[发明专利]气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置及方法

权利要求书

1.气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置，其特征在于：包括：

基础电路，其与电源连接用于进行气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟，包括：调压器、无晕试验变压器、保护电阻、高压硅堆、单刀双掷继电器、储能电容、耦合电感、晶闸管、断路器、高压导管、低压导管及法拉第笼；所述调压器的输出端与无晕试验变压器的输入端并联；所述无晕试验变压器的输出端的一端接地；所述无晕试验变压器的输出端的另一端串联保护电阻，所述保护电阻的另一端与高压硅堆的一端连接，所述高压硅堆的另一端与单刀双掷继电器的常闭触点相连；所述单刀双掷继电器的公共触点与储能电容的一端连接，所述储能电容的另一端与无晕试验变压器的一端及外壳共地，并连接于端子n；所述单刀双掷继电器的常开触点与耦合电感的一端连接，所述耦合电感的另一端与晶闸管的阳极连接，所述晶闸管的阴极连接端子m；所述法拉第笼的一端与端子m连接，另一端与端子n连接；断路器放置于法拉第笼子的内部，所述断路器的一端与端子m连接，另一端与端子n连接；所述高压导管中的导电棒的一端穿过法拉第笼与断路器高压端相连，另一端与端子m连接；低压导管中的导电棒一端穿过法拉第笼与断路器低压端相连，另一端与端子n连接；

继电器控制电路模块，其输出端与所述单刀双掷继电器的线圈连接，用于控制所述基础电路的充放电；

延迟控制电路模块，其输入端与所述晶闸管的门极连接，输出端与所述断路器连接，用于测量所述气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验相关时间数据；

能量测量系统，分别与端子m连接和端子n连接，用于采集并显示电弧放电瞬时电流电压波形；及

气体检测系统，与所述断路器的出气阀门连接，用于对断路器进行抽真空，并将放电后SF₆分解气体通过所述气体检测系统进行定量测量。

2.根据权利要求1所述的气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置，其特征在于：所述能量测量系统包括：高压探针、罗氏线圈和示波器；所述高压探针的检测端连接示波器的高压信号接收端，所述示波器的输入端与罗氏线圈连接；所述高压探针的高压端与端子m连接，罗氏线圈套与端子n连接。

3.根据权利要求1所述的气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置，其特征在于：所述气体检测系统包括：抽气装置和气相色谱质谱联动仪，所述气相色谱质谱联动仪的检测端与断路器的出气阀门连接；断路器的出气阀门还与抽气装置的连接抽真空开关阀连接。

4.气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟方法，所述实验模拟方法应用权利要求1所述的实验模拟装置，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将气体绝缘电气设备的电弧放电故障的实验模拟装置的各部分按照要求接线完毕；

S2、使用酒精清洗断路器内部元件后通过气体检测系统将断路器抽真空，充入一定纯度的SF₆新气，并静置；

S3、为模拟断路器微水、氧正常及异常的现场运行情况，对SF₆气体绝缘设备微水、氧含量的规定，添加适量微水、氧进行试验；

S4、为研究断路器金属材料对于SF₆电弧放电分解特性的影响，更换不同型号的断路器进行试验；

S5、为研究不同放电能量及放电频率下SF₆电弧放电分解特性，采用调整基础电路的输入电压改变SF₆电弧放电能量大小，采用能量测量系统采集电弧放电瞬时断路器两端的电压和电流，计算获取SF₆电弧放电能量大小；同时，根据延迟控制电路模块的时间设置准确推算SF₆电弧放电次数；

S6、通过气体检测系统对断路器的抽真空，通过断路器的出气阀门将放电后SF₆分解气体送入气体检测系统进行定量测量；

S7、通过能量测量系统显示电弧放电瞬时电流电压波形。

5.根据权利要求4所述的气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟方法，其特征在于：所述SF₆电弧放电能量E的计算公式为：E＝∫u(t)i(t)dt，其中，u(t)和i(t)为电弧放电瞬时断路器两端的电压和电流。