[发明专利]一种用于模拟GIL/GIS实际运行工况下金属微粒附着行为及放电特性的装置

说明书

本发明公开了一种用于模拟GIL/GIS实际运行工况下金属微粒附着行为及放电特性的装置，包括高压套管1、L形高压导杆2、耐压密封腔体3、支撑架4、出气管7、模拟金属微粒生成区8、气压表9、操作窗10、进气装置11、高速相机观察窗12、进气装置13、实验用绝缘子15。所述模拟金属微粒生成区8包括mm级金属微粒容器85和μm级金属微屑生成器86，二者可自由拆卸、安装在腔体上壁面。所述进气装置11和进气装置13可模拟断路器开断过程中气体的流动，通过流体力的作用，使得不同种类的金属微粒吸附在绝缘子的凹面或凸面。该装置可模拟GIL/GIS正常运行工况下，金属微粒的产生、运动及放电过程，对于分析GIS/GIL中金属微粒的危险程度具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种用于模拟GIL/GIS实际运行工况下金属微粒附着行为及放电特性的装置，属于电气绝缘领域，尤其涉及附着金属微粒运动及放电特性领域。

背景技术

GIS/GIL金属微粒附着在绝缘子表面是造成GIS/GIL中设备沿面闪络故障的主要影响因素之一。常见的金属微粒主要包含线形、球形、片状和金属粉尘等形式。

在对线形金属微粒的运动行为观察实验中，多次发现线形金属微粒吸附在绝缘子凸侧的现象，且当微粒附着在绝缘子上后，在发生闪络故障之前，金属微粒的位置基本不变，但是附着的金属微粒会显著降低绝缘子的闪络电压。为研究附着金属微粒对绝缘子闪络特性的影响，研究者们展开了大量研究。由于金属微粒出现吸附线性金属微粒的概率低，且仅能实现对GIS/GIL升压过程中线性金属微粒吸附运动行为的模拟。因此一般均采取胶水固定的方式将线形金属微粒以不同的角度、位置粘附在绝缘子上。在此基础上，施加电压，研究绝缘子附着金属微粒前后气-固界面电荷积聚的变化。在此过程中忽略了胶水对电荷积聚的影响，与实际工程条件不符。

此外，不少研究认为金属微粒不会出现吸附在绝缘子凹侧的行为。而事实上，在实际的故障现场中，有时，盆式绝缘子凹侧表面也存在贯穿性烧伤痕迹，且在放电痕迹上发现有金属丝。这是由于断路器在吹弧过程中，将金属微粒吹到了绝缘子表面，进而发生了故障。

现有技术针对数量较多的金属粉尘的研究，一般是事先将粉尘放置在实验腔体中的固定位置，或者通过胶粘方式将粉尘粘附在绝缘子表面固定位置，从而研究粉尘引发的放电行为。但实际运行中，粉尘通过导杆摩擦不断产生，或受吹弧作用将直接堆积在绝缘子表面，当前研究显然不能实现对实际工况的模拟。

综上，现有对附着金属微粒的研究装置中，微粒吸附概率低；采用粘附固定的方式时，忽略掉了胶水等粘附剂在其中产生的作用；没有将气流作用考虑在内，不能很好的模拟实际工况。本发明装置考虑上述不足，设计金属微粒生成部分和送气部分，能更好的模拟实际正常运行工况下金属微粒附着之后的运动行为及放电特征。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有装置不足，提供一种模拟实际工况生成金属微粒，并在GIL/GIS正常运行时，使微粒依靠电场力或流体力吸附在绝缘子上，克服了微粒吸附率低、难以吸附在绝缘子凹面的困难。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于模拟GIL/GIS金属微粒附着行为及放电特性的装置，其特征在于，该装置包括高压套管1、L形高压导杆2、耐压密封腔体3、支撑架4、第一固定支撑绝缘子5、第二固定支撑绝缘子6、出气孔7、模拟金属微粒生成区8、气压表9、操作窗10、进气装置S₁11、高速相机观察窗12、进气装置S₂ 13、操作观察窗14、试验用绝缘子15；