[实用新型]组合电器局部放电试验用独立金属尖端缺陷模型

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压输变电技术，尤其涉及一种组合电器局部放电试验用独立金属尖端缺陷模型，用以模拟组合电器中绝缘缺陷引起的电场畸变，产生局部放电信号。

背景技术

SF₆气体绝缘组合电器（简称组合电器，Gas Insulated Switchgear/GIS）具有空间体积小、占地面积少、不受外界环境影响、运行安全可靠、有利于环境保护、配置灵活和维护简单、检修周期长等优点，自问世以来便得到了广泛应用。但是，由于GIS是大型全封闭组合式结构，一旦出现故障便需要较长的维修时间，造成重大损失。因此，在GIS发生故障前，检测到并判断其内部绝缘缺陷情况就显得尤为重要。

金属尖端缺陷是GIS中最为常见的绝缘缺陷类型之一，是GIS在生产、安装及检修过程中，高压导体、外壳及紧固结构等金属部件中产生的尖角、毛刺等金属尖端缺陷，金属尖端缺陷会引起GIS腔体内场强畸变，进而降低GIS的电压耐受水平，在过电压作用下可能引起GIS绝缘击穿，造成巨大的经济损失和不良的社会影响。

金属尖端缺陷会引起缺陷附近场强畸变，并产生局部放电信号。通过检测放电信号，并分析其特性有助于开展GIS中缺陷类型识别、定位及危险程度评估工作，避免事故的发生。

为研究金属尖端缺陷产生的局部放电信号，目前国内外研究机构通常在GIS实体中人为设置金属尖端缺陷来开展相关试验。然而，在GIS实体中开展局部放电试验涉及到抽气、抽真空、缺陷安装、充气等一系列试验步骤，试验周期长，且存在试验电压高、占用场地大、无法模拟金属尖端引起的绝缘击穿试验等不足。因此，有必要设计并制作独立的金属尖端缺陷模型，并要求其具有起始放电电压低、针板距离可调节及实现放电过程可视化等特点。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种组合电器局部放电试验用独立金属尖端缺陷模型，可独立用于金属尖端局部放电试验（无需GIS实体），具有试验周期短、占用场地小、起始放电电压低、针板距离可调节及放电过程可视化等特点。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

组合电器局部放电试验用独立金属尖端缺陷模型，包括上极板、下极板、绝缘圆筒和钢针；所述上极板、下极板和绝缘圆筒构成存储高压SF₆气体的罐体，其中上极板固定在绝缘圆筒的上端面，下极板固定在绝缘圆筒的下端面，且上极板和下极板均与绝缘圆筒的中轴线垂直；所述钢针的针尾与上极板固定，钢针的针尖垂直朝向下极板，钢针和下极板构成针板结构。

优选的，该模型还包括拉杆结构，所述拉杆结构的两端分别与上极板和下极板固定，将绝缘圆筒压紧在上极板和下极板之间。一种拉杆结构的优选结构为，其包括拉杆和螺母，在上极板上设置有通孔，在下极板上设置有螺纹孔；所述拉杆的尾端与下极板的螺纹孔螺纹连接，拉杆的首端穿过上极板的通孔后，与螺母螺纹连接。所述拉杆的优选材料为尼龙材料，这是由于尼龙材料的硬度较高。所述拉杆结构的优选数目为四套以上，均匀排布在绝缘圆筒外。

为了保证罐体的密封性，所述上极板和绝缘圆筒之间、下极板和绝缘圆筒之间分别通过O型密封圈进行密封。

优选的，所述绝缘圆筒为有机玻璃材料；所述上极板和下极板为铝合金材料。

优选的，该模型还包括铜棒，所述铜棒贯穿上极板，并与上极板通过螺纹结构固定同时实现电连接、通过O型密封圈密封，铜棒伸入罐体内的一端设置有钢针固定结构，比如螺纹结构。该结构能够在保证气密性的条件下对针板结构的间距进行调节，具体调节时，旋转铜棒，由于螺纹结构，使其伸入管体内的长度产生变化。

优选的，所述钢针位于绝缘圆管的中轴线上。

上述结构中，使用的钢针均需采用经显微镜进行筛选，以便选出曲率半径小、表面光滑、无毛刺、无分叉的钢针。

有益效果：本实用新型提供的组合电器局部放电试验用独立金属尖端缺陷模型，能够承受与GIS实体相当的高压SF₆气体，模拟GIS实体中金属尖端缺陷所引起的电场畸变，经电场分布仿真分析，本案与GIS实体中的金属尖端缺陷具有等效性；由于本案的起始放电电压低，并可在较低的电压下模拟绝缘击穿过程，大大降低了试验对变压器、耦合电容等设备的绝缘要求，减小了设备尺寸及占地面积；采用全透明有机玻璃材质绝缘圆筒，使放电过程可以实现全过程监控；此外，试验之后能方便地将钢针取出，便于查看试验后钢针的表面劣化情况；同时，由于针板结构的间距可调，试验时，可根据需要选择不同的针板间距，以便模拟不同类型的放电现象。

附图说明