[实用新型]一种冲击电压下GIS局部放电SF6分解组分分析模拟试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电气设备故障模拟试验装置，尤其是涉及一种冲击电压下GIS局部放电SF₆分解组分分析模拟试验装置。

背景技术

近些年，气体绝缘组合电器(GIS，gas insulated switchgear)因其占地面积小、可靠性高在电力系统中得到广泛的应用，随着运行年限的增加，出现的GIS缺陷尤其是绝缘故障在逐渐增多，并伴随着GIS内部电晕、火花及电弧放电的发生，大量研究表明：放电过程中SF₆气体会发生分解并生成SO₂、SO₂F₂、SOF₂、HF、CF₄、CS₂等物质，由于这些分解产物的类型和含量的多少可以表征不同的放电类型及放电程度，因此基于分解特征气体的化学诊断法得到了越来越多的电力公司的重视。

化学诊断法具有灵敏度高、抗干扰能力强、可定位故障气室等一系列的优点，但目前化学诊断的所有实验室研究及现场应用的结论都是基于工频试验结果得出的理论依据，即当前研究重点均是在工频电压下模拟GIS内典型放电缺陷，检测在工频情况下SF₆分解产物从而根据分解产物的类型判断绝缘状态。而在冲击电压条件下GIS内部的放电特征及分解产物的变化规律的相关研究甚少，冲击电压作用于GIS时间很短，瞬间能量很大。国际大电网工作组通过实验研究表明，固定在GIS高压导体的金属突出物对于双指数雷电波和操作波较其他电压类型更为灵敏，因此，研究冲击电压下SF₆气体局部放电信号的特征及放电分解产物的变化规律，不仅利于对GIS腔体内缺陷危险度判断，还可完善GIS绝缘状态监测的化学诊断法流程。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冲击电压下GIS局部放电SF₆分解组分分析模拟试验装置。该模拟试验装置可用于研究冲击电压下GIS内部典型绝缘缺陷放电信号的特征及放电分解产物的变化规律。

本实用新型目的采用如下技术方案来实现：一种冲击电压下GIS局部放电SF₆分解组分分析模拟试验装置，包括冲击电压发生器、故障模拟发生器、放电信号监测系统和放电分解产物及水分检测系统，其中，所述冲击电压发生器与故障模拟发生器的高压侧连接，所述故障模拟发生器的气体输出口与放电分解产物及水分检测系统连接，而故障模拟发生器的低压侧可靠接地，所述放电信号监测系统的电压输入端和电流输入端分别与故障模拟发生器的高、低压侧连接，用于检测故障模拟发生器的放电信号。

所述放电信号监测系统包括分压器、示波器和罗格夫斯基线圈，所述分压器一端可靠接地，另一端与故障模拟发生器高压侧连接；所述罗格夫斯基线圈串联在故障模拟发生器低压侧，所述分压器的电压信号输出端以及罗格夫斯基线圈电流信号输出端分别与示波器连接，以同时检测电压和电流两种信号的变化。

所述故障模拟发生器中放电模型主要采用尖板电极、环氧树脂沿面放电两种类型模拟，具体地，所述故障模拟发生器包括罐体以及设置在罐体内的放电模型，所述放电模型包括高压电极和接地电极，所述高压电极和接地电极设置在罐体的空腔内，所述高压电极的电压输入端伸出罐体外与冲击电压发生器连接，所述接地电极的接地端伸出罐体外与所述罗格夫斯基线圈连接后接地；所述罐体上开设有两个气口，其中一个气口为充气口，用于向罐体内充入SF₆，所述另一个气口为采样口，经采样阀与放电分解产物及水分检测系统连接。

所述罐体内壁涂有特氟龙涂料涂层，可有效降低内壁对放电分解产物的吸附。所述的罐体体积为15L，可承受气压范围为0-0.8MPa。

所述放电分解产物及水分检测系统包括气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、HF分析仪和露点仪，所述故障模拟发生器的罐体作为采样口的气口经三路管路分别与气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、HF分析仪和露点仪的进气端连接。在本实用新型中，放电分解产物检测主要通过GC-MS气相色谱质谱联用仪和HF分析仪完成，可实现对冲击电压下各主要分解产物的定性和定量。HF分析仪主要用于对HF这一活泼特征气体定量。试验过程中通过露点仪检测故障模拟发生器中的水分含量。以上采样过程的管路和相关容器均采用聚四氟乙烯材料制成。