一种研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置

摘要

本发明提供一种研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置，包括全封闭式的实验罐体、用于输送湿度可调SF6气体的调节装置、具有导电性的夹紧件以及用于测量SF6气体湿度的露点仪；调节装置的一端与罐体相连并与罐体内部腔体相导通，另一端与外部SF6气体放气装置相连；夹紧件为金属电极且位于罐体内部腔体中，包括一端与外部电源一端相连且相对端端面与被测绝缘子的一端端面相紧密贴合的上夹件；一端与外部电源另一端相连且相对端端面与被测绝缘子的另一端端面相紧密贴合的下夹件；露点仪设置于实验罐体上，两端分别位于罐体内部腔体中及罐体外部。实施本发明实施例，能够精确控制SF6气体的湿度，减少实验次数，降低了工作量。

说明书

技术领域

本发明涉及SF6气体绝缘开关设备技术领域，尤其涉及一种研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置。

背景技术

SF6气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear，GIS）凭借良好的灭弧及绝缘性能，在电力系统中得到广泛的应用。但是，SF6气体绝缘开关设备实际运行过程中，存在多种原因使得该气体绝缘开关设备内部SF6气体所含水分达到一定浓度后，该气体绝缘开关设备内部绝缘子的表面出现凝露或分解物，从而导致影响绝缘子的闪络特性，甚至引发闪络事故等现象发生。因此，研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性的影响对于GIS的安全运行具有重要的意义。

现有技术中，采用含微水SF6气体实验装置来研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性的影响，该装置具体实现方法为在实验罐体内部涂抹水膜改变SF6气体的湿度，并对实验罐体内部绝缘子施加以电压进行闪络实验，缺点在于：SF6气体的湿度不易精确控制，尤其是在较低微水含量实验情况下更难把握，且需要反复实验，带来巨大的工作量。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置，能够精确控制SF6气体的湿度，减少实验次数，降低了工作量。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置，其与被测绝缘子相配合，所述装置包括全封闭式的实验罐体、用于实现向所述实验罐体输送湿度可调SF6气体的调节装置、具有导电性且与所述被测绝缘子相配合的夹紧件以及用于测量所述实验罐体内SF6气体湿度的露点仪；其中，

所述调节装置的一端与所述实验罐体相连并与所述实验罐体内部腔体相导通，另一端与外部SF6气体放气装置相连；

所述夹紧件为金属电极且位于所述实验罐体内部腔体中，包括可将所述被测绝缘子相夹紧的上夹件和下夹件；其中，所述上夹件的一端与外部电源的一端相连，另一端的端面与所述被测绝缘子的一端端面相紧密贴合；所述下夹件的一端与所述外部电源的另一端相连，另一端的端面与所述被测绝缘子的另一端端面相紧密贴合；

所述露点仪设置于所述实验罐体上，其一端位于所述实验罐体内部腔体中，另一端位于所述实验罐体的外部。

其中，所述调节装置包括加水罐体、加热装置、第一导管、第二导管、第一球阀和第二球阀；其中，

所述加水罐体为具有导热性的金属罐体，其顶部设有用于滴入液态水且可自封的小孔，其底部设有所述加热装置，且在所述加水罐体的一侧通过所述第一导管与所述实验罐体内部腔体相导通，在所述加水罐体的另一侧通过所述第二导管与所述外部SF6气体放气装置相导通；其中，所述第一导管上设有所述第一球阀；所述第二导管上设有所述第二球阀。

其中，所述可自封的小孔为具有一橡皮塞的小孔。

其中，所述加水罐体由金属铝制作而成。

其中，所述实验罐体内部腔体中的SF6气体工作压强为0.5MPa。

其中，所述上夹件朝向所述被测绝缘子一端的表面光洁度要求≤0.05μm；所述下夹件朝向所述被测绝缘子一端的表面光洁度要求≤0.05μm。

其中，所述上夹件和所述下夹件均通过导电线与所述外部电源两端相连

其中，所述装置还包括均位于所述实验罐体内部腔体中且呈中空管状的第一导杆和第二导杆；其中，

所述第一导杆的一端与固定于所述实验罐体的顶部，另一端与所述上夹件背离所述下夹件的一端相连，且所述第一导杆套接于与所述外部电源一端相连的导电线的外壁上；

所述第二导杆的一端与固定于所述实验罐体的底部，另一端与所述下夹件背离所述上夹件的一端相连，且所述第二导杆套接于与所述外部电源另一端相连的导电线的外壁上。

其中，所述实验罐体上设有一由石英玻璃制作而成的观察窗。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

在本发明实施例中，由于通过调节装置对向实验罐体输送的SF6气体进行湿度可调，达到精确控制实验罐体内部SF6气体湿度的目的，从而减少了实验罐体内部绝缘子施加以电压进行闪络实验的次数，降低了工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置的连接结构示意图；

图中：1-试验罐体，11-内部腔体，2-调节装置，21-加水罐体，211-小孔，22-加热装置，23-第一导管，24-第二导管，25-第一球阀，26-第二球阀，3-夹紧件，31-上夹件，32-下夹件，4-露点仪，5-第一导杆，6-第二导杆，7-观察窗，M-被测绝缘子。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提出的一种研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置，其与被测绝缘子M相配合，装置包括全封闭式的实验罐体1、用于实现向实验罐体1输送湿度可调SF6气体的调节装置2、具有导电性且与所述被测绝缘子相配合的夹紧件3以及用于测量实验罐体1内SF6气体湿度的露点仪4；其中，

