本實(shí)用新型屬于六氟化硫(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，具體涉及一種用于直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解實(shí)驗(yàn)的氣體放電室。

背景技術(shù)：

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SF₆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PD作用下SF₆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SOF₂、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)SF₆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。

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(kāi)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。

SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷引發(fā)的PD一方面是絕緣發(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PD展開(kāi)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PD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?？赏ㄟ^(guò)各種檢測(cè)方法對(duì)氣體絕緣電氣設(shè)備內(nèi)部PD進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到各種檢測(cè)方法下的特征量與PD的關(guān)系，提取出能夠表征PD的特征量，完善SF₆在PD下的分解理論，為實(shí)現(xiàn)SF₆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SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備PD分解的模擬裝置，對(duì)于SF₆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。

目前國(guó)內(nèi)外在SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備PD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SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備PD的模擬實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行直流條件下的PD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SF₆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SF₆PD的分解特性對(duì)于完善SF₆PD分解理論具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(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，提供一種用于直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解實(shí)驗(yàn)的氣體放電室。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種用于直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解實(shí)驗(yàn)的氣體放電室，其特征在于，包括不銹鋼缸體、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、真空泵球閥和真空泵、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；

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(kāi)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o形橡膠圈密封結(jié)構(gòu)，并使用15根螺桿直徑為15mm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20mm，螺距為1mm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。

在上述的一種用于直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解實(shí)驗(yàn)的氣體放電室，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鋼瓶連通用以充氣；所述的真空泵通過(guò)真空泵球閥接到不銹鋼管末端，用以對(duì)缸體內(nèi)抽真空。

在上述的一種用于直流氣體絕緣電氣設(shè)備局部放電分解實(shí)驗(yàn)的氣體放電室，在所述的不銹鋼缸體的一側(cè)壁的中部設(shè)置一孔徑為1.5cm的通孔，所述的采樣球閥的一端通過(guò)不銹鋼管與該采樣孔連通，采樣球閥的另一端采樣口通過(guò)特氟龍導(dǎo)氣管與所述的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀連通，用以檢測(cè)SF₆氣體在直流條件下的PD的分解組分及其含量；在所述的不銹鋼缸體的抽氣孔和采樣孔之間的兩側(cè)壁上，分別設(shè)置兩個(gè)直徑為8cm、厚度為5mm的石英玻璃觀察窗，石英玻璃裝在對(duì)接法蘭之間，用o形橡膠墊密封并用10根螺桿直徑為15mm的螺釘壓緊固定，使電極正好處于觀察窗的觀察范圍內(nèi)用以利用紫外成像儀或高速攝像機(jī)來(lái)觀察和攝取PD過(guò)程圖像；在所述的不銹鋼缸體的底端沿圓柱面的外側(cè)均勻的固接3個(gè)長(zhǎng)度為10cm的支撐腳，用以支撐和保護(hù)缸體、方便操作和監(jiān)測(cè)。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.本實(shí)用新型能模擬SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備在直流條件下發(fā)生PD的狀況，彌補(bǔ)了現(xiàn)有SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備的故障模擬實(shí)驗(yàn)裝置僅能模擬其在交流條件下發(fā)生PD的不足。利用本實(shí)用新型裝置可以研究SF₆在直流條件下PD的分解特性，為完善SF₆在PD下的分解理論，以及直流SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷打下實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。2.本實(shí)用新型的直流施壓系統(tǒng)利用四個(gè)高壓硅堆構(gòu)成橋式整流，再使用一個(gè)電容量足夠大的濾波電容平波，可以向氣體放電室提供一個(gè)紋波因數(shù)滿足直流高壓試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的kV級(jí)直流高壓，以準(zhǔn)確模擬直流SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備的實(shí)際工作電壓。3.本實(shí)用新型裝置設(shè)置了四種典型的絕緣缺陷模型，涵蓋了SF₆氣體絕 緣電氣設(shè)備實(shí)際中常見(jiàn)的金屬突出物、自由金屬微粒、絕緣子表面污染、絕緣子氣隙四種絕緣缺陷，模擬準(zhǔn)確度高。4.本實(shí)用新型裝置將位于氣體放電室內(nèi)的導(dǎo)電桿及絕緣缺陷模型電極連接桿設(shè)置為螺紋結(jié)構(gòu)用以調(diào)節(jié)電極之間的距離，實(shí)現(xiàn)電極距離對(duì)SF₆PD分解影響的研究。5.本實(shí)用新型裝置中氣體組分檢測(cè)系統(tǒng)使用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀，可以檢測(cè)SO₂F₂、SOF₂、CO₂、CF₄、H₂S、SO₂等SF₆氣體的各種分解氣體產(chǎn)物的含量，檢測(cè)靈敏度高，樣品用量少，選擇性好，檢測(cè)精度可以達(dá)到ppmv級(jí)。6.本實(shí)用新型裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。本實(shí)用新型可廣泛用于SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備在直流條件下PD的模擬，為SF₆氣體絕緣電氣設(shè)備在直流條件下PD分解特性及分解理論的實(shí)驗(yàn)研究提供了一種簡(jiǎn)單易用的方法和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。

