[发明专利]一种空气间隙击穿试验台及空气间隙击穿试验方法

说明书

技术领域

本发明属于电气设备中空气间隙的绝缘水平测试领域，具体涉及一种空气间隙击穿试验台及空气间隙击穿试验方法。

背景技术

随着我国工业的快速发展，局部地区空气污染日益严重，20世纪90年代以来灾难性的电网大面积污闪事件在全国较大范围内频频发生，对电气设备的外绝缘造成了较大的影响，严重威胁电力系统的安全运行。电气设备的外绝缘包含绝缘子与空气间隙，故空气间隙的放电特性是决定电气设备外绝缘水平的重要因素之一。

为了确保电气设备在投运之后的安全性与经济性，在设备试验阶段都要对其存在的空气间隙的绝缘水平进行试验。电气设备中很少有均匀电场的情况，但对高压设备绝缘结构中的不均匀电场还要区分两种不同的情况，即稍不均匀电场和极不均匀电场，这两种不均匀电场的放电特点是不同的。例如，全封闭组合电器(GIS)的母线筒即为典型的稍不均匀电场，稍不均匀电场的空气间隙可以用球隙模拟。高压输电线之间的空气绝缘和实验室中高压发生器的输出端和墙的空气绝缘则是极不均匀电场的典型实例，极不均匀电场的空气间隙一般用棒-板。除此之外，可以用棒-棒空气间隙来模拟均匀电场中的空气间隙。

目前，空气间隙击穿试验已经取得了一定的成果。其中，用于模拟稍不均匀电场的测量球隙装置比较成熟，可以利用电动伸缩杆来精确地调整球隙间的距离，同时对球间隙距离与球直径的比值以及球杆、操作机构、绝缘支撑、支撑构架连接到被测电压点的引线的尺寸与位置做出了规定。但是，现阶段所用的测量球隙也存在一些不足之处。例如现有的测量球隙所用的球电极直径都是固定，究其原因主要是现有装置只利用电动伸缩杆来调节空气间隙，行程较短，如改变球电极的直径，可能会造成直径与球隙的比值不满足规定。目前为止，并没有成熟的绝缘支撑装置用于模拟极不均匀电场的棒-板空气间隙以及模拟均匀电场棒-棒空气间隙。实验中只是简单的将棒-板或棒-棒两级固定在某个位置使其保持一定的空气间隙距离，因此增大了棒-板或棒-棒空气间隙击穿试验的不确定性，同时也使试验操作更为繁杂，延长了试验周期。

发明内容

本发明的目的在于提高空气间隙击穿实验的适用性和稳定性，将实验操作简单化，缩短试验周期，提供了一种空气间隙击穿试验台及空气间隙击穿试验方法。

为解决上述问题，本发明的技术方案如下：

空气间隙击穿试验台的绝缘支架和升降台固定在底座上。绝缘支架的表面呈螺纹状，这样一方面可以减小绝缘支架的尺寸，节省了绝缘材料，降低了成本；另一方面也可以增大绝缘支架表面的泄漏距离，减小绝缘支架的泄漏电流，使得试验结果更为准确。升降台上安装电动伸缩杆或板电极。电动伸缩杆的上部与棒电极或多种尺寸的球电极连接。电动伸缩杆正上方的绝缘支架上开有螺纹孔，所述螺纹孔连接棒电极或多种尺寸的球电极。测量球的标准球径D为：2cm、5cm、6.25cm、10cm、12.5cm、15cm、25cm、50cm、75cm、100cm、150cm及200cm。绝缘支架的横梁上固定有红外测距仪，垂直向下发射红外线。红外测距仪的外层由绝缘材料包裹，防止其对支架泄漏距离造成影响。

试验控制台包含手动控制单元和电脑控制单元；手动控制单元与升降台和电动伸缩杆连接，手动控制单元设有钥匙开关、电源按钮、红外测距电源按钮、报警灯和停止按钮；电脑控制单元与红外测距仪连接并计算空气间隙距离，电脑控制单元上设有交互界面。

红外测距仪所测距离为环氧树脂支架横梁下表面到升降台的距离，所测数据通过数据线输入到电脑控制单元中。在电脑控制单元中，输入上、下电极的长度，由红外测距仪测得的距离减去上、下球电极的直径或上、下棒电极的长度，电动伸缩杆上升的距离，得到当前的空气间隙距离。手动控制单元控制升降台与电动伸缩杆的动作，配合红外测距仪，能够实现空气间隙距离的粗、细调节，保证了间隙距离的准确性。

本发明所述绝缘支架的制作材料为环氧树脂。

本发明所述底座上还固定有肋板，肋板与绝缘支架固定。

本发明所述底座下方设有滑轮，方便空气间隙击穿试验台的整体移动。

本发明所述球电极的表面光滑、曲率均匀，材料为紫铜或黄铜。所述棒电极为圆柱型，放电端部呈圆锥状。

本发明所述电动伸缩杆的底部为法兰结构，电动伸缩杆通过所述法兰结构固定于升降台上，如需对电动伸缩杆拆卸，操作方便。

基于所述空气间隙击穿试验台的空气间隙击穿实验方法，由以下步骤完成：

1)将所述空气间隙击穿试验台移动到开阔区域，根据所加电压的等级保证安全距离；

2)将绝缘支架的底座以及试验控制台接地；