调节装置2的一端与实验罐体1相连并与实验罐体1内部腔体11相导通，另一端与外部SF6气体放气装置（未图示）相连；

夹紧件3为金属电极且位于实验罐体1内部腔体11中，包括可将被测绝缘子M相夹紧的上夹件31和下夹件32；其中，上夹件31的一端与外部电源（未图示）的一端相连，另一端的端面与被测绝缘子M的一端端面相紧密贴合；下夹件32的一端与外部电源的另一端相连，另一端的端面与被测绝缘子M的另一端端面相紧密贴合；

露点仪4设置于实验罐体1上，其一端位于实验罐体1内部腔体11中，另一端位于实验罐体1的外部。

应当说明的是，调节装置2向实验罐体1内部腔体11输送湿度可调SF6气体时，实验罐体1内SF6气体工作压强应位于0.1MPa ~0.5MPa，其中，0.5MPa为最佳。

在一个实施例中，调节装置2包括加水罐体21、加热装置22、第一导管23、第二导管24、第一球阀25和第二球阀26；其中，

加水罐体21为具有导热性的金属罐体，其顶部设有用于滴入液态水且可自封的小孔211，其底部设有加热装置22，且在加水罐体21的一侧通过第一导管23与实验罐体1内部腔体11相导通，在加水罐体21的另一侧通过第二导管24与外部SF6气体放气装置相导通；其中，为了控制加水罐体21内SF6气体进入实验罐体1内部腔体11的量，因此第一导管23上设有第一球阀25；为了控制外部SF6气体放气装置释放的SF6气体进入加水罐体21内的量，因此第二导管24上设有第二球阀26。

应当说明的是，加水罐体21由金属铝制作而成，因此在加水罐体21底部直接放置加热装置22，即可控制加水罐体21的温度。可自封的小孔211为具有一橡皮塞的小孔，作用是确保用注射器通过橡皮塞向加水罐体21内加水的同时，实现加水罐体21不漏气，并通过加热装置22加热使得液态水转变成气态水蒸汽，从而调节加水罐体21内SF6气体的湿度，进一步实现向实验罐体1输送湿度可调SF6气体，达到精确控制实验罐体内部SF6气体湿度的目的。

在本发明实施例中，被测绝缘子M的两端端面分别与上夹件31的一端端面和下夹件32的一端端面相紧密贴合，主要是为了确保被测绝缘子M与夹紧件3之间不存在气体间隙。一旦被测绝缘子M与夹紧件3之间存在气体间隙时，间隙中局部电场集中会导致气体间隙放电产生电荷，所产生的电荷可能在电场作用下漂移至被测绝缘子M表面，从而影响绝缘子的闪络实验。因此，为了增加被测绝缘子M分别与上夹件31和下夹件32端面紧密贴合度，还需要对上夹件31、下夹件32及被测绝缘子M相贴合端面进行加工精度的要求。

作为一个例子，上夹件31朝向被测绝缘子M一端的表面光洁度要求≤0.05μm；下夹件32朝向被测绝缘子M一端的表面光洁度要求≤0.05μm。同样，被测绝缘子M分别朝向上夹件31和下夹件32的两端端面的表面光洁度也应要求≤0.05μm。

应当说明的是，上夹件31和下夹件32通过两个导电线分别与外部电源的正负极相连，该外部电源可为交流电源或直流电源，且导电线在进入试验罐体1时实现密封连接。

为了降低SF6气体对上述导电线的腐蚀性，确保上夹件31和下夹件32的金属电极正常工作，以及进一步增强对被测绝缘子M的紧密贴合，因此装置还包括均位于实验罐体1内部腔体11中且呈中空管状的第一导杆5和第二导杆6；其中，

第一导杆5的一端与固定于实验罐体1的顶部，另一端与上夹件31背离下夹件32的一端相连，这样就能够增强上夹件31与被测绝缘子M的紧密贴合，且第一导杆5套接于与外部电源一端相连的导电线的外壁上，降低SF6气体对导电线的腐蚀性；

第二导杆6的一端与固定于实验罐体1的底部，另一端与下夹件32背离上夹件31的一端相连，这样就能够增强下夹件32与被测绝缘子M的紧密贴合，且第二导杆6套接于与外部电源另一端相连的导电线的外壁上，降低SF6气体对导电线的腐蚀性。

为了便于对被测绝缘子M闪络实验进行观察，因此实验罐体1上设有一由石英玻璃制作而成的观察窗7。

对本发明实施例中的研究SF6气体湿度对绝缘子闪络特性影响的装置的应用场景进一步说明：

（一）、通过加水罐体21上部的自封小孔211向实验罐体1内滴入适量液态水，该液态水的量与实验罐体1内部腔体11中SF6气体湿度呈线性变化关系；

（二）、打开第一球阀25、第二球阀26，将实验罐体1和加水罐体21抽至真空，关闭第一球阀25、第二球阀26；

（三）、使用加热装置22对加水罐体21进行加热，使加水罐体21中的液态水变为水蒸汽；

（四）、打开第一球阀25、第二球阀26，外部SF6气体放气装置通过第二导管24向实验罐体1内充入一定气压的SF6气体，同时加水罐体21中的水蒸汽被带入实验罐体1；

（五）、一段时间后，关闭第一球阀25、第二球阀26，使用露点仪4测量实验罐体1中SF6气体的湿度；

（六）、外部电源通过第一导杆5和第二导杆6内的导电线给上夹件31和下夹件32的金属电极施加电压，进行被测绝缘子M的闪络实验。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

在本发明实施例中，由于通过调节装置对向实验罐体输送的SF6气体进行湿度可调，达到精确控制实验罐体内部SF6气体湿度的目的，从而减少了实验罐体内部绝缘子施加以电压进行闪络实验的次数，降低了工作量。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。