电力系统中利用毛细管测量高压电沿面放电介质温度的装置和方法

摘要

本发明公开了电力系统中利用毛细管测量高压电沿面放电介质温度的装置和方法，该装置包括红外热像仪，高压端固定电极、接地端固定电极、钨针电极、毛细玻璃管和绝缘支撑杆，高压端固定电极与高压电路的高压端电连接，接地端固定电极与高压电路的接地端电连接，绝缘支撑杆的两端分别与高压端固定电极、接地端固定电极相连接，毛细玻璃管竖向放置在接地端固定电极上，钨针电极也竖向设置，钨针电极的上端与高压端固定电极电连接，下端插入毛细玻璃管内，并且与毛细玻璃管的管壁之间留有间隙，红外热像仪的放置位置与钨针电极插入毛细玻璃管的位置相对应。该装置结构简单，能够测量沿面放电介质温度。本发明同时提供了测量方法。

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统中测量高压电沿面放电介质温度的设备和方法，具体是 指电力系统中利用毛细管测量高压电沿面放电介质温度的装置和方法。

背景技术

电力系统中诸如绝缘设备沿面放电与介质表面有极大关系，其热效应也是一 个重要的机制，但由于沿面放电路径的分散性，很难测到沿面放电的介质温度分 布，也难以对其热效应作定量研究。

现有的方法是在一个平面和开放的空间测量，没有考虑热量的耗散，路径的 分散，因此无法作定量测量。

发明内容

本发明的目的之一是提供电力系统中利用毛细管测量高压电沿面放电介质温 度的装置，该装置结构简单，能够测量沿面放电介质温度。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：电力系统中利用毛细管测量 高压电沿面放电介质温度的装置，其特征在于：该装置包括红外热像仪，高压端 固定电极、接地端固定电极、钨针电极、毛细玻璃管和绝缘支撑杆，所述高压端 固定电极设置在上部，与高压电路的高压端通过高压导线电连接，所述的接地端 固定电极设置在下部，与高压电路的接地端通过接地导线电连接，所述的绝缘支 撑杆为至少两根，绝缘支撑杆竖直设置，两端分别与所述的高压端固定电极、接 地端固定电极相连接，起支撑作用，所述毛细玻璃管竖向放置在所述接地端固定 电极上，所述的钨针电极也竖向设置，并且钨针电极的中心线与毛细玻璃管的中 心线相重合，钨针电极的上端与高压端固定电极电连接，下端插入毛细玻璃管内， 并且与毛细玻璃管的管壁之间留有间隙，所述红外热像仪的放置位置与钨针电极 插入毛细玻璃管的位置相对应，所述钨针电极的下端与接地端固定电极之间留有 放电间距d，所述钨针电极在高压电路接通时能够放电，放电所产生的热量限制在 毛细玻璃管内，通过红外热像仪测量毛细玻璃管外壁的温度来反映沿面放电介质 温度的分布情况。

本发明中，所述毛细玻璃管的内径为1.1mm，所述钨针电极的直径为1mm。

本发明中，所述的高压端固定电极为横向设置的圆盘形的电极，所述的接地 端固定电极为横向设置的圆板形的电极。

本发明中，所述的绝缘支撑杆为两根或三根或四根。

本发明可以做如下改进：所述钨针电极的上端与高压端固定电极之间还增设 有圆柱形的高压端调节电极，所述的高压端调节电极分别与高压端固定电极和钨 针电极的上端相连接，所述毛细玻璃管与接地端固定电极之间还增设有圆板形的 接地端调节电极上，通过增设的高压端调节电极和接地端调节电极来调节放电间 距d。

所述放电间距d在2mm～15mm范围内。

所述的接地端调节电极与接地端固定电极之间通过螺纹连接。

所述的高压端调节电极与高压端固定电极之间通过螺纹连接。

本发明中的高压电路是指6000伏至20000伏的高压电路

本发明的装置将一般平面和开放的沿面放电形式改变为毛细玻璃管内的沿面 放电，放电产生的热量能够暂时限制在该受限空间内，便于红外热像仪及时测量， 并且能够作定量测量。

本发明将直径1.1毫米的毛细玻璃管套在直径1毫米的钨针电极外侧，钨针电 极的尖角可以磨成不同形状来模拟不同“三结”结构，“三结”指电极、介质和空 气。钨针电极做高压电极，毛细玻璃管下方的板电极作为接地电极。通过利用红 外热像仪测量毛细玻璃管外壁的温度来反映沿面放电介质温度分布情况。另外， 设置了接地端可调节高度的圆板电极和高压端可调节高度的圆柱电极，使得放电 间隙可调整。

本发明的目的之二是提供电力系统中利用毛细管测量高压电沿面放电介质温 度的方法，该方法操作方便，且获得的检测结果准确。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现的：采用上述电力系统中利用毛 细管测量高压电沿面放电介质温度的装置进行测量的方法，其特征在于，该方法 包括如下步骤：

