热管式绝缘套管试验装置的制作方法

本发明涉及电力技术领域，具体而言，涉及一种热管式绝缘套管试验装置。

背景技术：

随着特高压直流输电工程输送容量的不断提升，直流设备的额定电流也大幅度增加。例如，特高压直流绝缘套管的额定电流已超过5000A并且受到谐波的影响，使得绝缘套管的发热严重，进而导致绝缘套管内的导电杆的伸缩变形、导电杆的空腔密封性能和绝缘套管的绝缘强度均受到威胁，因绝缘套管发热而引起的故障越来越多，造成了重大的经济损失。

目前，为了解决特高压直流绝缘套管的发热问题，将热管技术应用于绝缘套管，形成了热管式绝缘套管，利用热管原理改善绝缘套管内部的温度分布，进而降低因绝缘套管的发热而引起的故障。然而，热管式绝缘套管的技术并不成熟，当参数变化时，热管式绝缘套管的性能也会发生变化，进而降低了对绝缘套管发热情况的改善效果。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种热管式绝缘套管试验装置，旨在解决现有技术无法测试热管式绝缘套管性能的问题。

本发明提出了一种热管式绝缘套管试验装置，该装置包括：油箱、温度检测装置、绝缘套管、置于油箱内的第一导电杆、置于油箱外的电压发生器、降压变压器和第二导电杆；其中，油箱开设有第一连接孔和第二连接孔，待测试的热管式绝缘套管穿设且连接于第一连接孔，绝缘套管穿设且连接于第二连接孔，热管式绝缘套管的第一端与绝缘套管的第一端在油箱内通过第一导电杆相连接，热管式绝缘套管的第二端与绝缘套管的第二端在油箱外通过第二导电杆相连接，热管式绝缘套管、绝缘套管、第一导电杆与第二导电杆形成闭合回路；降压变压器套设于热管式绝缘套管的外部，用于调节闭合回路的电流；电压发生器连接于热管式绝缘套管，用于调节闭合回路的电压；温度检测装置设置于热管式绝缘套管内，用于检测热管式绝缘套管的温度。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置中，热管式绝缘套管与油箱的顶壁呈夹角设置。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置还包括：置于油箱外的连接套筒；其中，连接套筒的第一端与第一连接孔可拆卸连接，并且，连接套筒的轴线与油箱的顶壁之间具有预设夹角，热管式绝缘套管穿设且可拆卸地连接于连接套筒。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置还包括：储液罐；其中，热管式绝缘套管的导电杆的顶壁开设有工质输入孔，工质输入孔与储液罐相连通，储液罐用于向导电杆内输入导热工质。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置还包括：质量检测装置；其中，质量检测装置与储液罐相连接，质量检测装置用于检测储液罐内导热工质的质量；储液罐还用于根据质量检测装置的检测结果确定输入至导电杆内的导热工质的质量。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置还包括：抽真空装置；其中，抽真空装置与工质输入孔相连通，抽真空装置用于调节导电杆内的真空度。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置还包括：液位检测装置和/或压力检测装置；其中，液位检测装置设置于热管式绝缘套管的导电杆的内壁，液位检测装置用于检测导电杆内导热工质的液位；压力检测装置设置于热管式绝缘套管的导电杆的内壁，压力检测装置用于检测导电杆内的压力。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置中，绝缘套管用待测试的热管式绝缘套管代替。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置还包括：加热装置，设置于油箱内；散热装置，设置于油箱的外壁。

进一步地，上述热管式绝缘套管试验装置还包括：油枕，与油箱相连接，用于调节油箱内的油量。

本发明中，通过降压变压器调节闭合回路的电流以调节热管式绝缘套管内导电杆的发热量，通过电压发生器调节闭合回路的电压以调节热管式绝缘套管的内绝缘层的发热量，从而使得该试验装置能够更好地模拟热管式绝缘套管的实际运行工况，通过温度检测装置检测热管式绝缘套管的温度实现了对热管式绝缘套管的性能测试，并且，该试验装置能够对热管式绝缘套管在不同试验参数下的可行性进行全面研究，还可以考核热管式绝缘套管在全电压、全电流运行条件下的安全可靠性，解决了现有技术无法测试热管式绝缘套管性能的问题。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的热管式绝缘套管试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的热管式绝缘套管试验装置的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的热管式绝缘套管试验装置中，热管式绝缘套管的结构示意图；