圖中：14、不銹鋼缸體，15、橢圓形頂蓋，16、高壓套管，17、高壓導(dǎo)桿，18、法蘭，19、螺釘，20、真空壓力表球閥，21、真空壓力表，22、真空泵球閥，23、真空泵，24、進(jìn)樣球閥，25、進(jìn)樣口，26、支撐腳，27、接地導(dǎo)電桿，28、絕緣缺陷，29、采樣球閥，30、采樣口，31、石英玻璃觀察窗。

實(shí)施例

如圖1～2所示，氣體放電室主要由不銹鋼缸體14、橢圓形頂蓋15、高 壓套管16、高壓導(dǎo)桿17、法蘭18、螺釘19、真空壓力表球閥20和真空壓力表21、真空泵球閥22和真空泵23、進(jìn)樣球閥24和進(jìn)樣口25、支撐腳26、接地導(dǎo)電桿27、絕緣缺陷28、采樣球閥29、采樣口30及石英觀察窗31構(gòu)成。所述的不銹鋼缸體14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14最高可以承受5個(gè)大氣壓。所述的不銹鋼缸體14的頂端封口為可方便拆卸的橢圓形頂蓋15，在所述的不銹鋼缸體14上端開(kāi)口處固接一直徑為55cm、厚度為1.0cm的不銹鋼材質(zhì)的法蘭18，采用矩形密封槽配合“O”形橡膠圈密封結(jié)構(gòu)，并使用15根螺桿直徑為15mm的螺釘19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15固定在所述的不銹鋼缸體14的法蘭上以保證缸體的密封性。在所述的橢圓形頂蓋15中心處設(shè)置一個(gè)孔徑為20cm的通孔，所述高壓導(dǎo)桿17和法蘭與所述的聚四氟乙烯高壓套管16一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27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27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20mm，螺距為1mm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14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21通過(guò)真空壓力球閥20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24，該進(jìn)樣球閥24另一端進(jìn)樣口25通過(guò)特氟龍導(dǎo)氣管與SF₆鋼瓶連通用以充氣。所述的真空泵23通過(guò)真空泵球閥22接到不銹鋼管末 端，用以對(duì)缸體內(nèi)抽真空。在所述的不銹鋼缸體的一側(cè)壁的中部設(shè)置一孔徑為1.5cm的通孔(即采樣孔)，所述的采樣球閥29的一端通過(guò)不銹鋼管與該采樣孔連通，采樣球閥29的另一端采樣口30通過(guò)特氟龍導(dǎo)氣管與所述的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀10連通，用以檢測(cè)SF₆氣體在直流條件下的PD的分解組分及其含量。在所述的不銹鋼缸體14的抽氣孔和采樣孔之間的兩側(cè)壁上，分別設(shè)置兩個(gè)直徑為8cm、厚度為5mm的石英玻璃觀察窗31，石英玻璃裝在對(duì)接法蘭之間，用“O”形橡膠墊密封并用10根螺桿直徑為15mm的螺釘壓緊固定，使電極正好處于觀察窗的觀察范圍內(nèi)用以利用紫外成像儀或高速攝像機(jī)來(lái)觀察和攝取PD過(guò)程圖像。在所述的不銹鋼缸體14的底端沿圓柱面的外側(cè)均勻的固接3個(gè)長(zhǎng)度為10cm的支撐腳26，用以支撐和保護(hù)缸體、方便操作和監(jiān)測(cè)。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。