[发明专利]一种用于测量气体绝缘组合开关盆式绝缘子缺陷的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测量气体绝缘组合开关盆式绝缘子缺陷的装置，属于高压开关设备潜伏性故障诊断技术领域。

背景技术

我国110kV及以上电压等级的输电网中主要采用SF₆气体绝缘开关设备，特别是气体绝缘组合开关(以下简称GIS)设备在电网中的广泛应用，设备运行状态对电网的安全稳定运行起着决定性的作用。随着电压等级和系统容量的提高，电网中SF₆开关设备装用量快速增加，设备内部绝缘故障概率趋于上升，设备缺陷及其状态判断是亟待解决的关键问题之一。

盆式绝缘子作为GIS的核心零部件之一，其中心部分金属导体连接两个导电部分，最外侧是用于可靠连接金属筒体的圆形金属法兰，绝缘部分用环氧树脂通过模具与中心导体浇注成一体。其绝缘性能直接关系到电网的安全稳定运行，其作用可为概括为以下三方面：(1)隔离中心导体与GIS外壳，隔离不同相的高压母线，使外壳保持地电位，起到绝缘、保护工作安全的作用，因此要求绝缘子的绝缘水平足够高；(2)使两段高压母线导体穿过盆式绝缘子，由一个SF₆气室进入到另一个相邻的气室，其中心导体嵌件可以固定高压母线导体，并固定母线的插接式触头；(3)气隔式盆式绝缘子对气室有密封作用，由于GIS内部SF₆气体压力大，且一旦泄露会导致内部绝缘水平下降，因此要求绝缘子气密性高，机械设计要求具有一定的承受压力的能力。

目前，运行实践发现，相当比例的GIS内部故障与盆式绝缘子有很大关系。对美国投运的GIS发生的故障进行统计发现，在所有GIS故障中，涉及盆式绝缘子沿面放电所占比例最高。根据南方电网公司的运行统计数据发现，广东电网公司从2009年至2011年共发生17起GIS内部故障，其中16起都与盆式绝缘子绝缘状况相关。国家电网公司晋东南-南阳-荆门l000kV特高压交流试验示范工程，自正式投运运营3年以来，截至2013年底，己经有50个间隔的特高压GIS投入运行，其中包含约3000支特高压盆式绝缘子，在长期的运行过程中，已经有2支盆式绝缘子由于缺陷最终引发了炸裂事故，另外陆续发现有2支存在裂纹缺陷的盆式绝缘子，但现有的现场局部放电监测措施均未能提前预警缺陷故障的存在。

但目前国内外对于GIS内部盆式绝缘子状态监测和缺陷的早期预警技术仍不成熟，现有的局部放电检测方法对盆式绝缘子缺陷类型诊断的适用性仍不清晰。国内外学者曾试验研究：当盆式绝缘子表面存在大块的漆皮异物甚至漆皮贯穿高低压电极时，利用特高频检测法以及IEC-60270脉冲电流检测法在额定运行电压下均没有检测到任何的放电信号，因此推测对于盆式绝缘子而言，有些类型的绝缘子缺陷可能不能激发明显的局部放电信号。

SF₆气体分解产物检测方法是一种非电学检测局部放电的化学检测法，它是通过检测运行中GIS设备内SF₆气体分解产物(气体杂质)，从而判断SF₆高压开关设备潜伏性故障早期判断的有效手段。这些气体杂质是由于缺陷放电电弧而产生的高温能量，使得局部SF₆气体分子在极小空间高温环境中分解而产生的。该方法对于绝缘物沿面缺陷、设备内部导体间连接缺陷、异常发热、灭弧室内零部件的异常烧蚀、开关开断能力下降等潜伏性故障诊断，具有受外界环境干扰小、灵敏度高、准确性好等优点，在开关设备缺陷的带电检测中发挥了重要作用。

目前，现场对开关设备内部SF₆气体的检测项目主要包括气体纯度、湿度和SO₂、H₂S、CO等气体分解物组分，随着运行单位对设备故障诊断和状态评价要求的提高，这些检测项目不能满足对设备状态判断的要求，需要对不同类型设备潜伏性故障时分解产物组分、含量、产气速率及其影响因素等进行系统研究，提出能够指导设备状态检修的有效结论。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于测量气体绝缘组合开关盆式绝缘子缺陷的装置，对已有的测量装置的结构进行改进，以保证不同盆式绝缘子缺陷在耐压过程中电压幅值、升降压过程、加压时间等方面完全相同，使测试结果与实际GIS设备运行状态高度吻合，提高测量结果的准确性。