[发明专利]一种进行绝缘材料沿面闪络实验的装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及产品设计技术领域，尤其涉及在SF₆气体中进行绝缘材料沿面闪络实验的装置。

背景技术

据统计分析，目前绝大多数GIS(Gas Insulated Switchgear，气体绝缘全封闭组合电器)都采用SF₆气体作为绝缘介质。这是因为SF₆气体具有较高的电气绝缘强度和优良的灭弧性能，被广泛应用于各种高压设备的绝缘系统中。然而在GIS中，SF₆气体与绝缘材料的交界面上经常会发生沿面放电，当放电发展到贯穿两极并且使整个沿面气隙击穿时，沿面放电便演化成沿面闪络。GIS中发生沿面闪络，会使SF₆气体发生分解，释出的产物会对设备产生腐蚀，导致电气设备的绝缘程度降低；另外，闪络也会加剧电场畸变，使绝缘材料受到严重破坏。这就引起了国内外研究人员对GIS内部绝缘介质表面的沿面闪络产生重视，开展了一系列的研究，如：在充满SF₆或其混合气体的密闭实验腔中研究绝缘材料沿面闪络的机理、特性及造成闪络的原因等，研究绝缘材料表面电荷累积对绝缘子发生沿面闪络的影响。研究发现电压波形、磁场、绝缘材料介电常数、绝缘体几何形状、绝缘体表面清洁度和粗糙度等也是影响闪络的重要因素。

目前国内以及国际上针对SF₆气体中绝缘材料的沿面闪络实验普遍采用单电极实验腔或带连杆架构的多电极实验腔。无论哪种实验腔都在现有的气体中绝缘材料沿面闪络研究中普遍使用在密闭实验腔中放入绝缘材料，然后在绝缘材料上施加不同类型的电压。研究过程中经常需要改变实验条件，如：电极间隙，气体压强，更换气体成分配比等，以期寻找最佳的实验效果。这就造成实验腔内的绝缘样本材料的频繁更换和气体成分、压强的多次置换等，研究人员重复于实验腔的开启、置入样本、抽真空、静置、充气、实验、排气等不仅浪费了大量工作时间，并且使得SF₆气体的过量使用，造成环境污染。而且多数SF₆实验装置每次实验过程均仅能处理单个样本，采取连杆方式在实验腔体内部调换实验样本的实验腔，结构复杂难于操控，并且连杆与腔体的连接部位有可能泄露SF₆气体，也会造成环境污染。因此急需发明一种能够减少实验腔开启次数，避免气体浪费的实验装置和方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种在SF₆气体中进行绝缘材料沿面闪络实验的装置，其相对于以前的单对电极或多对电极连杆式实验腔，具有结构简单、操作方便、节约成本、可重复性好等优点。

本发明的在SF₆气体中进行绝缘材料沿面闪络实验的装置，所述装置包括承载所述SF₆气体进行绝缘材料沿面闪烁实验的实验腔(1)、调节电磁阀(6)的流量计(5)、根据所述流量计(5)的调节控制进入所述实验腔(1)内气体速度的所述电磁阀(6)、承载所述SF₆气体和实验气体的气瓶(7)、控制所述SF₆气体进入所述实验腔(1)的真空阀(4)、对所述实验腔(1)进行抽真空的分子泵(8)、测量输入所述实验腔(1)内的高压和闪络电压的示波器(11)、在电极(15)之间进行绝缘材料沿面闪络实验的绝缘材料样本(18)以及高压电源(13)，其关键技术在于，

所述装置还包括：

装载多对所述电极(15)的支架器件(2)；

高压引出端，是位于所述实验腔(1)上的第一电极引出口，所述高压引出端通过高压套筒(14)与所述实验腔(1)绝缘；

所述高压套筒(14)内设一根铜棒(21)，所述铜棒(21)一端与多对所述电极(15)相连，所述铜棒(21)另一端与所述高压电源(13)相连，且所述铜棒(21)的另一端还通过高压探头(12)连接到所述示波器(11)上；低压引出端，是位于所述实验腔(1)上的第二电极引出口，所述低压引出端通过低压套筒(3)与所述实验腔(1)绝缘；

所述低压套筒(3)内设多根所述铜棒(21)，多根所述铜棒(21)一端与多对所述电极(15)一一相连，多根所述铜棒(21)另一端分别引出一根地电极引线通过相对应的一个低压开关(9)与地相连；且多个所述低压开关(9)通过一个罗氏线圈(10)连接到所述示波器(11)上；

气瓶(7)由两个子气瓶组成，所述SF₆气体和实验气体分别置于所述两个子气瓶中，且所述实验气体为N₂或者CF₄。