[发明专利]一种可控温气体绝缘性能试验系统及其方法

说明书

本发明公开了一种可控温气体绝缘性能试验系统及其方法，可控温气体绝缘性能试验系统包括气体绝缘性能试验装置、高低温控制箱和温度及压力监测装置；气体绝缘性能试验装置包括试验电极、试验腔体、高压套管和电极调节装置，试验电极设置于试验腔体内；试验腔体设置于高低温控制箱内，试验腔体上端与高压套管下端连接，高低温控制箱通过热传导的方式使试验腔体内部的气体与高低温控制箱内的温度达成一致；可进行不同温度、不同充气压强、不同电压类型和电场不均匀度情况下的气体绝缘性能试验，也能进行混合气体不同混合比例下的绝缘性能试验，与相同试验条件下不同气体的绝缘性能进行比较，为各种混合气体及其替代气体研究提供试验平台及其方法。

技术领域

本发明涉及电气设备气体绝缘材料技术领域，具体涉及一种可控温气体绝缘性能试验系统及其方法。

背景技术

SF₆是一种强电负性气体，作为绝缘和灭弧介质已广泛用于气体绝缘组合电器(GIS)等电气设备中。然而SF₆是一种温室效应气体，其温室效应系数(GWP)是CO₂的23900倍，意味着每向大气中排放1kgSF₆气体造成的温室效应相当于排放23.5t CO₂气体；且SF₆气体在大气中极难降解，寿命约3200年，对全球变暖具有累积效应。出于环保考虑，联合国气候变化公约缔约方于1997签订了《京都议定书》，将SF₆列为6种限制使用的温室气体之一，并要求在2020年基本限制SF₆气体的使用。为找到新的气体绝缘介质替代纯SF₆，国内外学者进行了大量研究，目前研究较多的用于替代纯SF₆气体的绝缘气体有SF₆/N₂混合气体、CF₃I气体、g3气体等。

SF₆/N₂混合气体最初是为解决SF₆气体在低温下易液化的问题而提出的，随着研究的不断深入，发现比例低于30％低SF₆比例的SF₆/N₂混合气体具有较高的研究价值。目前含20％SF₆的SF₆/N₂混合气体已成功应用于瑞士日内瓦机场的气体绝缘输电管道(GIL)中，若不考虑混合气体的灭弧性能，在GIS设备除断路器和隔离开关的其它气室中，低SF₆比例的SF₆/N₂混合气体具备极大的潜力替代纯SF₆，不仅可大量减少SF₆的使用，而且可有效避免SF₆气体在低温下的液化问题。同时，CF₃I及一些新的气体如g3气体的绝缘性能也和SF₆相当，具备较高的研究价值。对混合气体或替代气体绝缘性能的研究必须要考虑工程实际问题，如混合气体的最佳充气压强及混合比例，温度的影响，工频、直流、冲击电压下的绝缘性能，出现极不均匀电场情况下的绝缘性能和局放特性等一系列问题。并与相同情况下SF₆气体的绝缘性能进行比较，综合考虑多种因素的影响，全面评价SF₆混合气体或替代气体的绝缘特性。

目前，国内外已有不少研究报道了充气压强、混合气体的混合比例、电场不均匀度等多种因素对气体绝缘介质绝缘性能的影响。但是，国内外目前还没有关于SF₆混合气体或替代气体在不同温度尤其是低温情况下的绝缘性能的研究报道。研究温度对气体绝缘性能的影响需要在现有的气体绝缘性能试验装置基础上进行改造，提供可以调控并监测气室内部温度的试验系统及其方法。

发明内容