一種直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解模擬實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于六氟化硫(SF6)氣體絕緣電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解模擬實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]由于六氟化硫(SF6)具有優(yōu)良的絕緣和滅弧性能，使得以SF6作為絕緣介質(zhì)的SF 6氣體絕緣電氣設(shè)備具有絕緣強(qiáng)度高、可靠性高、占地面積小及維護(hù)工作量小等優(yōu)點(diǎn)，因而愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用于高壓和超/特高壓輸變電領(lǐng)域中。但SF6氣體絕緣電氣設(shè)備在制造、裝配和運(yùn)行過(guò)程中無(wú)法避免地會(huì)出現(xiàn)一些絕緣缺陷，這些絕緣缺陷在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中會(huì)逐漸劣化，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部發(fā)生PD，在H)作用下3匕氣體會(huì)發(fā)生分解，并與SF6氣體中不可避免含有的微量空氣和水分等雜質(zhì)，發(fā)生反應(yīng)生成如S0F2、SO2F2, SOF4, SO2, CF4,co2、hf、h2s等產(chǎn)物，這些生成物會(huì)進(jìn)一步加劇絕緣缺陷的劣化，從而使設(shè)備的整體絕緣性能降低，危及設(shè)備的安全運(yùn)行。因此，十分有必要對(duì)3匕氣體絕緣電氣設(shè)備的早期絕緣狀況進(jìn)行有效的評(píng)估和預(yù)警。
[0003]然而，由于SF6氣體絕緣電氣設(shè)備是全封閉組合式結(jié)構(gòu)，故其故障定位和檢修工作的執(zhí)行相較傳統(tǒng)的敞開式設(shè)備而言非常困難，且一旦發(fā)生事故，停電檢修時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)、停電范圍也會(huì)更廣，因而也會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]SF6氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷引發(fā)的H)—方面是絕緣發(fā)生劣化的主要原因，另一方面也是反映氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)的特征量。因此，可以對(duì)SF6氣體絕緣電氣設(shè)備中ro展開在線監(jiān)測(cè)以及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中一些潛在的絕緣缺陷。目前用來(lái)檢測(cè)SF6電氣設(shè)備ro的方法主要有脈沖電流法、超聲波法、超高頻法和SF6分解組分分析法等。可通過(guò)各種檢測(cè)方法對(duì)氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)部ro進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到各種檢測(cè)方法下的特征量與ro的關(guān)系，提取出能夠表征ro的特征量，完善3?6在ro下的分解理論，為實(shí)現(xiàn)sf 6氣體絕緣電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷提供科學(xué)的理論依據(jù)。所以研制3匕氣體絕緣電氣設(shè)備ro分解的模擬裝置，對(duì)于3匕氣體絕緣電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷以避免大停電事故及保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行具有深遠(yuǎn)的意義。
[0005]目前國(guó)內(nèi)外在SF6氣體絕緣電氣設(shè)備ro在線監(jiān)測(cè)的研究主要集中在交流條件下，現(xiàn)有的SF6氣體絕緣電氣設(shè)備故障的模擬實(shí)驗(yàn)裝置，如專利號(hào)為ZL2007100784930的“六氟化硫放電分解組分分析系統(tǒng)及其使用方法”專利，也只針對(duì)交流條件下3匕氣體絕緣電氣設(shè)備ro的模擬實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行直流條件下的ro實(shí)驗(yàn)。國(guó)際上關(guān)于直流氣體絕緣電氣設(shè)備包括直流GIL、直流GIS的研究始于19世紀(jì)60年代，在70年代直流GIL就在全世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用。隨著特高壓直流輸電工程的發(fā)展，直流3匕氣體絕緣電氣設(shè)備以其特有的優(yōu)勢(shì)也必將在電力系統(tǒng)中得到愈來(lái)愈廣泛地應(yīng)用。因而研究直流條件下SF6TO的分解特性對(duì)于完善SF6TO分解理論具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的SF6氣體絕緣電氣設(shè)備的故障模擬實(shí)驗(yàn)裝置的不足，提供一種SF6氣體絕緣電氣設(shè)備在直流條件下ro的模擬裝置，其能在實(shí)驗(yàn)室中模擬直流條件下3匕氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)不同絕緣缺陷模型引發(fā)ro的情況，并獲取不同條件下的分解氣體組分及其含量等特征量，為直流SF6氣體絕緣電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和絕緣狀態(tài)評(píng)估打下實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0008]—種直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括:
