[发明专利]测量不同电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的平板电极实验装置及方法

说明书

本发明属于气体电气绝缘设备的绝缘状态在线监测与诊断技术领域，具体涉及一种测量不同电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的平板电极实验装置及方法，包括高压电极板和低压电极板，所述高压电极板和低压电极板为同样大小的圆形平板电极，直径厚度h＝10mm；下方的低压电极板为光滑平板电极，上方高压电极板为电极样品，均通过内螺纹孔与导杆固接，与下方低压电极板固接的导杆接地，所述高压电极板上表面设有缺陷体。本发明能够模拟气体绝缘设备内部电极粗糙程度，用于测试气体绝缘介质绝缘性能对电极表面粗糙度的敏感性。

技术领域

本发明属于气体电气绝缘设备的绝缘状态在线监测与诊断技术领域，具体涉及一种测量不同电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的平板电极实验装置及方法。

背景技术

气体绝缘组合电器Gas Insulated Switchgear,GIS是指全部或者部分采用六氟化硫SF₆气体作为绝缘介质的金属封闭式设备，其具有结构紧凑，占用面积较小，可靠性高，维护工作量较小，现场安装方便，电磁辐射小，环境适应能力强等优点，近年来不断在大中城市电网建设和改造中得到广泛应用，并逐步成为现代电网的主要装备之一，其安全可靠运行直接决定了现代城市电网的可靠性。随着GIS使用越来越广泛，电压等级也越来越高，其在电力系统中的重要性日益突出，GIS发生故障将对电力系统安全构成巨大的威胁，严重影响供电的连续性和稳定性，轻则造成经经济损失，重则造成大面积停电，危害社会稳定和安全，因此必须对GIS的运行状况予以高度重视，尽量减少GIS故障发生的几率。但是气体绝缘电气设备在制造、装配和运行过程中无法避免地会出现金属突出物和自由金属微粒等绝缘缺陷，而气体绝缘介质的绝缘性能对电极表面状况比较敏感。电极表面粗糙可能是因为机件加工或安装时产生的、也可能是由于导电微粒在电场作用下附着在电极表面所致。气体绝缘介质对电极表面粗糙度敏感的这种特性对气体绝缘设备内部零部件加工提出了较高要求，也额外增加了设备成本和运行成本。

目前，人们对GIS内部不同电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的测量的方法的研究主要集中在半球模型、突出圆球模型、车削加工模型和同轴圆柱模型等。如丹麦的Pedersen教授认为：理想光滑平面电极上的半球模型可以表征电极表面的最大粗糙程度(R_max)，并据此模型分析了半球模型顶部沿对称轴的电场分布，由流注理论得到E_B/P的理论曲线，并提出了SF₆气体绝缘击穿的经验公式。但是所有研究中对于GIS内部的圆锥状缺陷模型模拟所见较少，因此圆锥状的缺陷对绝缘气体的击穿强度产生何种影响对测量不同的电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的研究有重要的意义，应如何注意控制电极表面的光洁程度，如何选择既经济又安全的电极加工方式是气体绝缘介质工程应用前亟待研究的关键问题之一。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种测量不同电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的平板电极实验装置，其特征在于，包括高压电极板和低压电极板，所述高压电极板和低压电极板为同样大小的圆形平板电极，直径厚度h＝10mm；下方的低压电极板为光滑平板电极，上方高压电极板为电极样品，均通过内螺纹孔与导杆固接，与下方低压电极板固接的导杆接地，所述高压电极板上表面设有缺陷体。

在上述的测量不同电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的平板电极实验装置，其特征在于，与上方高压电极板固接的导杆为高压导电杆，与下方低压电极板固接的导杆为接地导电杆，高压导电杆和接地导电杆均通过螺纹分别与高压电极板和低压电极板固接。

在上述的测量不同电极粗糙程度下绝缘气体工频击穿电压的平板电极实验装置，其特征在于，上下两个平板间距通过低压电极板和接地导电杆之间的升降螺纹实现调整，上下两个平板电极间距d＝10mm，缺陷体设置下方接地极的光滑平板电极中心，为一个圆锥体，高度H＝1mm，底面直径Φ＝1～3mm。