[发明专利]一种气体绝缘设备高压大电流联合试验系统

说明书

本发明公开了一种气体绝缘设备高压大电流联合试验系统，电缆将试验罐体两端的套管短接，使之形成一个闭合的电流回路。将短接罐体用的电缆穿过穿心式升流器，作为升流器的二次绕组。通过导线将工频试验变压器的输出端接在试验罐体的其中一个套管上，另一个输出端和试验罐体的外壳均接地，工频试验变压器和穿心式升流器的一次侧也需接地，由于升流器的二次侧处于高电位，因此其一次绕组和二次绕组间的绝缘需能耐受试验高压。升流器的输出电流和变压器的输出电压均通过各自的调压器调节。可以独立地对电压和电流的大小进行调节，其中电流和电压之间的相位由移相器人工调节，减小对电源功率的需求，尤其是可以给高校的实验室带来很大的方便。

技术领域

本发明涉及一种电气设备试验系统，尤其是针对气体绝缘设备的高压大电流联合试验系统。

背景技术

气体绝缘设备包括气体绝缘组合电气(GIS)和输电管道母线(GIL)等是电力系统最重要的设备，因其小型化、可靠性高、通流能力强等突出优点，在电力系统中的应用日益广泛。然而气体绝缘设备在制造、运输、安装及运行过程中可能产生内部绝缘缺陷并引发局部放电，最终劣化造成严重故障。同时，由于其密封性严、结构紧凑，导致负荷电流下导体发热严重，加速绝缘材料老化，造成绝缘性能降低；此外，有研究表明，随着中心电极温度的升高会促进绝缘子表面电荷的积聚从而导致绝缘子表面电位升高，绝缘水平下降。因此，有必要对气体绝缘设备进行高压和大电流的联合试验，研究温度对其内部包括导体、绝缘子等部件的放电特性的影响，为气体绝缘设备的通流及绝缘设计提供重要参考。

目前，由于电源的功率限制，高校实验室在对GIS及GIL等气体绝缘设备进行温度和绝缘相关的试验研究时，难以对试验回路同时施加高电压和大电流，因此，往往将加压和通流的过程分开进行。先对中心导体通入一定的电流使其温度升高，待温升达到稳态后，撤掉电流并接入电压源均匀升至所需电压。这种试验方式并不能真实的模拟气体绝缘设备实际运行时的工作状态。

针对试验系统的需要，采用虚负荷法来进行试验，即将高电压和大电流单独输出，可以显著降低试验回路对电源容量的需求。将升压器的高压端子连接至升流器的输出回路，使大电流回路整体工作于高压电位，这样既确保使输出的高电压取决于升压器输出、大电流取决于升流器输出，又能达到真实模拟试品实际工况的目的。

综上所述，基于虚负荷法的气体绝缘设备高压大电流联合试验系统具备理论基础，可操作性高，具有良好的发展前景。

发明内容

本发明的在于克服上述现有技术不足，提供一种气体绝缘设备高压大电流联合试验系统，在有限的电源功率基础上，采用虚负荷法，将高电压和大电流单独输出，使输出的高电压取决于升压器输出、大电流取决于升流器输出。

本发明的采用如下技术方案：

一种气体绝缘设备高压大电流联合试验系统，为了达到同时施加高压和大电流的目的，试验系统由气体绝缘实验罐体、工频高压试验变压器、穿心式升流器以及需要的测量装置等组成。进行试验前，用电缆将试验罐体两端的套管短接，使之形成一个闭合的电流回路。将短接罐体用的电缆穿过穿心式升流器，作为升流器的二次绕组。通过导线将工频试验变压器的输出端接在试验罐体的其中一个套管上，另一个输出端和试验罐体的外壳均接地，工频试验变压器和穿心式升流器的一次侧也需接地，由于升流器的二次侧处于高电位，因此其一次绕组和二次绕组间的绝缘需能耐受试验高压。升流器的输出电流和变压器的输出电压均通过各自的调压器调节。

传统的试验系统受限于电源功率，无法同时进行高电压和大电流的试验，先通流使温度升高然后再进行绝缘试验，无法真实地模拟设备实际运行时的工况。本发明在有限的电源功率基础上，采用虚负荷法搭建的试验系统主要有以下优势：

1)由于高电压和大电流是独立输出的，电压回路电流很小，电流回路电压很低，因此虽然试品上同时施加了高压和大电流，单实际供给的电能或功率缺很小，这样可以减小对电源功率的需求，尤其是可以给高校的实验室带来很大的方便。