[发明专利]气体绝缘冲击电压发生器单元冲击耐受特性试验系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高电压试验与绝缘技术领域，具体地指一种气体绝缘冲击电压发生器单元冲击耐受特性试验系统及方法。

背景技术

由于SF6(六氟化硫)气体具有良好电气绝缘性能及灭弧性能等特点，已成熟应用于GIS(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘全封闭组合电器)、GIL(Gas-Insulated Transmission Line，气体绝缘封闭输电线路)等高压设备，有效改善了上述设备内部结构，从而进行紧凑性设计，减小了上述设备体积。若冲击电压发生器等高压试验装置采用密封式SF6气体封闭绝缘结构，其体积和重量将大大减小，运输及现场安装的困难也迎刃而解。然而，冲击电压发生器具有冲击电压高、内部整体结构不对称、元器件形状不圆整的特点，绝缘支撑件及内部结构是否会在高电压冲击下发生沿面闪络，气体间隙绝缘是否会被击穿，都将影响到冲击电压发生器的工作性能。此外，冲击电压发生器运行时会产生极不均匀电场，影响SF6气体绝缘特性。因此，需要特定的试验方法及系统，以测量并确定气体间隙的安全绝缘距离范围，进一步验证冲击电压发生器的单元绝缘耐受特性。

近年来国内外基于SF6气体绝缘冲击特性做了诸多研究工作。如公开号为CN103605051A的发明专利给出的一种“冲击电压下局部放电试验用气体绝缘金属尖端缺陷装置”，其特征是：可调节导杆与上铝极板通过螺纹连接，可以实现冲击电压下对GIS局放检测，但没有专门高压引入设计，不适用于高电压下冲击试验；公开号为CN103605053A的发明专利给出的一种“冲击电压下气体绝缘组合电器局部放电试验装置及方法”，研究对象是内部电场较为均匀的GIS设备，并未考虑SF6在极不均匀电场条件下的气体绝缘击穿放电特性。实验结果反映的情况不够全面。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种气体绝缘冲击电压发生器单元冲击耐受特性试验系统及方法，该系统和方法能自动调节气体间隙绝缘距离以及绝缘支撑结构的爬电距离，可以实现气体绝缘状态下对单元冲击耐受特性的试验测量。

为实现此目的，本发明所设计的一种气体绝缘冲击电压发生器单元冲击耐受特性试验系统，其特征在于：它包括密封绝缘罐体、绝缘层、设置在密封绝缘罐体底板上的绝缘杆和第一升降油缸以及第二升降油缸、设置在绝缘层顶部的电容器、点火球隙和电阻、设置在密封绝缘罐体上的冲击电压引入套管、设置在密封绝缘罐体内侧壁上的锥形分压器，其中，所述第一升降油缸的缸体固定在密封绝缘罐体底板上，第一升降油缸活塞杆的顶部固定连接绝缘层，所述第二升降油缸的缸体固定在密封绝缘罐体底板上，所述冲击电压引入套管的输出端连接高压导电杆的一端，所述电容器、点火球隙和电阻串联在高压导电杆的另一端与绝缘杆顶端之间，所述绝缘杆上套有导电环，所述导电环与绝缘杆之间具有间隙，所述导电环通过绝缘支架连接第二升降油缸活塞杆的顶端，所述导电环接地，所述密封绝缘罐体上还开设有充气取样口，所述密封绝缘罐体也接地。

一种基于上述气体绝缘冲击电压发生器单元冲击耐受特性试验系统的试验方法，它包括如下步骤：

步骤1：第一升降油缸和第二升降油缸的活塞杆均收缩到最底端，通过充气取样口向密封绝缘罐体内充入六氟化硫气体；

步骤2：通过冲击电压引入套管将冲击电压引入到由高压导电杆、电容器、点火球隙、电阻、绝缘杆和导电环组成的回路中；

步骤3：增大冲击电压直到锥形分压器的值降低到零或者从玻璃观察窗中观察到密封绝缘罐体内充入的六氟化硫气体发生击穿放电现象，记录下此时的冲击电压值，该值即为导电环在绝缘杆顶端距离最远处，以及电容器、点火球隙和电阻在密封绝缘罐体顶端距离最远处的六氟化硫气体击穿电压值；

步骤4：固定第一升降油缸的位置，确保电容器、点火球隙和电阻在距离密封绝缘罐体顶部的最远处，调节第二升降油缸的活塞杆升起到各个不同的指定位置，按照上述步骤2和步骤3的方式获得绝缘杆在不同爬电距离时的六氟化硫气体击穿电压值；

步骤5：调节第二升降油缸，确保导电环在绝缘杆顶端，此时绝缘杆的爬电距离最大，调节第一升降油缸的活塞杆至各个不同的指定位置，按照上述步骤2和步骤3的方式获得电容器、点火球隙和电阻处于不同指定位置时的六氟化硫气体击穿电压值。

本发明与现有方案相比，实现了高电压下冲击试验，并且，电容器、点火球隙、电阻和导电环的设置位置可以随意调整，使得本发明的实验结果能体现SF6在极不均匀电场条件下的气体绝缘击穿放电特性，弥补了现有技术中的空白。

总的来说本发明的绝缘距离可调，可施加高冲击电压，外界环境影响小，操作简便。