发热元件、气体绝缘状态模拟装置和气体绝缘状态检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气绝缘领域，更具体地，涉及一种发热元件、气体绝缘状态模拟装置和气体绝缘状态检测方法。
【背景技术】
[0002]六氟化硫气体作为绝缘介质广泛应用于GIS、断路器、变压器等电气设备中，这些设备称为气体绝缘设备。目前，如何对气体绝缘设备内部的绝缘状态进行判断仍属于重大技术难题，所以寻找有效评估气体绝缘设备内部绝缘状态的方法具有重大意义。
[0003]现有技术中，可以通过分析六氟化硫气体的分解产物，对气体绝缘设备的绝缘状态作出判断。通过对六氟化硫气体的分解产物进行分析，进而判断气体绝缘设备的绝缘状态的方法具有抗外界干扰强、灵敏度高和准确性好等优点，适合与诊断气体绝缘设备内部的潜伏性故障，并且能够对故障进行定位。
[0004]现有的对六氟化硫气体的分解产物的研宄，都是针对六氟化硫气体在电弧、火花和电晕放电中产生的气体和固体分解物的鉴定，而缺少对六氟化硫气体在高温下的分解产物的鉴定。例如国外研宄机构在实验室模拟了气体绝缘设备的电弧、火花和电晕放电等现象，并对六氟化硫气体分解产生的气体和固体产物进行了鉴定。此外，国内的某些高校和科研机构也对六氟化硫气体在放电状态下的分解产物进行了初步定性研宄，但仅局限于单一缺陷类型的模拟，未对六氟化硫气体分解产物进行完整、系统地研宄，难以实际应用在气体绝缘设备中。
[0005]现有的体绝缘状态模拟装置中，采用铜管作为发热元件，且铜管固定在加热仓内，两端以弹簧固定其空心铜管，中间以实心铜线填充，最热点设计在填充部分。经过试验后发现最热点不在其设计部分，而在距离顶端1cm处。因此，如何将发热元件的中心位置成为最热点，成为目前亟待解决的技术难题。
【发明内容】
[0006]本发明旨在提供一种发热元件、气体绝缘状态模拟装置和气体绝缘状态检测方法，以实现将发热元件的中心位置成为最热点。
[0007]为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种发热元件，该发热元件呈长片状，且该发热元件包括中间部和与中间部的两端相连的U形部，各U形部开口均朝远离中间部的方向设置，中间部的横截面具有弧形的两个侧边，弧形的顶点位于横截面的中心点与弧形的圆心点之间。
[0008]进一步地，发热元件分别沿第一竖直截面和第二竖直对称设置，第一竖直截面和第二竖直截面均经过中心点，第一竖直截面与发热元件的长度方向垂直，第二竖直截面与发热元件的宽度方向垂直。
[0009]进一步地，U形部的两个侧面均为平面，且U形部的两个侧面均与中间部的侧面相连接。
[0010]进一步地，发热元件为铜片。
[0011]根据本发明的另一个方面，还提供了一种气体绝缘状态模拟装置，包括:仓体，仓体内形成仓室，仓体上开设有气孔；发热元件，发热元件设置在仓室内；以及温度检测单元，温度检测单元安装在仓体上，用于检测发热元件的温度。
[0012]进一步地，气体绝缘状态模拟装置还包括多个供电端子，供电端子安装在仓体上，发热元件与供电端子连接。
[0013]进一步地，仓体包括本体和第一安装板，本体上开设有第一开口，第一安装板安装在第一开口处，供电端子安装在第一安装板上。
[0014]进一步地，气体绝缘状态模拟装置还包括进气阀和排气阀，进气阀和排气阀均与气孔连接。
[0015]进一步地，仓体还包括测温窗口，温度检测单元安装在与测温窗口相对应的位置处。
[0016]进一步地，气体绝缘状态模拟装置还包括用于检测仓室内的气体压强的气压表，气压表安装在仓体上。
[0017]进一步地，仓体包括本体和第二安装板，本体上开设有第二开口，第二安装板安装在第二开口处，气压表安装在第二安装板上。
[0018]进一步地，仓体上还设置有多个测试端子。
[0019]进一步地，发热元件是铜管。
