[发明专利]GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟试验平台与测量方法

权利要求书

1.一种GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟实验平台，其特征在于，包括出线套管，其底部为由气隔绝缘盆子分隔开的GIL试验腔体的左右两个腔室，左右两个腔室均设置有气压表和充放气孔；右侧腔室，其一端密封且与左侧腔室的外壁相连，另一端通过气隔绝缘盆子密封；在右侧腔室上设置有用于观察GIL支柱绝缘子炸裂过程的观察窗；在右侧腔室上设置有手孔，手孔处设置有超高频局放耦合器和声表面波温度传感器读写器及其天线；三支柱绝缘子，其置于右侧腔室内，用于模拟绝缘子炸裂时的不同故障工况；三支柱绝缘子的金属嵌件中镶嵌有声表面波温度传感器，用于监测支柱绝缘子炸裂过程的温度变化；在支柱绝缘子金属嵌件与外壳连接处，设置有超声波局放传感器，用于监测支柱绝缘子炸裂过程的振动与局放变化；

通过气隔绝缘盆子和支柱绝缘子将GIL导电杆固定于GIL试验腔体的中轴位置；

GIL试验腔体的左右两个腔室均设置有气压表和充放气孔，其中所述充放气孔用于向GIL试验腔体内部充入SF₆气体和试验过程中SF₆气体成分检测；所述气压表用于检测GIL试验腔体内部的压力值；

超高频局放耦合器能接收到的超高频信号频率为500MHz以上；声表面波温度传感器的工作频率在429～436MHz之间，与超高频信号互不干扰；

GIL试验腔体由不锈钢制成，腔体壁厚6mm，能耐受高达0.6Mpa的气压；

在绝缘子炸裂故障模拟实验过程中用高速相机通过右侧腔室上的观察窗来记录绝缘子的炸裂过程；

用于监测GIL支柱绝缘子炸裂故障时温度变化的声表面波温度传感器接收天线及其读写器、超声波局放传感器、超高频局放耦合器通过同轴电缆将监测数据传输到数据分析装置；

通过人为设置绝缘子缺陷来模拟现实工况，进而观察绝缘子的炸裂过程。在支柱绝缘子金属嵌件表面涂抹脱模剂，面积为3cm×3cm，同时，调整模具温度为85℃，脱模后敞开放置，不进行保温措施，固化结束后直接出炉，不进行随炉降温，来模拟支柱绝缘子环氧树脂绝缘材料和金属嵌件结合面存在间隙的故障工况；在浇注过程中用环氧树脂吹成的薄膜包裹气体填入模具，可通过薄膜包裹气体的多少来控制气泡的大小，来模拟因绝缘子加工过程内部残留气泡而引发绝缘子炸裂的故障工况；在环氧树脂浇注过程中通过微型针孔向环氧树脂中吹入空气，通过吹入空气的多少来控制气泡的大小，模拟因绝缘子加工过程中内部残留气泡而引发绝缘子炸裂的故障工况；通过X光探伤来检测人为设置缺陷的GIL支柱绝缘子内部情况，检测GIL支柱绝缘子绝缘材料中气泡的形状、大小和数量，检测绝缘材料和金属嵌件结合面间隙的大小和形状。

2.一种基于权利要求1所述的GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟实验平台的GIL支柱绝缘子炸裂故障试验方法，其特征在于，试验步骤如下：

步骤1.断开电源条件下，通过GIL试验腔体左右腔室上的气压表检查其气压是否维持在0.5Mpa；

步骤2.通过左侧腔室上的充放气孔回收SF₆，使得左侧腔室气压降至0.25Mpa为止；

步骤3.通过右侧腔室上的充放气孔回收SF₆，使得右侧腔室气压降至零压停止；

步骤4.将GIL试验腔体最右端气隔绝缘盆子卸下；

步骤5.将人为设置缺陷的支柱绝缘子安装在试验位置；

步骤6.利用百洁布和酒精擦拭右侧腔室内壁；

步骤7.将GIL试验腔体最右端气隔绝缘盆子回装；

步骤8.将右侧腔室抽真空，至100pa维持0.5h；

步骤9.将合格SF₆通过充放气孔回充至右侧腔室，当气压表压力为0.5Mpa时停止充气；

步骤10.将高压引线接出线套管的均压环内；

步骤11.将高速相机对准观察窗；

步骤12.均匀提高试验电压，连续选取不同时刻通过各传感器监测记录支柱绝缘子的温度、振动和局放情况。

3.一种基于权利要求1所述的GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟实验平台的GIL设备支柱绝缘子炸裂发热故障模拟方法，其特征在于，试验步骤如下：

步骤1.断开电源条件下，通过GIL试验腔体左右腔室上的气压表检查其气压是否维持在0.5Mpa；

步骤2.通过左侧腔室上的充放气孔回收SF₆，使得左侧腔室气压降至0.25Mpa为止；

步骤3.通过右侧腔室上的充放气孔回收SF₆，使得右侧腔室气压降至零压停止；

步骤4.将GIL试验腔体最右端气隔绝缘盆子卸下；

步骤5.将人为设置缺陷的支柱绝缘子安装在试验位置；

步骤6.将软铜带紧固于导电杆端部的螺栓上；

步骤7.利用百洁布和酒精擦拭右侧腔室内壁；

步骤8.将GIL试验腔体最右端气隔绝缘盆子回装；

步骤9.将右侧腔室抽真空，至100pa维持0.5h；

步骤10.将合格SF₆通过充放气孔回充至右侧腔室，当气压表压力为0.5Mpa时停止充气；

步骤11.将大电流发生器的输出端紧固到出线套管中导电杆端部的螺栓上；

步骤12.改变大电流发生器的输出电流，连续选取不同时刻通过各传感器监测记录支柱绝缘子的温度、振动和局放情况。