[发明专利]GIS设备低压导体表面电场强度测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于导体表面电场测量技术领域，特别涉及一种GIS设备低压导体表面电场强度测量方法。具体说是研究GIS设备内部典型缺陷局部放电发展与电场强度的关系。

背景技术

气体绝缘组合电器(GIS，Gas Insulated Switchgear)具有体积小，集成化和安装方便的特点，在电力系统中变电站中得到具有广泛的应用。随着电网电压等级和系统容量的不断增加，GIS设备内部故障也频频发生。因此，该装置对于GIS内部缺陷所引起的局部放电的研究具有重要的意义。局部放电既是造成设备绝缘劣化的先兆和表现形式，又是造成设备绝缘进一步劣化的原因，最终导致设备内部发生击穿或者沿面放电，受到电力企业的密切关注。

随着电网建设的发展，变电站建设中由于场地条件、地质状况和环境条件的限制，使用GIS设备的情况越来越多，而且电网系统内目前在运行的GIS设备越来越多，对GIS设备来说，甚至可以说对大多数SF_6,气体绝缘设备而言，其绝缘缺陷是导致设备故障的主要原因。由于GIS设备长期在高电压等级环境下运行以及在各种高压电器操作机构动作下，会导致GIS设备内部缺陷，进而破坏GIS设备绝缘性能。由于SF_6,气体绝缘的击穿电压则与电极间的电场强度密切有关，因此对于研究GIS设备内部缺陷和电场强度的关系，具有重要的意义，通过对GIS设备内部缺陷的电场计算和分析并通过试验验证，可以了解GIS电场分布情况，提高GIS内部绝缘强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种GIS设备低压导体表面电场强度测量装置及方法，其特征在于，测量步骤包括：

(1)建立测量装置：GIS设备外壳通过短支架固定在底座上，高压导体通过底座上长支架支撑在GIS设备外壳中心，在外壳的中间切割0.8m²的楔块，对楔块边缘进行绝缘处理后用绝缘材料支撑在原位；从楔块引出导线连接10千欧的电阻，并电阻接地，电阻两端通过电缆连接放大电路；放大电路与显示器连接；

(2)检查外壳、电阻的接地情况；

(3)在高压导体上加交流220kV的高压电，

(4)电阻两端的电压信号通过电缆输入到放大电路，在显示器上显示电场强度的读数。

本发明的有益效果是通过对GIS设备内部缺陷的电场计算和分析，并通过试验验证，可以了解GIS电场分布情况，对于提高GIS内部绝缘强度和研究GIS设备内部缺陷与电场强度的关系，具有重要的意义。该方法具有简单、成本低、占地面积小、灵活等优点。

附图说明

图1为GIS设备低压导体表面电场强度测量装置示意图。

图2为切割的楔块示意图。

图3所示为电阻两端电场强度测量值与理论值大小对应的曲线

具体实施方式

本发明是提供一种GIS设备低压导体表面电场强度测量装置及方法，下面结合附图对本发明予以说明。

图1所示为GIS设备低压导体表面电场强度测量装置示意图，该测量装置为GIS设备外壳2通过短支架9固定在底座10上，高压导体1通过底座10上长支架8支撑在GIS设备外壳2的中心，在外壳2的中间切割0.8m²的楔块3(如图2所示)，对楔块3边缘进行绝缘处理后用绝缘材料11支撑在原位；从楔块3引出导线连接10千欧的电阻4，并电阻4接地，电阻4两端通过电缆5连接放大电路6；放大电路6与显示器7连接。

GIS设备低压导体表面电场强度测量原理是：GIS内部高压导体1通入交流220kV的高压电，外壳2接地。在外壳2的中间切割0.8m²的楔块3，并对楔块边缘进行绝缘11处理。从楔块3引出导线，另一端通过10千欧的电阻4接地，将电阻4两端的电压信号通过电缆5输入到放大电路6，在显示器7上显示电场强度的读数。

图3所示为电阻两端电场强度测量值与理论值大小对应的曲线。实验装置为单相一体模型，高压导体半径为70mm，长度为1m；接地外壳半径168mm，长度1m；分别给高压导体施加1-10kV的交流电压，测量电阻两端的电场强度大小；其中，表1为电阻两端电场强度测量值与理论值的大小；图3中实线表示为理论值，虚线表示为测量值，二者非常接近；由此看出实施例中的实验装置测量基本准确。因此，本发明能够精确的获取低压导体表面电场强度值。

表1电阻两端电场强度测量值与理论值的数值