[发明专利]气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置及方法，属于六氟化硫气体绝缘电气设备的绝缘状态在线监测技术领域，通过基础电路、继电器控制电路模块、延迟控制电路模块、能量测量系统和气体检测系统进行气体绝缘电器设备电弧故障模拟，通过气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟方法对气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置进行模拟，解决了现有SF₆气体绝缘电气设备的故障模拟实验室装置无法有效模拟电弧放电故障，为构建完善SF₆电气设备的故障诊断方法和绝缘状态综合评估体系奠定了坚实的实验基础，并为将来设备绝缘状态在线监测及评估提供一定的技术支撑。

技术领域

本发明属于属于六氟化硫(SF₆)气体绝缘电气设备的绝缘状态在线监测技术领域，尤其涉及一种SF₆气体绝缘电气设备的电弧放电故障的实验模拟装置及方法。

背景技术

SF₆气体绝缘装备(GIS、GIT、GIL和GCB等)因其占地面积小、运行安全可靠、电磁辐射小、检修周期长等突出优势而广泛应用于高压和超/特高压输变电领域中，已逐渐成为现代城市供电变电站建设的首选设备。另外，目前正在对城市电网当中已有的开放型常规变电站逐步进行改造，取而代之的是以SF₆气体绝缘为主的封闭式变电站。

由于SF₆气体绝缘装备的运行可靠性高，因此它一直被普遍认为是少维护甚至是免维护的电气装备，然而根据国际大电网委员会(CIGRE)的统计，其故障率远高于国际电工委员会(IEC)标准建议的故障水平。在这些故障中，绝缘缺陷引发故障的比例最高。因此，SF₆气体绝缘装备既是构成城市电网的主要设备之一，又是引发电力事故的主要源头，其可靠运行既直接保障大中城市群供电可靠性，也直接保障社会秩序的安全稳定性。

为此，我国在实施全球能源互联网建设时，除了要大力发展以超/特高压电网为特征的坚强电网建设外，还必须重视输变电装备自身故障对电网安全可靠运行带来的灾难性影响，加强输变电装备自身状态的监测与故障预警，使电网能够自动感知输变电装备的运行状态，在设备故障发生时能够提前做好相应的防御措施以灵活应对，实现整个电力系统的安全稳定运行。由通常的运行经验可知，在GIS等设备发生重大绝缘故障之前，SF₆气体绝缘装备内部真实存在着难以察觉的绝缘缺陷，在装备工作过程中由于电场产生力和机械力的长期影响下，会使得设备老化加速。若没有及时察觉缺陷，缺陷部位会进一步发展，首先形成局部放电，严重时会形成火花放电或者电弧放电等。

而当SF₆气体绝缘装备出现上述故障时，SF₆气体发生裂解生成低氟硫化物，并进一步与气室内微水微氧杂质反应生成种类繁多的分解产物。一方面，生成的分解产物将会对固体金属材料有腐蚀作用，加速绝缘劣化，另一方面，这些分解产物的变化规律与绝缘故障类型及其严重程度联系紧密。目前，大部分研究集中在国内外对于局部放电、火花放电故障下稳定产物和故障类型对应关系的定性或定量分析，电弧放电故障下SF₆分解特性仍是目前尚未解决的问题。

基于此，本专利提出气体绝缘电气设备电弧放电实验模拟装置，并解决了目前实验室内无法准确模拟电弧放电的关键性问题，为构建完善SF₆电气设备的故障诊断方法和绝缘状态综合评估体系奠定了坚实的实验基础，并为将来设备绝缘状态在线监测及评估提供一定的技术支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置及方法，从而解决了现有SF₆气体绝缘电气设备的故障模拟实验室装置无法有效模拟电弧放电故障的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种气体绝缘电气设备电弧放电故障的实验模拟装置，包括：