[发明专利]一种金属封闭组合电器局部放电模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及局部放电模拟模型领域，且特别涉及一种金属封闭组合电器局部放电模拟装置。

背景技术

金属封闭组合电器具有占地小、可靠性高等诸多优点，在电力系统中应用广泛。但其内部电场强度很高，容易因内部微小缺陷导致绝缘性能下降，甚至绝缘击穿，造成严重的供电故障。金属封闭组合电器的安装不良、绝缘老化等内部缺陷通常都伴随有局部放电，因此对局部放电进行模拟，开展检测和分析技术的研究是目前提高对设备绝缘状态预警能力的关键。目前对金属封闭组合电器内部局部放电的模拟常采用两种方法和模型：一种是原理性模拟，采用电极模型，另一种是实物模拟，采用设备模型。原理性模拟方法根据常见的局部放电缺陷，提出了3种局部放电类型，包括尖端对地电位放电、悬浮电位体放电、固体绝缘内部放电。电极模型常采用尖板电极、悬浮电位体电极、受损固体绝缘组合电极等，气室容量通常较小，整体结构常为非金属封闭结构，没有金属外壳。实物模拟方法则是在金属封闭组合电器内人为设置导体上尖端、气室内异物、绝缘件损伤、回路电阻过大等缺陷。设备模型是利用实际的金属封闭组合电器设备构成，可以人工设置多种缺陷，结构与真实设备相同。

现有的两类模拟方法和模型，在模拟金属封闭组合电器的局部放电方面，存在着缺点和不足。电极模型的放电可控性强，简单可靠，但其结构与真实设备区别较大，造成放电信号的传输失真，影响信号特征的分析，而且模型的气室容量通常较小，也不利于进行SF₆气体分解物的检测。设备模型中的放电与真实设备类似，但放电的可控性差，模型实际情况不可见，放电模拟的重复性不好，气室容量大，带来调整放电模型时大量SF₆气体的回收问题，实际的模拟效果不佳，控制困难。

发明内容

本发明提出一种金属封闭组合电器局部放电模拟装置，可模拟气体中电晕、绝缘件内部放电、绝缘件表面放电、悬浮电位体放电等，可根据需要用于局部放电的超声机械波、超高频电磁波、可见光、脉冲电流信号、气体分解物等特征的模拟和检测，具有模拟灵活、选材方便、安全可靠、维护方便的优点。

为了达到上述目的，本发明提出一种金属封闭组合电器局部放电模拟装置，该装置由放电电极、高压套管、金属封闭气室、接地装置、充放气装置、观察窗组成；

其中，所述放电电极包括高压电极、地电位电极、高压电极固定结构，地电极固定结构；

所述高压套管包括内部金属导体、外部绝缘伞裙、接线端子、均压罩、连接法兰；

所述金属封闭气室包括四通金属壳体、吸附剂框、密封件、端口封板；

所述的接地装置包括可移动接地导体、金属外壳、位置指示装置；

所述的充放气装置包括充气阀、SF₆气体压力表；

所述观察窗包括透明绝缘盖板、防爆护板；

所述高压套管与金属封闭气室上端连接，所述金属封闭气室内部装设所述放电电极，所述高压电极通过所述高压电极固定结构与高压套管内部金属导体相接，所述地电位电极通过所述地电极固定结构与所述接地装置相接，所述金属封闭气室的两端分别连接所述充放气装置和所述观察窗，所述金属封闭气室的下部连接所述接地装置。

进一步的，所述放电电极由高压电极和地电位电极组合而成，采用四种电极结构：尖-板、球-金属屑-板、板-环氧绝缘块-板、板-悬浮电位体-板，电极材质为铜或铝，除尖电极外，其余电极均为光滑表面，板电极边缘采用圆滑的倒角结构，电极固定结构采用插接式或螺纹式，保证导电良好。

进一步的，所述高压套管根据模型要求的电压等级选择，内部金属导体材质采用铜或铝，表面光滑，外部绝缘伞裙采用瓷材或合成复合绝缘材料，接线端子和均压罩在规定的试验电压下无电晕放电，连接法兰的连接面平整并有安装密封圈的凹槽。

进一步的，所述金属封闭气室采用铝合金或铸铝壳体，上、下、左、右四个端口的连接面平整并有安装密封圈的凹槽、吸附剂框采用金属网框结构，内部容积满足吸附剂的安装量，密封件采用O形密封圈或其他橡胶密封件，端口封板为金属材质，保证与壳体的接触良好。

进一步的，所述金属封闭气室的气体压力为0.1～0.8MPa。

进一步的，所述金属封闭气室的气体压力为0.2～0.7MPa。

进一步的，所述金属封闭气室根据应用场合不同选择充不同的气体，包括空气、氮气、SF₆气体。