图4为图2中A处的局部放大图；

图5为本发明实施例提供的热管式绝缘套管试验装置中，多个连接套筒的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1和图2，图中示出了本发明实施例提供的热管式绝缘套管试验装置的优选结构。热管式绝缘套管试验装置用于测试热管式绝缘套管在不同试验参数下的温度情况，进而确定出该热管式绝缘套管在不同试验参数下的性能。如图所示，该热管式绝缘套管试验装置包括：油箱1、温度检测装置7、绝缘套管11、第一导电杆2、电压发生器4、降压变压器5和第二导电杆3。其中，第一导电杆2设置于油箱1内，电压发生器4、降压变压器5和第二导电杆3均设置于油箱1外。油箱1开设有第一连接孔和第二连接孔，待测试的热管式绝缘套管6穿设且连接于该第一连接孔，热管式绝缘套管6部分设置于油箱1内。绝缘套管11穿设且连接于第二连接孔，绝缘套管11部分设置于油箱1内。热管式绝缘套管6的第一端(图1所示的下端)与绝缘套管11的第一端(图1所示的下端)在油箱1内通过第一导电杆2相连接，热管式绝缘套管6的第二端(图1所示的上端)与绝缘套管的第二端(图1所示的上端)在油箱1外通过第二导电杆3相连接。热管式绝缘套管6、绝缘套管11、第一导电杆2与第二导电杆3形成闭合回路。

具体地，第一连接孔和第二连接孔均开设于油箱1的顶壁。油箱1的顶壁设置有两个连接管，两个连接管分别与第一连接孔和第二连接孔为一一对应设置，热管式绝缘套管6穿设于其中一个连接管且与该连接管相连接，绝缘套管11穿设于另一个连接管且与该连接管相连接。优选的，热管式绝缘套管6与连接管的连接方式为可拆卸连接，绝缘套管11与连接管的连接方式为可拆卸连接。绝缘套管11一方面用于导电作用以形成闭合回路，另一方面，起到了电气绝缘的作用，防止高电压对低电位的放电。

降压变压器5套设于热管式绝缘套管6的外部，该降压变压器5用于调节该闭合回路的电流。电压发生器4电气连接于热管式绝缘套管6，该电压发生器4用于调节闭合回路的电压。温度检测装置7设置于热管式绝缘套管6内，该温度检测装置7用于检测热管式绝缘套管6的温度。具体地，降压变压器5套设于与热管式绝缘套管6相连接的连接管的外部。优选的，降压变压器5可以为穿心式升流变压器，电压发生器4为高压发生器。

本领域技术人员应该理解，参见图3和图4，该热管式绝缘套管6为在绝缘套管的导电杆64内输入导热工质，热管式绝缘套管6的顶端(图2所示的上端)设置有散热器67。热管式绝缘套管6的第一端61和第二端62均设置有接线端子。热管式绝缘套管6内设置有电容芯子形成的内绝缘层65。因此，该热管式绝缘套管6是在绝缘套管的基础上进行的改进，其中，绝缘套管可以为油-SF6高压绝缘套管，也可以为油浸纸高压绝缘套管，还可以为胶浸纸高压绝缘套管，也可以为其他形式的绝缘套管，本实施例对此不做任何限制。热管式绝缘套管6的工作过程为：导电杆64内的导热工质吸收导电杆64的温度后，导热工质由液态转变为气态，气态的导热工质向上(相对于图2而言)运动，散热器67对气态的导热工质进行降温使得导热工质由气态转变为液态，液态的导热工质在重力作用下沿导电杆64内壁向下(相对于图2而言)流动，液态的导热工质继续吸收导电杆64的温度，重复上述工作过程。

