一种用于模拟实体GIS盆式绝缘子沿面放电模型的制作方法

本发明涉及电力技术领域，特别是一种模拟实体gis盆式绝缘子沿面放电模型。

背景技术：

gis(气体绝缘组合电器)采用六氟化硫作为绝缘介质，具有占地面积小、可靠性高、维护量小等优点，在电力系统中得到广泛应用，是最重要的电力设备之一。

gis采用同轴圆柱结构，内外导体之间形成稍不均匀电场，正常情况下，其可靠性极高。但gis中存在诸多气体和绝缘材料的交界面，其绝缘强度远小于单一气体或固体介质的绝缘强度，是绝缘的薄弱环节，一旦出现局部电场集中，将引发局部放电，降低gis绝缘水平，甚至导致沿面闪络而使绝缘失效。运行经验表明，gis绝缘故障中绝缘子沿面放电占有相当大的比例，其中，最常见的事故是表面异物污染造成的闪络。

目前已有沿面模型表面电场分布简单，表面污染物单一，与工况存在明显差距，导致放电不典型、不全面。

因此，很有必要专门研究、设计一种可以模拟实体gis绝缘子沿面放电的模型，以对该缺陷类型造成的放电进行全面深入的研究。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于模拟实体gis盆式绝缘子沿面放电模型，解决模拟实体gis沿面放电时不典型、不全面的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于模拟实体gis盆式绝缘子沿面放电模型，包括：高压套管、金属罐体、内导体、外导体、绝缘子、表面异物、接地线、绝缘基座和接地体；所述高压套管安装于金属罐体顶部；金属罐体的底部中设有绝缘基座，绝缘基座呈管型，上端开有环形槽，筒形外导体下部嵌于环形槽中；外导体分为上下两部分，中间设有绝缘子；外导体是我上下两部分通过均匀分布的若干紧固螺丝固定，将绝缘子固定在中间；内导体、外导体和绝缘子组装成一体，形成同轴圆柱结构；绝缘子上设有可替换的表面异物；接地线一端与紧固螺丝相连，另一端通过内螺纹与罐体相连，罐体底部与接地体相连。

进一步的，所述高压套管额定电压为110kv。

进一步的，所述金属罐体内高0.6m，内直径0.5m；所述金属罐体带有舱门、充气阀门和气压表。

进一步的，内导体直径5cm，外导体内直径18cm；内导体、外导体高度均为32cm；外导体4壁厚2cm，两端倒圆角，倒圆角半径为1cm；内导体两端打磨成半球型，上端部带有内螺纹。

进一步的，绝缘子两个表面分别呈凹形和凸形，与外导体夹角为45°，靠近内导体的地方，绝缘子表面与内导体表面垂直。

进一步的，表面异物分为金属异物、半导体异物和非导电异物。

进一步的，表面异物长5mm，直径0.5mm，两端曲率半径0.1mm；表面异物通过环氧胶粘于绝缘子表面。

进一步的，绝缘基座高20cm，厚3cm；环形槽的槽宽为2cm，深3cm。

进一步的，金属罐体由铝制作而成，内部充以sf6气体。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明一种用于模拟实体gis盆式绝缘子沿面放电模型，通过在绝缘子表面设置能够替换，且可以设置于绝缘子任意位置的表面异物，能够更加真实全面的模拟gis沿面放电，解决现有模拟实体gis沿面放电时不典型、不全面的问题。本发明可模拟实体gis中盆式绝缘子表面异物所引起的放电，放电特征明确、典型，与工程实际吻合良好；可对gis绝缘子表面存在异物所引起的放电进行检测和研究，对优化gis的设计，提高gis的制造工艺，提高gis局部放电检测灵敏度和现场检测结果的准确分析具有重要作用。

附图说明

图1为本发明中放电模型结构剖面示意图；

图2为内导体、外导体和绝缘子的俯视图；

图中，高压套管1、罐体2、内导体3、外导体4、紧固螺丝5、绝缘子6、异物7、接地线8、绝缘基座9、接地体10。

具体实施方式

下面结合附图和实施例子对本发明做进一步说明。

请参阅图1和图2所示，本发明一种用于模拟实体gis盆式绝缘子沿面放电模型，包括高压套管1、罐体2、内导体3、外导体4、紧固螺丝5、绝缘子6、表面异物7、接地线8、绝缘基座9和接地体10。

