[发明专利]研究GIL中分解气体扩散特性的试验系统及其方法

权利要求书

1.一种研究GIL中分解气体扩散特性的试验系统，其特征在于：

包括调压台（1）、隔离变压器（2）、试验变压器（3）、保护电阻（4）和分压器（5）、检测阻抗（6）、局放检测仪（7）、放电分解气体扩散腔体（8）和气相色谱仪（9）；

其位置和连接关系是：

调压台（1）、隔离变压器（2）、试验变压器（3）、保护电阻（4）和分压器（5）依次连接，检测阻抗（6）串联接于分压器（5）低压侧，局放检测仪（7）与检测阻抗（6）的输出端相连，分压器（5）的输出端与放电分解气体扩散腔体（8）相连，气相色谱仪（9）通过软管与放电分解气体扩散腔体（8）各分段采样检测口（8-23）连接；

各功能部件外壳及接地点与底线或接地网相连。

2.按权利要求1所述的一种研究GIL中分解气体扩散特性的试验系统，其特征在于：

所述的放电分解气体扩散腔体（8）包括均压屏蔽罩（8-1）、高压电源连接盘（8-2）、高电压套管（8-3）、高电压连接段导电杆（8-4）、高电压连接段腔体密度继电器（8-5）、高电压连接段腔体密封端盖（8-6）、高电压连接段腔体（8-7）、高电压连接段腔体支座（8-8）、转接均压屏蔽罩（8-9）、密封式盆式绝缘子（8-10）、前段长腔体（8-11）、长腔体导电杆（8-12）、后段长腔体（8-13）、长腔体观察窗（8-14）、通气式盆式绝缘子（8-15）、导电杆端部屏蔽（8-16）、尾段腔体支座（8-17）、尾段腔体观察窗（8-18）、尾段腔体（8-19）、尾段腔体密封端盖（8-20）、尾段腔体采样检测口（8-21）、长腔体密度继电器（8-22）、分段采样检测口（8-23）和扩展阀门（8-24）；

其位置和连接关系是：

均压屏蔽罩（8-1）通过螺栓固定于高压电源连接盘（8-2）上方，并与分压器（5）的输出端进行电气连接；高压电源连接盘（8-2）连接于高电压套管（8-3）上端，高电压套管（8-3）下端通过密封法兰连接于高电压连接段腔体（8-7）上方；高电压连接段腔体密封端盖（8-6）、高电压连接段腔体（8-7）、密封式盆式绝缘子（8-10）、前段长腔体（8-11）、后段长腔体（8-13）、通气式盆式绝缘子（8-15）、尾段腔体（8-19）和尾段腔体密封端盖（8-20）依次通过密封法兰盘和螺栓连接组成密封试验腔体，并在高电压连接段腔体密封端盖（8-6）和后段长腔体（8-13）分别连接有高电压连接段腔体密度继电器（8-5）和长腔体密度继电器（8-22）；高电压连接段腔体（8-7）和尾段腔体（8-19）底部连接有高电压连接段腔体支座（8-8）和尾段腔体支座（8-17）；长腔体导电杆（8-12）横穿于高电压连接段腔体（8-7）、前段长腔体（8-11）、后段长腔体（8-13）和尾段腔体（8-19）之间，并通过密封式盆式绝缘子（8-10）和通气式盆式绝缘子（8-15）固定；长腔体导电杆（8-12）一端通过转接均压屏蔽罩（8-9）和高电压连接段导电杆（8-4）与高压电源连接盘（8-2）相连，另一端设置有导电杆端部屏蔽（8-16）；前段长腔体（8-11）、后段长腔体（8-13）和尾段腔体（8-19）上端分别以500mm为间距连接有尾段腔体采样检测口（8-21）及4个分段采样检测口（8-23）；通气式盆式绝缘子（8-15）附近的分段采样检测口（8-23）、长腔体密度继电器（8-22）和扩展阀门（8-24）的以同面异角的方式布置；长腔体观察窗（8-14）和尾段腔体观察窗（8-18）分别以水平对置方式连接于后段长腔体（8-13）和尾段腔体（8-19）靠近通气式盆式绝缘子（8-15）处。

3.基于权利要求1或2所述一种研究GIL中分解气体扩散特性的试验系统的试验方法，其特征在于包括下列步骤：

①缺陷设置：根据试验需求，在通气式盆式绝缘子（8-15）上设置缺陷模型，模拟不同固体绝缘缺陷类型下的局部放电现象，为扩散特性研究提供分解气体；

②真空处理：缺陷设置完成后将放电分解气体扩散腔体（8）各部分连接，保证高电压连接段腔体密封端盖（8-6）和尾段腔体密封端盖（8-20）安装紧密；此时关闭分段采样检测口（8-23）和扩展阀门（8-24），打开高电压连接段腔体密度继电器（8-5）和长腔体密度继电器（8-22）阀门并连接真空泵，将高电压连接段腔体（8-7）和放电分解气体扩散腔体（8）抽至真空，并静置12小时，通过高电压连接段腔体密度继电器（8-5）和长腔体密度继电器（8-22）检查放电分解气体扩散腔体（8）内气压变化；

③充气：若放电分解气体扩散腔体（8）内气压不变，保持真空，证明气密性良好，则关闭高电压连接段腔体密度继电器（8-5）阀门，换接SF₆气瓶；打开高电压连接段腔体密度继电器（8-5）阀门，向高电压连接段腔体（8-7）内充气至高电压连接段腔体密度继电器（8-5）表压0.6MPa后关闭压段腔体密度继电器5阀门；之后以相同顺序操作长腔体密度继电器（8-22）阀门，向放电分解气体扩散腔体（8）冲入0.6MPa的SF₆气体；

④测量局放起始电压与临界局放电荷量：将调压台（1）连接电源，并启动调压台（1）；将电压抬升至局放检测仪（7）出现局放信号，并记录此时的电压，记为局放起始电压U_in；继续升压至击穿，记录最大临街局放电荷量，记为临界局放电荷量 Q_c；

⑤设置局放节点：在局放起始电压U_in下的局放电荷量 Q_in和临界局放电荷量 Q_c设置5个电荷量节点，并记录对应的外施电压，用以模拟和表征5个放电强度等级；

⑥气体采集与组分分析：每次采样间隔为1小时；采样时，将对应的分段采样检测口（8-23）打开，可通关过采样袋进行采样，或通过气管直接与气相色谱仪（9）连接采样；为消除气管内残余气体对分析结果的影响，检测前先通气1分钟，再通过气相色谱仪（9）进行组分分析；记录各位置不同时间、不同缺陷类型及放电强度下的特征分解气体种类及浓度数据，用以分析不同缺陷的放电分解特性及相应分解气体的扩散特性。