在本实施例中，第一导电杆2的一端与热管式绝缘套管6的第一端61的接线端子相连接，第一导电杆2的另一端与绝缘套管11的第一端的接线端子相连接。第二导电杆3的一端与热管式绝缘套管6的第二端62的接线端子66相连接，第二导电杆3的另一端与绝缘套管11的第二端的接线端子相连接。并且，电压发生器4可以与热管式绝缘套管6的第二端62的接线端子66相连接，也可以与绝缘套管11的第二端的接线端子相连接。温度检测装置7设置有两个，其中一个温度检测装置7设置于热管式绝缘套管6的导电杆64的外壁，用于检测热管式绝缘套管6的导电杆64的温度；另一个温度检测装置7设置于内绝缘层65的内壁，用于检测内绝缘层65的温度，两个温度检测装置能够更好地检测热管式绝缘套管6的整体温度分布情况。

具体实施时，该试验装置可以测试热管式绝缘套管6在不同试验参数下的温度分布情况，其中，不同试验参数可以包括：热管式绝缘套管6的导电杆64的倾斜角度、热管式绝缘套管6的导电杆64内导热工质的种类、导热工质的填充量和热管式绝缘套管6的导电杆64内的真空度等。温度检测装置7检测热管式绝缘套管6在不同试验参数下的温度，进而根据温度变化情况确定该热管式绝缘套管6在不同试验参数下的性能。

可以看出，本实施例中，通过降压变压器5调节闭合回路的电流以调节热管式绝缘套管6内导电杆64的发热量，通过电压发生器4调节闭合回路的电压以调节热管式绝缘套管6的内绝缘层的发热量，从而使得该试验装置能够更好地模拟热管式绝缘套管6的实际运行工况，通过温度检测装置7检测热管式绝缘套管6的温度实现了对热管式绝缘套管6的性能测试，并且，该试验装置能够对热管式绝缘套管6在不同试验参数下的可行性进行全面研究，还可以考核热管式绝缘套管6在全电压、全电流运行条件下的安全可靠性，解决了现有技术无法测试热管式绝缘套管性能的问题，提高了热管式绝缘套管6在实际运行中的安全可靠性。

参见图1、图2和图5，上述实施例中，热管式绝缘套管6与油箱1的顶壁呈夹角设置，实现了对热管式绝缘套管6在不同的倾斜角度下的温度变化的测试，进而实现了对热管式绝缘套管6在不同的倾斜角度下的性能测试。

继续参见图1、图2和图5，该试验装置还可以包括：连接套筒8。其中，该连接套筒8设置于油箱1外。连接套筒8的第一端81(图4所示的下端)与第一连接孔可拆卸连接，并且，连接套筒8的轴线与油箱1的顶壁之间具有预设夹角β，热管式绝缘套管6穿设且可拆卸地连接于该连接套筒8。具体地，连接套筒8的第一端81通过法兰与第一连接孔连接，并且，连接套筒8的轴线与油箱1的顶壁之间具有预设夹角β，以及，热管式绝缘套管6与连接套筒8为同轴且可拆卸连接。连接套筒8的轴线与油箱1的顶壁之间的夹角等于热管式绝缘套管6与油箱1的顶壁之间的夹角。具体实施时，该预设夹角可以根据实际情况来确定，本实施例对此不做任何限制。

具体实施时，连接套筒8可以为多个，每个连接套筒8的轴线与油箱1的顶壁之间的预设夹角各不相同。这样，当需要对热管式绝缘套管6在不同的倾斜角度下进行性能测试时，只需要将不同的连接套筒8与第一连接孔可拆卸连接，然后将热管式绝缘套管6与连接套筒8可拆卸连接即可。由于每个连接套筒8的轴线与油箱1的顶壁之间的预设夹角各不相同，所以与不同的连接套筒8相连接的热管式绝缘套管6与油箱1的顶壁之间的预设夹角也不相同，从而使得热管式绝缘套管6处于不同的倾斜角度。

具体实施时，各连接套筒8均通过法兰与第一连接孔相连接。为了确保连接套筒8与第一连接孔之间的密封连接，将第一连接孔的孔径设置为预设孔径，当连接套筒8与油箱1之间的夹角不同时，调整法兰的尺寸，使得连接套筒8的外壁通过法兰与第一连接孔密封连接。该预设孔径可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。例如，参见图4，图中示出了连接套筒的轴线与油箱1的顶壁之间的夹角β分别为90°、60°、45°和30°时的结构示意图。实施时，第一连接孔的孔径与β＝30°时连接套筒8的下端面的孔径相同。当需要安装β＝45°时的连接套筒8时，只需要更换法兰的尺寸，使得连接套筒与第一连接孔之间通过法兰密封连接。

