[发明专利]应用于电气设备的绝缘气体绝缘性能实验系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于高电压新气体绝缘材料领域，具体涉及应用于电气设备的新型绝缘气体绝缘性能的实验系统及其方法。

背景技术

SF₆气体具有良好的绝缘和灭弧性能，被广泛的用于气体绝缘组合电器（GIS）和气体断路器（GCB）等高压电力设备中。然而SF₆作为一种对大气环境有很大危害的温室效应气体，其温室效应潜在值（GWP）是CO₂的23900倍，且在大气中寿命约3200年，对全球变暖有累积效应，因此联合国气候变化公约缔约方在1997年签订的《京都议定书》中，将SF₆气体列为六种限制性使用的温室气体之一，要求到2020年基本限制SF₆气体的使用。国内外学者进行了大量的研究，希望寻找一种环境友好的SF₆的替代气体作为电气设备中的新介质。鉴于日益迫切的环保的要求，对SF₆替代气体的研究具有重要意义。

作为SF₆的替代气体，要求环境友好，并且绝缘性能超过SF₆气体或与SF₆气体相比拟。有潜力替代SF₆的气体包括一些含有F原子的电负性气体，如八氟环丁烷(c-C₄F₈)、全氟丙烷(C₃F₈)、六氟乙烷(C₂F₆)、三氟碘甲烷（CF₃I）等。对替代气体绝缘性能的研究必须考虑工程实际，通过模拟真实GIS中固体突出物缺陷、自由金属微粒缺陷、绝缘子污秽缺陷、绝缘子气隙缺陷，在工频、直流、冲击电压下对替代气体的绝缘性能进行研究，并与相同条件下的SF₆气体绝缘性能相比较，得到替代气体全方位的绝缘性能信息。

现有的电气设备气体绝缘性能实验装置，如专利申请号为201210089955X的“绝缘气体局部放电分解组分多区域检测系统及其方法”专利，该专利公开的系统主要包括调压器、隔离变压器、无晕试验变压器、无局部放电保护电阻、电容分压器、绝缘气体放电分解装置、超高频天线、无感检测阻抗、耦合电容、高速数字存储示波器和气质联用仪等。其中绝缘气体放电分解装置由不锈钢盖板和玻璃罐体组成，采用针-板电极模拟真实GIS中固体突出物缺陷。该专利存在的缺点：1）悬浮电位放电问题，当试验电压较高，绝缘气体放电分解装置的高压导电杆与不锈钢盖板之间先于装置内部的电极发生放电，使得实验无法进行；2）不能精确调节绝缘气体分解装置中针-板电极的距离，通过高压导电杆的伸缩实现针-板电极距离调节，距离调节不易实现且不够精确；3）不能有效地模拟真实GIS，绝缘气体分解装置耐压仅为0.4MPa，而真实GIS耐压为0.4-0.6MPa，充入的气压通常为0.5MPa；4）绝缘气体放电分解装置罐体容积较大，耗费气体，替代气体的价格相对较高，如CF₃I气体的价格是同条件下SF₆气体的10倍，每次试验耗费大量的气体。为了有效的模拟真实GIS的各种缺陷，更加精确地得到SF₆及替代气体在各种电压类型下的绝缘性能数据，有必要对现有的绝缘气体放电分解装置进行多方面的改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于电气设备的绝缘气体绝缘性能实验系统及其方法，可进行电气设备中高低压绝缘气体的绝缘性能实验，也能有效的模拟真实GIS的各种缺陷，得到不同缺陷、不同混合比、不同气压下各种替代气体及其混合气体的绝缘性能，并与相同实验条件下SF6气体进行对比，为替代SF6气体提供实验依据。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种应用于电气设备的绝缘气体绝缘性能实验系统，该系统包括高压电发生装置、测量装置和绝缘气体试验装置。

所述高压电发生装置包括调压器、无晕试验变压器、无局放保护电阻、和耦合电容。所述调压器的一次侧通过导线与380V的市电连接，所述的调压器的二次侧通过电缆与所述的无晕试验变压器的一次侧连接。所述耦合电容具有A、B两个接线端。耦合电容的A接线端串联无局放保护电阻后，与无晕试验变压器的二次侧的高压端连接。所述耦合电容的B接线端串联无感检测阻抗后，与无晕试验变压器的二次侧的低压端连接。所述无晕试验变压器的二次侧的低压端接地。