[0009]一直流施壓系統(tǒng):具體包括調(diào)壓控制臺(tái)、試驗(yàn)變壓器、保護(hù)電阻、電容分壓器、高壓整流硅堆、濾波電容、電阻分壓器及隔離電阻；調(diào)壓控制臺(tái)的輸入端通過(guò)導(dǎo)線與220V/50HZ的市電連接，其輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接到試驗(yàn)變壓器的輸入端，試驗(yàn)變壓器的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接保護(hù)電阻之后并聯(lián)所述的電容分壓器，用來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)變壓器輸出端的電壓值；電容分壓器的兩端并接在由四個(gè)所述的高壓整流硅堆組成的整流橋的兩個(gè)橋臂上，高壓硅堆整流橋輸出端并接一個(gè)濾波電容，濾波電容的輸出端通過(guò)導(dǎo)線連接電阻分壓器的輸入端，電阻分壓器的高壓端通過(guò)導(dǎo)線串接一個(gè)隔離電阻這樣就構(gòu)成了直流施壓系統(tǒng)；所述的直流施壓系統(tǒng)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與氣體放電室相連，為放置在氣體放電室9內(nèi)部的模擬絕緣缺陷模型電極發(fā)生H)時(shí)，向其提供可以連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電壓；
[0010]一氣體放電室:直流施壓系統(tǒng)的輸出端通過(guò)導(dǎo)線與氣體放電室相連，為放置在氣體放電室內(nèi)部的模擬絕緣缺陷模型電極發(fā)生ro時(shí)，向其提供可以連續(xù)調(diào)節(jié)的直流電壓；
[0011]一檢測(cè)系統(tǒng):包括脈沖電流檢測(cè)系統(tǒng)和氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)兩部分；所述的脈沖電流檢測(cè)系統(tǒng)采用IEC60270并聯(lián)檢測(cè)法，由所述的氣體放電室的高壓端引出導(dǎo)線連接到所述耦合電容的高壓端，所述耦合電容的低壓端通過(guò)導(dǎo)線連接所述檢測(cè)阻抗脈沖信號(hào)通過(guò)所述檢測(cè)阻抗放大輸入到數(shù)字存儲(chǔ)示波器中，用以監(jiān)視氣體放電室中發(fā)生的PD，并記錄ro脈沖信號(hào)的幅值；所述的氣相色譜質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)特氟龍導(dǎo)氣管連接到氣體放電室9缸體的采樣口上，用以檢測(cè)出PPbv級(jí)的S02F2、SOF2, CO2, CF4, H2S, CS2, S02# SF 6氣體的各種分解氣體產(chǎn)物的含量；
[0012]一絕緣缺陷模型:包括至少四種絕緣缺陷模型，分別為金屬突出物絕緣缺陷模型、自由金屬微粒絕緣缺陷模型、絕緣子金屬污染絕緣缺陷模型以及絕緣子氣隙絕緣缺陷模型。
[0013]在上述的一種直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解模擬實(shí)驗(yàn)裝置，所述的氣體放電室主要由不銹鋼缸體、橢圓形頂蓋、高壓套管、高壓導(dǎo)桿、法蘭、螺釘、真空壓力表球閥和真空壓力表、真空栗球閥和真空栗、進(jìn)樣球閥和進(jìn)樣口、支撐腳、接地導(dǎo)電桿、絕緣缺陷、采樣球閥、采樣口及石英觀察窗構(gòu)成；所述的不銹鋼缸體的形狀為內(nèi)徑為50cm、厚度為
1.0cm、高度為60cm的圓柱體，兩端采用橢圓形封頭結(jié)構(gòu)；所述的不銹鋼缸體最高可以承受5個(gè)大氣壓；所述的不銹鋼缸體的頂端封口為可方便拆卸的橢圓形頂蓋，在所述的不銹鋼缸體上端開口處固接一直徑為55cm、厚度為1.0cm的不銹鋼材質(zhì)的法蘭，采用矩形密封槽配合ο形橡膠圈密封結(jié)構(gòu)，并使用15根螺桿直徑為15_的螺釘提供足夠的壓緊力將直徑為55cm、厚度為1.2cm的不銹鋼材質(zhì)的頂蓋固定在所述的不銹鋼缸體的法蘭上以保證缸體的密封性；在所述的橢圓形頂蓋中心處設(shè)置一個(gè)孔徑為20cm的通孔，所述高壓導(dǎo)桿和法蘭與所述的聚四氟乙烯高壓套管一次性封裝成形從頂蓋的通孔深入到缸體內(nèi)部，通過(guò)法蘭將頂蓋的通孔密封；在所述的不銹鋼缸體底端中心處設(shè)置一個(gè)15mm的通孔，接地導(dǎo)電桿穿過(guò)該通孔并密封固定在所述的不銹鋼缸體底部；所述接地導(dǎo)電桿伸出缸體的一端通過(guò)銅編帶接地，其伸入缸體內(nèi)部的一端及高壓導(dǎo)電桿伸入缸體內(nèi)部的一端均采用螺紋總長(zhǎng)為20_，螺距為Imm的螺紋結(jié)構(gòu)與所述的絕緣缺陷電極連接以調(diào)節(jié)電極之間的距離；在所述的不銹鋼缸體的一側(cè)壁的中部設(shè)置一孔徑為2cm的通孔；該通孔連通一根不銹鋼管，所述的真空壓力表通過(guò)真空壓力球閥接在不銹鋼管上用以監(jiān)測(cè)和顯示缸體內(nèi)部真空度和氣壓大小，同樣的不銹鋼管上面再接一個(gè)進(jìn)樣球閥，該進(jìn)樣球閥另一端進(jìn)樣口通過(guò)特氟龍導(dǎo)氣管與SF6