可以看出，本实施例中，热管式绝缘套管6与油箱1的顶壁呈夹角设置是通过设置连接套筒8，并且连接套筒8的轴线与油箱1的顶壁之间具有预设夹角来实现的，使得热管式绝缘套管6能够测试在不同的倾斜角度下的温度变化，并且，结构简单，易于实现。

参见图3和图4，上述各实施例中，该试验装置还可以包括：储液罐。其中，热管式绝缘套管6的导电杆64的顶壁开设有工质输入孔63，该工质输入孔63与储液罐相连通。该储液罐用于向导电杆64内输入导热工质。

可以看出，本实施例中，储液罐向热管式绝缘套管6的导电杆64内输入导热工质，这样可以改变储液罐输入的导热工质的种类，从而实现热管式绝缘套管6的导电杆64内导热工质的不同种类对温度影响的测试，进而实现了热管式绝缘套管6在不同导热工质种类下的性能测试。

上述实施例中，该试验装置还可以包括：质量检测装置。其中，质量检测装置与储液罐相连接，质量检测装置用于检测储液罐内导热工质的质量。储液罐还用于根据质量检测装置检测出的检测结果确定输入至热管式绝缘套管6的导电杆64内的导热工质的质量。

试验时，质量检测装置检测储液罐内导热工质的质量，储液罐向热管式绝缘套管6的导电杆64内输入导热工质，质量检测装置实时检测储液罐内导热工质的质量，并在质量检测装置检测到储液罐内导热工质的质量达到某一质量值时，储液罐停止向导电杆64内输入导热工质，这时质量检测装置检测到的储液罐内导热工质前后的质量差为导电杆64内导热工质的质量，即为第一质量，试验装置对具有第一质量的导热工质的热管式绝缘套管6进行试验。试验完毕，先将导电杆64内的导热工质排出，并烘干，以及对导电杆64进行抽真空。然后，储液罐向导电杆64内输入导热工质，当质量检测装置检测到储液罐内导热工质的质量达到另一质量值时，储液罐停止向导电杆64内输入导热工质，这时导电杆64内导热工质的质量为第二质量，试验装置对具有第二质量的导热工质的热管式绝缘套管6进行试验。重复上述步骤，即可实现在导热工质的填充量下对热管式绝缘套管6的温度影响的测试。

需要说明的是，第一质量和第二质量均可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。

可以看出，本实施例中，通过质量检测装置检测储液罐内导热工质的质量，储液罐根据检测结果确定向导电杆64内输入的导热工质的质量，实现了热管式绝缘套管6的导电杆64内导热工质的填充量对温度影响的测试，进而实现了热管式绝缘套管6在导热工质的不同填充量下的性能测试。

参见图3和图4，上述实施例中，该试验装置还可以包括：抽真空装置。其中，抽真空装置与工质输入孔63相连通，抽真空装置用于调节热管式绝缘套管6的导电杆64内的真空度。具体地，抽真空装置可以包括：真空泵和真空计。真空泵与工质输入孔63相连通，真空计设置于真空泵，真空计用于检测导电杆64内的真空度，真空泵用于根据真空计检测到的真空度调节导电杆64内的真空度。

具体实施时，该试验装置还可以包括：三通管(图中未示出)，该三通管的第一端与工质输入孔63相连通，三通管的第二端与储液罐相连通，三通管的第三端与真空泵相连通。

试验时，将具有第一真空度的待测试热管式绝缘套管6通过试验装置进行试验。试验完毕后，先将待测热管式绝缘套管6的导电杆64内的导热工质排出，并烘干。然后，真空泵通过三通管与热管式绝缘套管的工质输入孔63相连通，真空计检测导电杆64内的真空度，真空泵根据真空计检测到的真空度调节导电杆64内的真空度，使得导电杆64内的压力达到试验所需的第二真空度，将真空泵与工质输入孔63的管路断开。最后，储液罐通过三通管向导电杆64内充入导热工质，试验装置对具有第二真空度值的热管式绝缘套管进行试验。重复上述操作即可实现在第三真空度、第四真空度等不同真空度下对待测热管式绝缘套管6的温度影响的测试。

