[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

说明书

本发明公开了GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟实验平台与测量方法。该平台特征在于，由气隔绝缘盆子将GIL试验腔体分成左右两个腔室，左右两个腔室分别安装有气压表和充放气口，其中左侧腔室通过法兰与出线套管相连，右侧腔室设置有用于观察GIL支柱绝缘子炸裂过程的观察窗以及用于记录支柱绝缘子炸裂过程的检测装置。检测装置主要包括温度检测装置、超声局放检测装置、超高频局放检测装置和SFsubgt;6/subgt;气体分解产物检测装置。采用本申请的GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟试验平台，在观察支柱绝缘子的炸裂过程的同时，通过对不同时刻连续测量支柱绝缘子的温度、局放量以及振动等参量，应用多元统计分析方法建立作业相关矩阵来分析各特征参量的自相关性。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟试验平台与测量方法。

背景技术

气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)与气体绝缘金属封闭组合电器(GIS)中的母线结构相似，均由外壳和中间导体阻成。GIL具有电能损耗小、传输容量大、可靠性高、适用于高落差场合、电磁辐射低、使用寿命长、适用于恶劣环境的特点。基于以上特点，GIL被广泛应用于地下输电、复杂线路交叉跨越、长距离竖井输电、变电站改扩建等场合。

但是，在GIL的长期运行中，由于外壳和支柱绝缘子中心的电位差，经常会出现局部放电的情况，当局放量过高时，甚至会击穿造成绝缘子炸裂的后果。经研究和试验表明，绝缘子发生炸裂现象的发生与支柱绝缘子环氧树脂和支柱绝缘子低电位金属嵌件结合面的间隙有很大关系；另外，支柱绝缘子环氧树脂绝缘材料在成模时，由于浇注不均匀、模具出现漏料等现象而在其内部产生的气泡，在电场的作用下逐步劣化，最终也会造成支柱绝缘子的炸裂。

GIL设备在长期运行过程中主要受到热场和电场的综合作用。南方电网超高压输电公司检修试验中心研发了一套GIL设备三支柱绝缘子绝缘故障和发热故障模拟试验平台，该平台能够很好地模拟支柱绝缘子表面毛刺、污秽、金属颗粒、金属悬浮等绝缘故障，有利于查明GIL运行过程三支柱绝缘子发生的绝缘故障和发热故障的原因。但是，该发明在观察支柱绝缘子的炸裂现象，以及监测炸裂前后绝缘子各种特征参量变化方面存在空缺，无法建立支柱绝缘子温度、振动和局放量的变化与绝缘子炸裂之间的关联特性，关于查明绝缘子的炸裂过程及其成因还需要进一步的工作。

因此，亟待研发一种GIL设备支柱绝缘子炸裂故障模拟试验平台。

发明内容

本申请提供一种GIL设备支柱绝缘子炸裂故障模拟试验平台，以解决现有的试验平台无法定量地建立支柱绝缘子温度、振动和局放量的变化与绝缘子炸裂之间的关联特性的问题，同时提供了人为设置绝缘子缺陷以模拟真实现场工况的方法，有利于让试验人员通过对绝缘子炸裂前后对不同时刻的连续监测，应用多元统计分析方法，建立作业相关矩阵用于分析绝缘子温度、振动和局放量等特征参量之间的自相关性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种GIL支柱绝缘子炸裂故障模拟实验平台，其特征在于，该装置包括出线套管，其底部为由气隔绝缘盆子分隔开的左右两个腔室，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；在右侧腔体上设置有用于观察GIL支柱绝缘子炸裂过程的观察窗；在右侧腔体上设置有手孔，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。