金属罐体2顶部开有安装孔，高压套管1通过螺丝安装在安装孔上，密封通过o型圈实现，试验时高压套管1接高压；

金属罐体2内高0.6m，内直径0.5m，模型主要部件安置在金属罐体2内；

金属罐体2侧壁开有舱门201、充气阀门202和气压表203，试验时内部充以sf6气体。

金属罐体2的底部中设有绝缘基座9，绝缘基座9呈管型，主要起绝缘支撑作用，高20cm，厚4cm，上端开有环形槽，槽宽2cm，深3cm，外导体4下部嵌于槽中；外导体4呈筒型，内直径18cm，壁厚2cm，分为上下两部分，中间设有绝缘子6；外导体4上下两部分通过均匀分布的8颗紧固螺丝5固定，将绝缘子6固定在中间，内导体4总高度32cm，两端打磨圆滑，两端倒圆角半径为1cm。

绝缘子6两个表面分别呈凹形和凸形，与外导体夹角为45°，靠近内导体的地方，绝缘子表面与内导体表面垂直，绝缘子表面电场分布与典型工况下绝缘子表面电场分布一致。所述绝缘子6由环氧树脂添加al2o3后浇注而成，形状与工程应用中gis盆式绝缘子相同。

绝缘子6中部有直径5cm通孔，内导体3穿过通孔，两者通过环氧胶紧密接触；内导体3为铝棒，直径5cm，长32cm，两端打磨成半球型，上端部带有内螺纹，用以固定导线，导线与高压套管1相连。

内导体3、外导体4和绝缘子6组装成一体，形成同轴圆柱结构。

典型表面异物7分为3类：金属异物、半导体异物和非导电异物，实施实例中，表面异物7为金属铝丝，长5mm，直径0.5mm，两端曲率半径0.1mm，通过环氧胶粘于绝缘子6表面，俯视图如图2所示，铝丝沿径向布置，左端与内导杆3的距离为5mm。

接地线8一端与紧固螺丝5相连，另一端通过内螺纹与罐体2相连，罐体2底部与接地体10相连，试验时，罐体2和外导体4实际上均接地。

本发明一种用于模拟实体gis盆式绝缘子沿面放电模型的使用步骤如下：

1、打开金属罐体2舱门201；

2、将绝缘基座9安置于金属罐体2内；

3、将内导体3、外导体4和绝缘子6进行组装，将表面异物7通过环氧胶贴于绝缘子6表面，而后整体置于绝缘基座9上，外导体4下部嵌于绝缘基座9槽内；

4、内导体3接高压套管，外导体4接罐体2；

5、合舱门201，金属罐体2接地，抽真空，通过阀门202注入sf6气体，通过气压表203读取金属罐体2内气压。

6、气压达到合适值后，将整个放电模型静置2小时，给高压套管1施加电压，开始试验。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于模拟实体GIS盆式绝缘子沿面放电模型，包括：高压套管、金属罐体、内导体、外导体、绝缘子、表面异物、接地线、绝缘基座和接地体；所述高压套管安装于金属罐体顶部；金属罐体的底部中设有绝缘基座，绝缘基座呈管型，上端开有环形槽，筒形外导体下部嵌于环形槽中；外导体分为上下两部分，中间设有绝缘子；外导体是我上下两部分通过均匀分布的若干紧固螺丝固定，将绝缘子固定在中间；内导体、外导体和绝缘子组装成一体，形成同轴圆柱结构；绝缘子上设有可替换的表面异物；接地线一端与紧固螺丝相连，另一端通过内螺纹与罐体相连，罐体底部与接地体相连。本发明可模拟实体GIS中盆式绝缘子表面异物所引起的放电，放电特征明确、典型，与工程实际吻合良好。

技术研发人员：齐卫东;黄国强;尚宇;牛博;赵学风;吴经锋;宋元峰;薛军;张一博;刘强
受保护的技术使用者：国家电网公司;国网陕西省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2017.03.23
技术公布日：2017.07.28