需要说明的是，第一真空度、第二真空度、第三真空度和第四真空度均可以根据实际情况来确定，本实施例对此不作任何限制。

可以看出，本实施例中，通过抽真空装置调节热管式绝缘套管6内的真空度，实现了热管式绝缘套管6的导电杆64内真空度对温度影响的测试，进而实现了热管式绝缘套管6在不同真空度下的性能测试。

参见图4，上述各实施例中，该试验装置还可以包括：液位检测装置9和/或压力检测装置10。具体地，该试验装置还可以包括液位检测装置9，也可以是该试验装置还可以包括压力检测装置10，还可以是，该试验装置还可以包括液位检测装置9和压力检测装置10。

液位检测装置9设置于热管式绝缘套管6的导电杆64的内壁，液位检测装置9用于检测在不同试验参数下热管式绝缘套管6的导电杆64内导热工质的液位。

压力检测装置10设置于热管式绝缘套管6的导电杆64的内壁，压力检测装置10用于检测在不同试验参数下热管式绝缘套管6的导电杆64内的压力。

可以看出，本实施例中，通过设置液位检测装置9和/或压力检测装置10，能够更好地检测热管式绝缘套管6在各不同的试验参数下运行时导电杆64内导热工质的状态变化情况，还可以更好地分析和评价热管式绝缘套管6的性能。

上述各实施例中，绝缘套管11用待测试的热管式绝缘套管代替，这样，该试验装置可以对两根热管式绝缘套管的性能进行测试。

具体实施时，该试验装置可以同时对两根热管式绝缘套管进行测试，也可以同时对两根热管式绝缘套管进行相同试验参数的测试，也可以对两根热管式绝缘套管进行不同试验参数的测试，本实施例对此不做任何限制。

可以看出，本实施例中，两根待测试的热管式绝缘套管、第一导电杆2与第二导电杆3形成闭合回路，这样，不仅可以对两根热管式绝缘套管在不同试验参数下的性能进行测试，而且两根热管式绝缘套管每次试验时的试验参数可以相同也可以不同，有效地提高了测试效率，同时也确保了热管式绝缘套管的性能测试的准确度。

参见图1和图2，上述各实施例中，该试验装置还可以包括：加热装置12和散热装置13。加热装置12和散热装置13构成了油箱1的油温调节装置。其中，加热装置12设置于油箱1内，该加热装置12用于升高油箱1内的温度。散热装置13设置于油箱1的外壁，该散热装置13用于降低油箱1内的温度。具体地，加热装置12设置于油箱1的底部。散热装置13可以为散热器。

具体实施时，该试验装置还可以包括：控制器。其中，控制器与加热装置12和散热装置13均连接，控制器用于控制加热装置12和散热装置13以调节油箱1内的温度。

可以看出，本实施例中，通过加热装置12和散热装置13共同控制油箱1内的温度，能够更好地调节油箱1内的温度，以便模拟热管式绝缘套管6的实际工作环境，从而提高了热管式绝缘套管6性能测试的准确度。

参见图1和图2，上述各实施例中，该试验装置还可以包括：油枕14。其中，该油枕14与油箱1相连接，该油枕14用于调节油箱1内的油量，以确保热管式绝缘套管6的正常运行。

综上所述，本实施例中，通过降压变压器5调节闭合回路的电流以调节热管式绝缘套管6内导电杆64的发热量，通过电压发生器4调节闭合回路的电压以调节热管式绝缘套管6的内绝缘层的发热量，从而使得该试验装置能够更好地模拟热管式绝缘套管6的实际运行工况，通过温度检测装置7检测热管式绝缘套管6的温度实现了对热管式绝缘套管6的性能测试，并且，该试验装置能够对热管式绝缘套管6在不同试验参数下的可行性进行全面研究，还可以考核热管式绝缘套管6在全电压、全电流运行条件下的安全可靠性，解决了现有技术无法测试热管式绝缘套管性能的问题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。