[发明专利]基于法珀腔光学测量的GIS全景电荷测量系统

说明书

本发明公开了一种基于法珀腔光学测量的GIS全景电荷测量系统，包括腔体外壳，腔体外壳内部设置有转轴且一端穿出腔体外壳的顶部，转轴穿出腔体外壳的一端套接有外部操作机构，转轴位于腔体外壳内的一端垂直连接有水平绝缘导杆，水平绝缘导杆的两端分别垂直连接有竖直绝缘导杆a和竖直绝缘导杆b，竖直绝缘导杆a和竖直绝缘导杆b的底端连接有测试罩子，测试罩子的凹侧沿其圆周均匀的设置有若干基于法珀腔的光学测量传感器，测试罩子的顶部设置有空心的凸起，凸起与测试罩子连通，凸起内设置有高压电极，高压电极外部套接有屏蔽环，测试罩子的底端与腔体外壳连接并形成密闭的试验腔体，能够精准且全面的测量在同一时刻绝缘材料表面所有电荷的分布。

技术领域

本发明属于绝缘子表面电荷测量技术领域，具体涉及一种基于法珀腔光学测量的GIS全景电荷测量系统。

背景技术

随着我国电力输电的用电等级越来越高，高压、超高压以及特高压设备的飞速发展，对直流输电技术的要求也越来越严格。一种新型电能传输方式的气体绝缘开关电器(Gas Insulated Switchgear，以下简称GIS)是目前电力系统中广泛使用的电力开关设备，相比于传统的电力开关设备，GIS具有占地面积小、运行可靠性高、绝缘性能好且便于维修等优势。但在直流电压下，GIS内部的盆式绝缘子表面极易积聚大量电荷，这些积聚的电荷会导致绝缘子周围电场严重畸变，从而使得闪络电压下降，进而严重威胁GIS绝缘系统的运行稳定性。所以GIS内部绝缘子表面电荷分布的测量技术变得尤为重要，该技术可以研究绝缘子表面电荷的行为特性以便于探究电荷衰退的机理，因此该技术逐渐得到了大量研究者们的关注。深入研究绝缘子表面电荷积聚特性有助于提高GIS内部绝缘子的绝缘强度，提高电力输电线路和用电设备的稳定性。

现有的常用的绝缘子表面电荷测量技术主要有：粉尘图法、静电探头法。其中，粉尘图法是通过利用某些有色固体(如带正电的红色的Fb3O4，带负电的白黄色的S)会与绝缘材料的表面电荷发生吸附效应这一原理，通过对绝缘材料表面喷洒该固体材料可以根据颜色观察到表面电荷情况。该方法利于观察且操作简单，但不能定量测量表面电荷，特别是喷洒的粉尘固体材料有可能会改变绝缘材料的表面电荷分布。

静电探头测量表面电荷的方法是目前最常用的方法，操作简单，设备简易，成本低且易于操作。但同时也存在着许多缺陷，目前静电探头测量方法主要是对单个点，一条线或者整个表面的电荷进行测量。单个点测试只能获取该探头所能探测位置处的表面电荷信息，很难通过单点测试方法分析整个绝缘子表面电荷的分布以及表面电荷的衰退特性；一条线测量是通过移动探头沿着绝缘材料表面的一个方向运动测量绝缘材料的表面电荷，相比于单点测量一条线测量能比较多的测量表面电荷的分布情况，有利于研究电荷衰退特性；面测量法是运用探头沿着绝缘材料表面的长度和宽度方向(也就是在绝缘材料上建立一个X、Y坐标，静电探头可沿X、Y坐标方向移动)测量表面电荷，可以全面的测量表面电荷的分布，更有利于分析表面电荷衰退特性的研究。

但是以上方法所获得的绝缘子表面电荷信息不够精准，且在绝缘材料表面充电完成后都需要通过移动探头或者绝缘材料完成测量，随着时间的变化表面电荷逐渐衰退，在测量的过程中很难做到所测得的每一个位置的信息都是同一时间所测得的，会存在时间上的误差。此外，探头在移动的过程中很难保证每次所测的位置都相同，定位不准确。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于法珀腔光学测量的GIS全景电荷测量系统，能够精准并且全面的测量在同一时刻绝缘材料表面所有电荷的分布。

本发明所采用的技术方案是，一种基于法珀腔光学测量的GIS全景电荷测量系统，包括腔体外壳，腔体外壳内部设置有移动机构，移动机构的底部连接有测试机构，测试机构与腔体外壳的底端连接。

本发明的特点还在于，

移动机构包括转轴，转轴设置于腔体外壳的内部且一端穿出腔体外壳的顶部，转轴穿出腔体外壳的一端套接有外部操作机构，转轴位于腔体外壳内的一端垂直连接有水平绝缘导杆，水平绝缘导杆的两端分别垂直连接有竖直绝缘导杆a和竖直绝缘导杆b。