绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测实验平台及方法技术

本发明专利技术公开一种绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测实验平台及方法，通过电树枝生长特性与局部放电强度联合表征绝缘拉杆试样劣化状态；该方法包括以下步骤：制备预置针电极的长方体玻璃纤维浸渍环氧树脂绝缘拉杆电树枝试样；搭建电树枝劣化实验平台，将试样针电极、板电极通过球顶电极分别与高压端、地电极相连；搭建局部放电检测系统，使用高频电流互感器和局放测试仪测量局部放电强度；通过电树枝生长特性以及局放特性联合表征绝缘拉杆试样劣化状态。试样劣化状态。试样劣化状态。

【技术实现步骤摘要】
绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测实验平台及方法


[0001]本专利技术涉及高压设备领域，特别涉及一种绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测实验平台及方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着电力系统输电电压等级和输送容量的进一步提高，对特高压GIS的可靠性提出了巨大的挑战。绝缘材料在运行过程中会发生绝缘劣化现象，电树枝作为典型的绝缘劣化形式，受到了国内外学者的广泛关注。电树枝是由于杂质、气泡等缺陷导致的局部电场集中所引起的局部放电现象，最终可贯穿高压电极与地电极，造成绝缘击穿。电树枝为树枝状放电通道，是制约电力系统安全可靠运行的瓶颈。
[0003]玻璃纤维浸渍环氧树脂绝缘拉杆是超特高压GIS断路器内完成电气通断操作的关键结构部件，其运行可靠性直接关系到开关设备乃至电力系统的安全稳定运行。绝缘拉杆在生产或运行过程中出现一些杂质、气泡等缺陷时，在高电压和强机械应力等耦合作用下会发生局部放电现象，并出现树枝状放电通道，最终可贯穿高压电极与地电极，造成绝缘击穿，发生电力系统事故。如何对绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电情况进行有效检测分析是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测实验平台，能够通过电树枝生长特性与局部放电强度联合表征绝缘拉杆试样劣化状态。
[0005]本专利技术还提出了具有上述实验平台的绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测方法。
[0006]根据本专利技术的第一方面实施例的局部放电联合检测实验平台，其特征在于，包括：
[0007]高压放大器，将实验室电流转化为需求的高压电；
[0008]放电电极，包括球形电极、电晕环和针电极，所述放电电极由所述高压放大器供电，连接至测试样品；
[0009]油槽，内部容纳放电介质，实验过程中放电电极及测试样品在油槽内部工作；
[0010]记录设备，能够观察并记录所述实验油槽内部测试样品的放电过程；
[0011]局放测试仪，能够检测放电过程中的局部放电信号。
[0012]根据本申请一些较优的实施例，所述实验平台采用电阻器作为放电干扰过滤器。
[0013]根据本申请一些较优的实施例，其特征在于，线路各元件采用铜管相连。
[0014]根据本申请一些较优的实施例，所述限流电阻末端铜管加装圆柱形实体铜棒，所述实体铜棒的直径与铜管相同，铜棒末端与球形电极相连，球形电极内设有针孔用于与测试样品针电极相连，球形电极上加装有电晕环，所述电晕环起到抑制针电极电晕干扰的作用。
[0015]根据本申请一些较优的实施例，所述实验平台可靠接地，并采用法拉第笼笼罩以保护所述实验平台免受电磁干扰。
[0016]根据本申请一些较优的实施例，所述放电干扰过滤器，取值在5～20MΩ。
[0017]根据本申请一些较优的实施例，所述球形电极上端与实心铜棒相连，直径为2～3cm。
[0018]根据本申请一些较优的实施例，所述电晕环距离针电极2～4cm。
[0019]根据本申请一些较优的实施例，所述实验平台还包括高频CT传感器，所述局部放电检测采用高频脉冲电流法，高频CT传感器卡于接地线上，工作频带为1
‑
100MHz。
[0020]根据本申请一些较优的实施例，所述油槽内部的放电介质为变压器油、硅油或绝缘植物油。
[0021]本申请实施例提供的局部放电联合检测实验平台，能够在实验室环境中提供一种检测绝缘拉杆放电状态的检测平台，为研究玻璃纤维浸渍环氧树脂绝缘拉杆电树枝劣化情况及分析绝缘失效机理提供了一种全新的方法。
[0022]一种特高压GIS绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0023]制备预置针电极的纤维增强环氧树脂测试样品；
[0024]搭建上述任意一种电树枝劣化观测与局部放电联合检测实验平台；
