[发明专利]一种同轴圆柱SF6击穿电压实验装置

说明书

本发明涉及一种同轴圆柱SF₆击穿电压实验装置，包括密闭壳体，密闭壳体内固设有内电极和外电极，内电极为导电电极棒，外电极为圆柱形的导电筒，内电极穿过外电极，且沿外电极的轴线设置，外电极接地；密闭壳体内充入不同气体压力的SF₆，在各气体压力下，内电极上施加实验电压，并逐渐增大实验电压直至击穿，记录各气体压力下对应的击穿电压，进而获取SF₆气压与击穿电压的对应关系。因此，该实验装置检测精确度高，能够较为准确地获取到SF₆气压与击穿电压的对应关系。该装置可以为稍不均匀电场中的直流电场中间隙击穿电压与SF₆气压关系研究提供重要数据，从而得出相应的计算方法和判据。

技术领域

本发明涉及一种同轴圆柱SF₆击穿电压实验装置，属于直流绝缘技术领域。

背景技术

GIS(gas-insulated metal enclosed switch gear，气体绝缘金属封闭开关设备)是电网建设中关键设备之一，其金属外壳内充满绝缘气体作为灭弧介质的设备。一般对地绝缘和相间绝缘由一定的压力的具有良好灭弧性能和绝缘特性的SF₆气体来承担，SF₆是理想的绝缘介质和灭弧介质。

美国麻省理工学院的C.M.Cooke教授和日本S.Menju，K.Takahashi于20世纪70年代对同轴圆柱电极在不同SF₆气体压力下的直流击穿特性进行了研究，研究表明，在电场梯度不超过150-200kV/cm时或气压压力较小的情况下(低于0.1-0.15MPa)，直流击穿电压的极性效应不是很明显且与SF₆气体压力呈线性关系，利用理论公式可以较好的地预测SF₆同轴圆柱气体间隙的击穿场强，在电极覆膜、电极缠绕聚对苯二甲酸乙二醇酷膜(PET)和将外壳电极内表面涂上粘性物质时，气体间隙的直流绝缘强度能有效地得到提高。然而在较大气体压力和大尺寸电极尺寸下击穿电压分散性很大，原有的理论模型模型只能推导出最大击穿电压，对于最低击穿电压没有建立有效的理论推导公式。

对于高压直流产品的绝缘计算方法和判据，相对于交流产品出现了新的特点，如极性效应等。国内鲜有企业开展适合自身产品特点的直流绝缘判据。中国电力科学研究院通过试验建立了长间隙同轴圆柱SF₆间隙直流击穿电压计算模型，为SF₆气体间隙绝缘优化提供依据。西安交通大学认为大型变压器绝缘状况应用绝缘电阻、吸收比和极化指数3个测量值的不同情况进行综合判断，某一单项测量结果不合格不决定整个绝缘合格的判断。广东电网公司通过10kV XLPE电缆单相和三相接地不平衡电流建立绝缘仿真模型，用Matlab软件对单相、三相的整体及局部绝缘故障进行仿真计算，得出接地不平衡电流与绝缘层电阻、电容、介质损耗因数之间的关系，获得了交联聚乙烯绝缘电缆(XLPE)绝缘击穿的判据。清华大学用先导发展模型方法作为绝缘闪络判据，用于三峡500kV双回则干并架出线方案防雷性能的研究，并与其它闪络判据及其计算结果进行了比较。华中科技大学测量了部分地区提供的绝缘纸的聚合度，测量得出的结果可以推断出变压器的老化情况，也可作为糠醛测量结果的参照。GIS绝缘特性方面，现阶段对于绝缘子沿面闪络特性随其表面粗糙度及材料种类变化规律的研究大多集中在小型化、圆柱状绝缘材料方面，对于实际工程中GIS应用的绝缘子、屏蔽件等材料绝缘特性方面的研究非常少见，缺乏系统、深入地研究。

因此，SF₆气压与击穿电压的对应关系对于GIS、GIL、直流穿墙套管等直流产品的研发设计有着至关重要的作用，只有获取到较为准确的对应关系才能够研发设计出安全可靠的直流产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种同轴圆柱SF₆击穿电压实验装置，用于通过实验得到SF₆气压与击穿电压的对应关系。