[发明专利]一种基于极端条件下使用的交流耐压试验装置及方法

说明书

本发明提供一种基于极端条件下使用的交流耐压试验装置及方法，属于交流耐压试验装置领域。该交流耐压试验装置包括高温工业风循环系统、高温环境试验房、冷却系统和交流高压试验电源系统。本发明装置设计使用交流高压试验电源产生66kV高电压，经过置于外部的阶梯自冷型绝缘套管和置于内部自伸缩型穿墙套管的芯电极引入高温环境试验房内与被试验套管连接，并将试验套管的另一端接地，形成完整的试验电路。本发明适合于500℃以上高温环境使用的66kV穿墙套管的交流耐压试验要求。

技术领域

本发明属于交流耐压试验装置领域，是一种大型高温大容量固体储热炉在高温高电压状态下的电源接入技术，具体涉及一种基于极端条件下使用的交流耐压试验装置及方法。

背景技术

由于北方地区冬季供暖期存在大规模弃风现象，故为了缓解风电消纳矛盾，提高清洁能源利用率而研制大容量、高可靠性的电储热装置具有实际价值。在当前能源互联网迅速发展及电能联系日渐紧密的环境下，储能系统与大容量风力发电、光伏发电、燃料电池等新能源的发电系统结合，通过储能元件和装置对机组的出力进行调控，在电力统中发挥着调峰、电压补偿、频率调节等作用。

近年来，新型的储能方式发展迅速，主要分为五大类：机械储能(抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电磁储能(超级电容器、超导储能等)、电化学储能(各种蓄电池储能)、热储能、化学储能。

本发明提出一种直接将66kV电压等级、容量90MW/台的高温固态储热装置的电源接入和高温炉体结构设计方法，该设计方法解决了高压电场和高温度场共同作用所引起的绝缘可靠性问题以及炉内、外形成的超大温差所导致的诸多难题。工程应用证明，该设计方法满足大容量、高可靠性的电储热装置使用要求，具有推广前景。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，旨在提出一种基于高温极端条件下使用的66kV穿墙套管的交流耐压试验装置。

本发明的技术方案：

一种基于极端条件下使用的交流耐压试验装置，该交流耐压试验装置包括高温工业风循环系统27、高温环境试验房、冷却系统14和交流高压试验电源系统；

所述的高温环境试验房包括出风口24、进风口25、可移动试验台23、导电极22、金属丝编织管21和穿墙套管20；其中，可移动试验台23置于高温环境试验房内，其上方设置穿墙套管20，穿墙套管20穿透高温环境试验房的墙体17，并一直延伸至冷却系统14上方；穿墙套管20的内部设置金属丝编织管21，金属丝编织管21内部设置导电极22，导电极22的一端与高温环境试验房的地网连接，另一端与交流高压试验电源系统相连；高温环境试验房的墙体17上设置出风口24和进风口25，出风口24和进风口25处分别设置温度传感器，且分别通过管道与高温工业风循环系统27相连，高温工业风循环系统27依据出风口24和进风口25的温度差，通过管道上的控制阀门26实现试验房温度的智能控制，进而对导电极22进行进行加热；

所述穿墙套管20与墙体17接触的部分设置U型环16，用于支撑穿墙套管20，U型环16的上下两端设置弹簧15，以缓冲穿墙套管20热胀冷缩所造成的体积变换；

位于高温环境试验房外的穿墙套管20上，依次套设四组大伞裙11和均压环10，从墙体17开始向外，大伞裙11和均压环10的直径逐渐变小呈圆锥体状；每个均压环10上设置出水口12和进水口13，用于连接冷却系统14，保证在大温差状态工作时穿墙套管20整体温度呈阶梯式均衡下降，所有均压环10相互并联接地；位于高温环境试验房外部的导电极22连接套管9，连接套管9的两端设置法兰7，且法兰7下方对应设置绝缘支柱8，绝缘支柱8接地；