[发明专利]直流绝缘子离子迁移试验设备

说明书

技术领域

本发明属于绝缘子试验设备，涉及一种直流绝缘子离子迁移试验设备。

背景技术

电力是一种清洁的便于输送的能源，目前我国正大力发展电力输送，特别是特高压工程，直流输电与交流输电相比，具有线路造价低、能量损耗小、对通信干扰小、无需无功补偿、不需要同步、容易稳定控制等因素，因此目前发展迅速，我国目前有多条±500kV以上的直流输电线路。因此用在直流输电线路上的直流绝缘子就是一个非常重要的部件，研究其稳定性，通过试验判断其使用寿命，劣化情况，就显得十分重要。

直流电压下，电场方向固定不变，这样就会造成绝缘子中的离子一直向一个方向移动，也就是我们通常说的离子迁移，这个迁移电荷会对绝缘材料产生一定的劣化作用，目前国标GB/T 19443-2004以及IEC61325:2008都规定了绝缘子离子迁移寿命大于50年，这就需要通过试验的方式来验证绝缘子可以迁移50年的电荷量。根据瓷绝缘子和玻璃绝缘子的特性，温度越高，离子迁移速度越快，所以需要找到一个温度和电压，使得正常运行情况下迁移50年的电荷量可以在几天内完成，这样才具有试验的可能性。目前标准规定试验电压为+65kV—+75kV，试验温度为90℃—120℃，在这个范围内选取最优的试验参数。

目前，直流绝缘子的离子迁移试验主要是通过采用高电压下对直流绝缘子的离子迁移量（迁移电荷）进行测试，模拟绝缘子50年自然环境下的离子迁移。现有的测试设备主要是人工切换、人工计算电流和电荷。 日本碍子（NGK）株式会社离子迁移的设备采用的是复合式记录仪，电流测量采用外加电阻转换成电压方式（I/V）方式。其电流大小不同时采用不同的电阻，电阻精度（受温度等因素影响）影响测量精度。国内一些大学和科研机构采用高阻计或者微安表对如此微弱的电流信号测量，很难确保其测量的精度和准确度。另外，采用这些设备时对于测量数据的读取记录以及分析处理均需要人工来进行。 所以难免引入一些人为的测量误差。采用复合式记录仪进行测量 ，虽能实现数据的自动打印人为的干预较少， 但设备本身也比较落后。

对于试验箱内温度测量，目前都采用有线的方式测量绝缘子帽头温度，虽然理论上绝缘子帽头与地相连，不存在高电压等，但实际上仍然会引入高电压干扰，不仅会损坏设备，同时对测量人员构成一定威胁，极其不安全。

有鉴于此，本发明提供一种直流绝缘子离子迁移试验设备，以满足工业应用需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种直流绝缘子离子迁移试验设备，其具有高电流精度、高保护效果、高温度均匀性、高温度测量可靠性及绝缘子安装方便等特性。

为解决以上问题，本发明提供一种直流绝缘子离子迁移试验设备，包含电动调压器、高压变压器、整流滤波、恒温箱、工业计算机及测量仪器，其特征在于，通过电动调压器、高压变压器、整流滤波来给试验绝缘子供电，通过恒温箱确保试验在恒温中进行，通过工业计算机控制测量回路的数据采集及加热信息，测量仪器采用5位半数字万用表，测量电压和电流信号。

如上所述的直流绝缘子离子迁移试验设备，其特征在于，采用高精密的5位半的台式数字表，其电流测试精度高灵敏度为1nA，电压测试精度精确到1μV，测试电流达10A，测试电压达1000V。

如上所述的直流绝缘子离子迁移试验设备，其特征在于，采用双开关并联切换设计，正常离子迁移状态下，测试回路开关打开，迁移回路开关关闭，当需要测试该路时，先关闭测试回路开关，再打开迁移回路开关，这样确保整个测试切换过程中无接地断开情况，保证测试回路不受高电压悬浮电位的冲击。

如上所述的直流绝缘子离子迁移试验设备，其特征在于，设计串联多级高压电阻加TVS管的保护电路，并在每一路接入口串联一快速熔断管方式保护。

如上所述的直流绝缘子离子迁移试验设备，其特征在于，采用双面立体箱体结构，箱体前后各有两扇对开门，两面都有四层绝缘子放置架，能够放置28片绝缘子，实际试验中，两个箱体组合，可以放置56片绝缘子。

如上所述的直流绝缘子离子迁移试验设备，其特征在于，绝缘子水平放置于箱体的绝缘子架上，该绝缘子架分为帽头架和钢脚架，利用绝缘子自重固定在绝缘子架上，无需任何固定操作，同时该绝缘子架能够伸缩，保证从70kN至550kN的绝缘子都可以放置于该绝缘子架上，保证了试验能覆盖所有绝缘子。