(1)连接所述装置；

(2)接通高压电路进行测量，利用通过红外热像仪获得毛细玻璃管外壁的温 度来反映沿面放电介质温度的分布情况，该温度分布情况反应了高压电放电的强 弱。

与现有技术相比，本发明将一般平面和开放的沿面放电形式改变为毛细玻璃 管内的沿面放电，放电产生的热量能够暂时限制在该受限空间内，能够对沿面放 电介质温度作定量测量。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1是本发明装置的整体结构示意图；

图2是本发明装置的使用状态参考图；

图3是采用本发明装置测量获得的毛细管管壁介质温度分布图，图中横坐标 表示毛细玻璃管至接地端固定电极的距离，单位为毫米，纵坐标表示温度值，单 位为摄氏度。

附图标记说明

1、高压端固定电极；2、高压端调节电极；3、钨针电极；4、毛细玻璃管；

5、接地端调节电极；6、接地端固定电极；7、绝缘支撑杆；8、高压探头；

9、示波器；10、电阻；11、红外热像仪

具体实施方式

如图1、图2所示的电力系统中利用毛细管测量高压电沿面放电介质温度的装 置，该装置包括红外热像仪11，高压端固定电极1、接地端固定电极6、钨针电极 3、毛细玻璃管4和绝缘支撑杆7，高压端固定电极1为横向设置的圆盘形的电极， 接地端固定电极6为横向设置的圆板形的电极，高压端固定电极1设置在上部， 与高压电路的高压端通过高压导线电连接，接地端固定电极6设置在下部，与高 压电路的接地端通过接地导线电连接，绝缘支撑杆7为两根，呈对称状设置，绝 缘支撑杆7竖直设置，两端分别与高压端固定电极1、接地端固定电极6相连接， 起支撑作用。

毛细玻璃管4竖向放置在接地端固定电极6上，钨针电极3也竖向设置，并 且钨针电极3的中心线与毛细玻璃管4的中心线相重合，毛细玻璃管4的内径为 1.1mm，钨针电极3的直径为1mm，钨针电极3的上端与高压端固定电极1电连 接，下端插入毛细玻璃管4内，并且与毛细玻璃管4的管壁之间留有极小间隙， 单侧间隙为0.05mm，红外热像仪11的放置位置与钨针电极3插入毛细玻璃管4 的位置相对应，红外热像仪11与毛细玻璃管4之间具有直线间距L，该直线间距 L为50cm，钨针电极3的下端与接地端固定电极6之间留有放电间距d，该放电 间距d为6mm，钨针电极3在高压电路接通时能够放电，放电所产生的热量限制 在毛细玻璃管4内，通过红外热像仪11测量毛细玻璃管4外壁的温度来反映沿面 放电介质温度的分布情况，该温度分布情况反应了高压电放电的强弱。

为了使放电间距d可以调整，本实施例在钨针电极3的上端与高压端固定电 极1之间还增设有圆柱形的高压端调节电极2，高压端调节电极2分别与高压端固 定电极1和钨针电极3的上端相连接，高压端调节电极2与高压端固定电极1之 间通过螺纹连接，也可以直接将高压端调节电极2插装在高压端固定电极1上， 毛细玻璃管4与接地端固定电极6之间还增设有圆板形的接地端调节电极5上， 接地端调节电极5与接地端固定电极6之间通过螺纹连接，也可以将两者插接， 通过增设的高压端调节电极2和接地端调节电极5来调节放电间距d。增设的高压 端调节电极2也可以看成高压端固定电极1的一部分，增设的接地端调节电极5 也可以看成接地端固定电极6的一部分。

作为本实施例的变换，也可以将高压端调节电极2和接地端调节电极5去除， 直接采用高压端固定电极1和接地端固定电极6，一样能够对对高压电沿面放电介 质温度进行测量。

作为本实施例的变换，直线间距L可以在40cm～60cm范围内取值。

作为本实施例的变换，放电间距d可以在2mm～15mm范围内取值，根据电 路的电压来选择。

作为本实施例的变换，绝缘支撑杆7为至少两根即可，也可以为三根或四根 等多根。

采用上述电力系统中利用毛细管测量高压电沿面放电介质温度的装置进行测 量的方法，该方法包括如下步骤：

(1)连接装置；

(2)接通高压电路进行测量，利用通过红外热像仪11获得毛细玻璃管4外 壁的温度来反映沿面放电介质温度的分布情况，该温度分布情况反应了高压电放 电的强弱。

如图2所示，本实施例的装置在使用时接入6000伏的高压电路，高压端固定 电极1与高压电路的高压端通过高压导线电连接，接地端固定电极6与高压电路 的接地端通过接地导线电连接，采用该装置对高压电沿面放电介质温度进行测量， 在高压电路中，高压探头8接入示波器9测量外加电压，电阻10接入示波器9测 量放电电流，电压和电流用于监测放电状态。

图3是采用本发明装置测量获得的管壁介质温度分布图，图中横坐标表示毛 细玻璃管至接地端固定电极的距离，从图3可以得到毛细管管壁介质温度。

本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不 限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手 段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多 种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。