壳，使GIL三支柱绝缘子实现360度旋转，以此调节GIL三支柱绝缘子的支腿与液压杆的角度，进而对GIL三支柱绝缘子的支腿施加不同方向的机械应力。
[0012]所述机械应力加载装置通过液压系统对GIL三支柱绝缘子加载机械应力，所述液压系统由液压油缸、液压泵、液压表、液压油站、液压杆组成，所述液压油缸固定于金属腔体顶部，设置有两个进出油口，两个进出油口分别通过油管连接至液压油站，所述液压泵、液压表设置于其中一条油管上，通过液压泵改变油管内液压油进出液压油缸的方向，进而向液压油缸注入或抽出液压油，以此控制液压杆的上下移动方向；所述液压杆一端位于液压油缸内部，另一端焊接的圆形片活动空间则在金属腔体内；所述GIL三支柱绝缘子的三支柱绝缘子导体上架设“凸”字形绝缘支架，所述液压杆通过垂直向下移动进而向“凸”字形绝缘支架施加压力，进而使三支柱绝缘子导体承受垂直向下的机械应力。
[0013]所述温度加载装置设置于金属腔体外部，包括油浴锅、温度表、流量阀门，所述油浴锅的进口、出口分别通过油循环管道连接至GIL三支柱绝缘子的三支柱绝缘子导体的两端口，形成绝缘油的循环回路；经加热到预设温度值的绝缘油通过油循环管道进入金属腔体内，流经GIL三支柱绝缘子的三支柱绝缘子导体，进而加热三支柱绝缘子导体至高温状态，模拟GIL载流导体发热工况。
[0014]所述工频高压电源系统由调压器、升压变压器构成，所述调压器输入端连接380V交流电压源，输出端连接升压变压器输入端，所述升压变压器输出端和高压套管之间连接有限流电阻。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：
[0016]本专利技术通过机械应力加载装置通对GIL三支柱绝缘子施加不同方向的机械应力，本专利技术通过温度加载装置对GIL三支柱绝缘子加载不同温度，模拟GIL载流导体发热工况，本专利技术通过工频高压电源系统对GIL三支柱绝缘子加载不同电压，进行炸裂击穿模拟试验。
[0017]本专利技术GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置设计合理，其可以实现电
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热
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力
耦合作用下的三支柱绝缘子炸裂击穿试验，模拟实际工况中三支柱绝缘子可能面临的风险，研究电、热、应力变量对三支柱绝缘子炸裂击穿的影响。
附图说明
[0018]图1是本专利技术中金属腔体内部及机械应力加载装置示意图；
[0019]图2是本专利技术中缩比GIL模型主视结构图；
[0020]图3是本专利技术中缩比GIL模型侧视结构图；
[0021]图4是本专利技术中温度加载装置示意图。
[0022]附图标记：1...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，其特征在于，包括可充放气体的金属腔体、机械应力加载装置、温度加载装置、工频高压电源系统；所述金属腔体用于放置GIL三支柱绝缘子(15)，内部填充SF6气体；所述机械应力加载装置通过液压系统向金属腔体内部的GIL三支柱绝缘子(15)加载机械应力；所述温度加载装置通过控制循环油温度，进而加热GIL三支柱绝缘子(15)的三支柱绝缘子导体(16)温度；所述工频高压电源系统经高压套管(14)向GIL三支柱绝缘子(15)施加不同电压；通过金属腔体、机械应力加载装置、温度加载装置、工频高压电源系统的配合模拟GIL的实际运行工况，在观察GIL三支柱绝缘子(15)在电、热、力耦合作用下的炸裂击穿过程的同时，通过改变加载到GIL三支柱绝缘子(15)上的机械应力、温度、电压变量，研究各变量对GIL三支柱绝缘子(15)炸裂击穿的影响。2.根据权利要求1所述的GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，其特征在于，所述金属腔体侧面设置有用于观察GIL三支柱绝缘子(15)炸裂击穿过程的观察窗(2)；所述金属腔体设置有充放气口(3)，所述充放气口(3)通过排气管(4)连接至SF6气瓶(6)，该排气管(4)上设置有气压表(5)和充放气阀门(24)；所述金属腔体内设置有用于安装GIL三支柱绝缘子(15)的缩比GIL模型(13)，所述金属腔体顶部设置有高压套管(14)，所述高压套管(14)一端连接至GIL三支柱绝缘子(15)的三支柱绝缘子导体(16)，另一端连接至工频高压电源系统。3.根据权利要求2所述的GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，其特征在于，所述金属腔体底部设置有工字支架(1)，所述工字支架(1)通过紧固件与金属腔体下方的法兰盘固定连接，所述法兰盘中部为接线板，实现金属腔体内部与外部的线路连接。4.根据权利要求2所述的GIL三支柱绝缘子炸裂击穿模拟试验装置，其特征在于，所述缩比GIL模型(13)由底座(17)和圆筒形的金属外壳(18)组成，所述GIL三支柱绝缘子(15)安装于金属外壳(18)内部，且通过螺丝(23)固定，通过旋转金属外壳(18)，使GIL...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜伯学，郭志君，梁虎成，郝留成，袁端鹏，王亚祥，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：