)提供試驗所需工頻高電壓，標(biāo)準(zhǔn)電容分壓器提供工頻測量信號，分壓比為1000:1，用于工頻電壓擊穿試驗及局部放電試驗。沖擊電壓源(±300kV/30kJ)提供試驗所需的全波雷電沖擊電壓和操作沖擊電壓，采用弱阻尼電容分壓器測量沖擊電壓波形信號，分壓比為1500:1，用于沖擊電壓擊穿試驗。
[0070]通過仿真分析，為比較電極結(jié)構(gòu)尺寸電場的均勻程度，當(dāng)電極間隙確定為d，引入電場不均勾系數(shù)f，其值為電極間最大電場為Emax與平均場強(qiáng)為Eav的比值。當(dāng)f = 1?
1.05為均勻電場，1.05〈f〈2為稍不均勻電場，f>4屬于不均勻電場，通過調(diào)節(jié)絕緣結(jié)構(gòu)間隙距離調(diào)整電場不均勻程度。
[0071]試驗中以混合氣體配比、氣體溫度、氣體壓力、電極模型為四變量參數(shù)，在混合氣體比例、氣體壓力一定的條件下，通過前述溫度、電極間隙和電極可調(diào)的試驗裝置實現(xiàn)試品在_60°C?120°C內(nèi)連續(xù)可控調(diào)節(jié)，分別在每個溫度測點進(jìn)行混合氣體擊穿試驗。
[0072]具體地，混合氣體采用六氟化硫和氮氣(或四氟化碳)進(jìn)行混合，比例分別為1:9，2:8，3:7，4:6，5:5(混氣配比可按照5 %遞進(jìn)增量劃分);混合氣體充氣壓力選取方式，按照0.7MPa，0.6MPa，0.5MPa，0.4MPa，0.3MPa，0.2MPa，0.1MPa ;混合氣體寬溫選取方式，按照-60°C，-50°C，-40°C，-35°C，-30°C，-25°C，-20°C，-15°C，-10°C，-5°C，0°C，10°C，20°C，50°C，80°C，100°C;更換電極系統(tǒng)，調(diào)節(jié)好電極間隙距離，并將密封箱1密封。在常溫下，將六氟化硫混合配比后的氣體靜置4h，將密封箱1內(nèi)抽真空后，充入試驗用混合氣體到密封箱1內(nèi)，充氣壓力為0.7MPa，高壓套管連接高壓電源，接地電極12連接地線，將外部高壓及地連接好，確保試驗回路連接準(zhǔn)確無誤后，取下接地線；操作溫控系統(tǒng)，調(diào)節(jié)溫度至氣體液化臨界值，記錄該溫度為T1，記錄壓強(qiáng)P1，調(diào)節(jié)溫度T2 = T1+5°C，記錄壓強(qiáng)P2，按照上述逐步遞進(jìn)的方式調(diào)節(jié)溫度進(jìn)行試驗；在各種配比的混合氣體條件下，測量不同氣壓下的擊穿強(qiáng)度，并記錄擊穿電壓值，包括工頻擊穿和沖擊擊穿，沖擊擊穿和工頻擊穿試驗交替進(jìn)行。
[0073]工頻電壓擊穿數(shù)值取至少三次擊穿電壓的平均值，每兩次擊穿之間間隔一定的時間，以消除上次擊穿對本次擊穿數(shù)值的影響，記錄于表1。沖擊擊穿電壓數(shù)值由50%升降電壓法來得到。對于每個氣壓點，要獲得其沖擊擊穿電壓值，放電次數(shù)至少為20次，分散性較大可達(dá)40次以上，記錄于表2。
[0074]通過本發(fā)明提供的溫度和壓力可調(diào)可控、電場不均勻度按需調(diào)控用于混合氣體絕緣特性試驗的一體化裝置，并在此裝置的基礎(chǔ)上提出了混合氣體在寬溫條件下絕緣性能的試驗方法，可滿足單一、二元或多元氣體介質(zhì)在不同溫度、壓力、不同電場條件和不同電壓類型下的多維變量試驗需求，用于高寒地區(qū)GIS氣體絕緣參數(shù)設(shè)計。
[0075]以上所述僅是本發(fā)明的較佳實施方式，故凡依本發(fā)明專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種混合氣體絕緣特性試驗裝置，其特征在于，包括密封箱，設(shè)置于密封箱內(nèi)中部位置的電極對，以及調(diào)節(jié)密封箱內(nèi)溫度的溫控系統(tǒng)，所述密封箱上設(shè)有待測氣體的充氣口，并且所述密封箱上設(shè)有氣壓表。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣體絕緣特性試驗裝置，其特征在于，所述溫控系統(tǒng)包括加熱器、制冷器、溫度控制器和溫度傳感器，所述加熱器位于密封箱的底部，所述制冷器位于密封箱的頂部，所述溫度傳感器用于檢測密封箱內(nèi)的溫度信號并發(fā)送給溫度控制器，所述溫度控制器根據(jù)溫度傳感器檢測的溫度信號控制所述加熱器和制冷器的工作狀態(tài)以調(diào)節(jié)密封箱內(nèi)的實時溫度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣體絕緣特性試驗裝置，其特征在于，所述充氣口有二個以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣體絕緣特性試驗裝置，其特征在于，所述電極對包括通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝于密封箱頂板上的施壓電極，以及通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝于密封箱底板上的接地電極；所述施壓電極和接地電極均包括棒形、球形及平板形二種形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混合氣體絕緣特性試驗裝置，其特征在于，所述密封箱的側(cè)板上安裝有間距測量裝置，用于測量所述電極對之間的間距。