[0025]通过电树枝生长特性以及局放特性联合表征绝缘拉杆试样劣化状态，将电树枝生长特性与局部放电量大小和相位相关联。
[0026]根据本申请一些较优的实施例，所述通过电树枝生长特性以及局放特性联合表征绝缘拉杆试样劣化状态，将电树枝生长特性与局部放电量大小与相位相关联的步骤中，在电树枝生长观测的同时进行局部放电检测，所述电树枝生长特性以及局放特性联合表征应具体分为三部分，即：电树起始阶段，均匀场发展阶段，快速击穿阶段。
[0027]根据本申请一些较优的实施例，所述通过电树枝生长特性以及局放特性联合表征绝缘拉杆试样劣化状态，将电树枝生长特性与局部放电量大小与相位相关联的步骤，包括：
[0028]将电树生长与放电量和放电相位相关联；
[0029]其中，测试样品在电树枝起始阶段，局部放电信号出现于电压
‑
时间正弦波的第一、三象限，放电量较小但快速增长；测试样品在电树枝均匀场发展阶段，局部放电信号相位仍在电压
‑
时间正弦波的一、三象限，放电量较大但增长缓慢；测试样品在电树枝快速击穿阶段，局部放电在各个象限均有信号，放电量骤增。
[0030]根据本专利技术实施例的绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测实验平台及方法，至少具有如下有益效果：电树枝试样的针
‑
板电极有效模拟了玻璃纤维浸渍环氧树脂绝缘拉杆的内部缺陷，使得绝缘拉杆试样中电树枝生长与局部放电检测能够同步进行，并且通过电树枝生长特性与局部放电强度联合表征绝缘拉杆试样劣化状态。并且模拟了实际环境中的绝缘劣化过程，为玻璃纤维浸渍环氧树脂绝缘拉杆状态评估提供了可靠依据。
[0031]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0032]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0033]图1为本专利技术实施例的玻璃纤维浸渍环氧树脂绝缘拉杆试样以及电极构成示意图；
[0034]图2为本专利技术实施例的特高压GIS绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测方法的步骤示意图；
[0035]图3为本专利技术实施例的电树枝劣化实验及局部放电检测系统平台示意图；
[0036]图4为图3所示的电树枝劣化实验及局部放电检测系统平台中加装电晕环的球形电极的示意图。
具体实施方式
[0037]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0038]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种特高压GIS绝缘拉杆电树枝劣化与局部放电联合检测方法。
[0039]为了更详细的解释本申请的原理，首先描述本申请描述的玻璃纤维浸渍环氧树脂绝缘拉杆试样(简称测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种局部放电联合检测实验平台，其特征在于，包括：高压放大器，将实验室电流转化为需求的高压电；放电电极，包括球形电极、电晕环和针电极，所述放电电极由所述高压放大器供电，连接至测试样品；油槽，内部容纳放电介质，实验过程中放电电极及测试样品在油槽内部工作；记录设备，能够观察并记录所述实验油槽内部测试样品的放电过程；局放测试仪，能够检测放电过程中的局部放电信号。2.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于，所述实验平台采用电阻器作为放电干扰过滤器。3.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于，线路各元件采用铜管相连。4.根据权利要求1所述的实验平台，其特征在于，所述限流电阻末端铜管加装圆柱形实体铜棒，所述实体铜棒的直径与铜管相同，铜棒末端与球形电极相连，球形电极内设有针孔用于与测试样品针电极相连，球形电极上加装有电晕环，所述电晕环起到抑制针电极电晕干扰的作用。5.根据权利要求1～4所述的实验平台，其特征在于，所述实验平台可靠接地，并采用法拉第笼笼罩以保护所述实验平台免受电磁干扰。6.根据权利要求2所述的实验平台，其特征在于，所述放电干扰过滤器，取值在5～20MΩ。7.根据根据权利要求4所述的实验平台，其特征在于，所述球形电极上端与实心铜棒相连，直径为2～3cm。8.根据权利要求4所述的实验平台，其特征在于，所述电晕环距离针电极2～4cm。9.根据权利要求5所述的实验平台，其特征在于，所述实验平台还包括高频CT传感器，高频CT传感器卡于接地线上，工作频带为1
‑
1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈允，崔博源，殷禹，韩先才，张鹏飞，李进，孔晓晓，杜伯学，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：