[0020]根据本发明的另一个方面，还提供了一种气体绝缘状态检测方法，包括:步骤1，将待测试气体充入一密闭的仓体内，在仓体内设置有发热元件；步骤2，使发热元件工作，并检测发热元件的温度；步骤3，当发热元件的温度达到预定温度时，对仓体内的气体进行取样分析。
[0021]本发明通过将发热元件设计为长片状，且通过将发热元件设计为包括中间部和与中间部的两端相连的U形部，从而实现了将发热元件的中心位置成为最热点。
【附图说明】
[0022]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0023]图1示意性示出了本发明中的发热元件的俯视图；
[0024]图2示意性示出了本发明中的气体绝缘状态模拟装置的俯视图；以及
[0025]图3示意性示出了本发明中的气体绝缘状态模拟装置的剖视图。
[0026]图中附图标记:10、仓体；11、仓室；12、气体阀门；13、本体；14、第一安装板；15、测温窗口 ；16、第二安装板；17、测试端子引出板；20、发热元件；30、供电端子；40、进气阀；50、排气阀；131、第一开口 ；132、第二开口 ；133、第三开口 ；171、测试端子；172、测试端子保护板。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0028]根据本发明的第一个方面，提供了一种发热元件。如图1所示，该发热元件呈长片状，且该发热元件包括中间部和与中间部的两端相连的U形部，各U形部开口均朝远离中间部的方向设置，中间部的横截面具有弧形的两个侧边，弧形的顶点位于横截面的中心点与弧形的圆心点之间。
[0029]本发明通过将发热元件设计为长片状，且通过将发热元件设计为包括中间部和与中间部的两端相连的U形部，从而实现了将发热元件的中心位置成为最热点。
[0030]优选地，发热元件分别沿第一竖直截面和第二竖直对称设置，第一竖直截面和第二竖直截面均经过中心点，第一竖直截面与发热元件的长度方向垂直，第二竖直截面与发热元件的宽度方向垂直。优选地，U形部的两个侧面均为平面，且U形部的两个侧面均与中间部的侧面相连接。发热元件可以为铜片，也可以采用其它发热材料，例如铂等。
[0031]根据本发明的第二个方面，提供了一种气体绝缘状态模拟装置，如图2和图3所示，该气体绝缘状态模拟装置包括:仓体10，仓体10内形成仓室11，仓体10上开设有气体阀门12 ;发热元件20，发热元件20设置在仓室11内；以及温度检测单元，温度检测单元安装在仓体10上，用于检测发热元件20的温度。
[0032]使用本发明的气体绝缘装载模拟装置可以对绝缘气体在高温下的分解产物进行检测，并且该气体绝缘装载模拟装置可以对真实的气体绝缘设备进行模拟，例如GIS设备，以便能将测试结果直接应用到对气体绝缘设备的故障检测中。在检测时，首先通过气体阀门12向仓室11内充入待测试的绝缘气体，并使发热元件20开始发热，利用温度检测单元对发热元件20的温度进行检测，在预定的温度下从气体阀门12对仓室11内的气体进行抽样检测，例如检测该气体的绝缘性等。利用气体绝缘装载模拟装置对绝缘气体在高温下的分解产物进行检测，可以得到一张待测试的绝缘气体在不同温度下的分解产物的对照表，进而得到气体绝缘设备的运行温度与该设备绝缘性的对照表，这样就能实现对气体绝缘设备的故障进行检测与预测。
[0033]优选地，气体绝缘装载模拟装置的仓体10整体可以承受压强I兆帕，并且可以承受真空状态，仓体10的整体泄漏率小于每年0.5%。
[0034]优选地，气体绝缘状态模拟装置还包括多个供电端子30，供电端子30安装在仓体10上，发热元件20与供电端子30连接。优选地，仓体10包括本体13和第一安装板14，本体13上开设有第一开口 131，第一安装板14安装在第一开口 131处，供电端子30安装在第一安装板14上。供电端子30外接电源，通过向发热元件20供电以使发热元件升温。优选地，供电端子30外接电源的额定电流为2000安培。
[0035]优选地，气体绝缘状态模拟装置还包括进气阀40和排气阀50，进气阀40和排气阀50均