6.一種應(yīng)用于權(quán)利要求1?5任一項所述的混合氣體絕緣特性試驗裝置的試驗方法，包括以下步驟: 通過所述充氣口向密封箱內(nèi)充入預(yù)定配比的混合氣體，使密封箱內(nèi)氣壓達(dá)到預(yù)定壓力； 通過溫控系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述密封箱內(nèi)的溫度達(dá)到預(yù)定溫度； 給電極對逐漸上升地施加外部電壓，直到混合氣體被擊穿； 記錄當(dāng)前混合氣體的配比、密封箱內(nèi)的溫度及對應(yīng)的擊穿電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合氣體絕緣特性試驗方法，其特征在于，所述通過溫控系統(tǒng)調(diào)節(jié)所述密封箱內(nèi)的溫度達(dá)到預(yù)定溫度，具體地包括: 通過溫度控制器設(shè)定預(yù)定溫度； 通過溫度傳感器檢測密封箱內(nèi)的當(dāng)前溫度，并發(fā)送至溫度控制器； 溫度控制器將預(yù)定溫度與當(dāng)前溫度對比，若預(yù)定溫度大于當(dāng)前溫度，則控制加熱器對密封箱內(nèi)進(jìn)行加熱；若預(yù)定溫度小于當(dāng)前溫度，則控制制冷器對密封箱內(nèi)進(jìn)行制冷；若預(yù)定溫度等于當(dāng)前溫度，則控制加熱器和制冷器均不動作。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合氣體絕緣特性試驗方法，其特征在于，所述通過所述充氣口向密封箱內(nèi)充入預(yù)定配比的混合氣體，具體地包括: 通過密封箱上的二個以上的充氣口同步地向密封箱內(nèi)充入預(yù)定配比的混合氣體； 通過所述氣壓表檢測所述密封箱內(nèi)的實時氣壓； 持續(xù)向密封箱內(nèi)充入預(yù)定配比的混合氣體，直到密封箱內(nèi)的氣壓達(dá)到預(yù)定壓力。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混合氣體絕緣特性試驗方法，其特征在于，所述給電極對逐漸上升地施加外部電壓，具體地包括: 通過機(jī)械旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在棒形、球形或平板形中選擇施壓電極和接地電極預(yù)定的配對形狀； 通過高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述接地電極的高度，以改變所述電極對之間的間距達(dá)到預(yù)定間距； 給施壓電極施加逐漸上升的外部電壓。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的混合氣體絕緣特性試驗方法，其特征在于，所述通過高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述接地電極的高度，具體地包括: 通過間距測量裝置檢測電極對之間的當(dāng)前間距； 通過高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述接地電極的高度； 使電極對之間的當(dāng)前間距等于預(yù)定間距。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種混合氣體絕緣特性試驗裝置，包括密封箱，設(shè)置于密封箱內(nèi)中部位置的電極對，以及調(diào)節(jié)密封箱內(nèi)溫度的溫控系統(tǒng)，所述密封箱上設(shè)有待測氣體的充氣口，并且所述密封箱上設(shè)有氣壓表，同時本發(fā)明還提供了應(yīng)用上述試驗裝置的混合氣體絕緣特性試驗方法。本發(fā)明用于對混合氣體在高低溫和高低氣壓狀態(tài)下的絕緣性能試驗，以方便快捷地獲取不同溫度區(qū)間氣體絕緣設(shè)備最優(yōu)混氣配比及匹配壓力，優(yōu)化高寒地區(qū)GIS氣體絕緣設(shè)計方案。
【IPC分類】G01R31/12
【公開號】CN105388405
【申請?zhí)枴緾N201510993163
【發(fā)明人】張連星, 張潮海, 程林, 趙坤, 江翼, 胡媛媛, 杜振波
【申請人】國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司, 南京南瑞集團(tuán)公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月23日