一种用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统的制作方法

本实用新型涉及电器设备故障的探测装置技术领域，具体涉及一种用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统。

背景技术：

在输变电设备中，要用到各种电压等级的套管，套管是变电设备中最薄弱的环节之一，其主要问题是在狭长的空间内电压场强特别高，尤其是套管两端的场强极高。因此，在套管制造过程中，对套管的工艺控制水平也有特殊要求，需要在套管的研制过程中对套管进行各种试验，如破坏性试验，以研究套管的故障发展过程。

套管破坏性试验就是观察套管试验过程中的套管末屏接地电流变化以及套管主导电杆上电压变化的过程。现有技术中缺少一套安全用于带电容屏的套管破坏性试验系统。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本实用新型提供一种用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，其测试原理简单，接线方便，可用于评估套管性能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，其包括试验套管、高压发生器、电压互感器、穿心电流互感器、录波仪和电容屏破坏装置；所述试验套管包括主导电杆以及包覆在所述主导电杆外的电容屏，电容屏由若干层绝缘介质和铝箔交替组成，所述电容屏的最外层铝箔为套管末屛，所述导电杆与高压发生器连接；所述导电杆通过所述电压互感器与所述录波仪连接，所述套管末屛通过所述穿心电流互感器接地并与所述录波仪连接；所述电容屏破坏装置用于破坏套管末屛。

如上所述的用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，进一步地，所述电容屏破坏装置为子弹发射装置，所述子弹发射装置发射的子弹包括穿刺尖和子弹体。

如上所述的用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，进一步地，所述子弹体的端面中心形成有穿刺尖，所述穿刺尖的长度与所述电容屏的单层绝缘介质的厚度相等。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型的测试原理简单，接线方便，破坏电容屏的方式安全系数高，破坏迅速，穿刺深度受控；通过录波仪记录的电压和电流的变化大小，来研究套管受损后的劣变过程，并为考核套管的设计制造工艺以及检验套管监测保护装置的有效性提供技术基础。

附图说明

图1为本实用新型用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统的结构示意图；

图2为本实用新型中用于试验的套管芯子结构示意图；

图3为本实用新型中用于进行破坏性试验的子弹及其结构示意图。

其中：1、试验套管；2、高压发生器；3、电压互感器；4、穿心电流互感器；5、录波仪；6、子弹发射装置；7、子弹；

101、主导电杆；102、电容屏；103、套管末屛；4、穿心电流互感器；

701、穿刺尖；702、子弹体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。

实施例：

参见图1至图3，一种用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，其包括试验套管1、高压发生器2、电压互感器3、穿心电流互感器4、录波仪5和电容屏破坏装置；所述试验套管1包括主导电杆101以及包覆在主导电杆101外的电容屏102，所述电容屏102的最外层铝箔为套管末屛103，所述主导电杆101与高压发生器2连接；所述主导电杆101通过所述电压互感器3与所述录波仪5连接，所述套管末屛103通过所述穿心电流互感器4接地并与所述录波仪5连接；所述电容屏破坏装置用于破坏套管末屛103。

本实施例中，试验套管1中主导电杆101承担传输大电流的任务，电容屏102的主要任务是均衡主导点杆周边的电场，使电场能平滑过渡而保障套管的安全运行。电容屏102由若干层绝缘介质和铝箔交替组成，其最外层铝箔为套管末屛103，其一般通过末屛接地端子接地，使套管末屛103处于地电位。电容屏破坏装置的作用是破坏套管的电容屏102，使末屏被击穿，并深入到与末屏紧联的绝缘层，因此其实现方式可以是发射穿刺物的发射装置，也可以是驱动穿刺物的破坏装置，如由液压缸驱动的穿刺枪等。

一种用于带电容屏102的套管芯子破坏性试验方法，其包括：利用高压发生器2对套管导电杆加压至试验值，利用电容屏102破坏装置破坏套管末屛103，然后持续加压直至电容屏102贯穿式击穿，通过录波仪5同时记录电压互感器3和电流互感器的二次电压和二次电流。

使用本实用新型的套管芯子破坏性试验系统和方法进行试验时，启动电源对试验套管1加压至试验值，开启录波仪5，电容屏破坏装置破坏试验套管1的电容屏102的套管末屏103，持续加压，使套管末屛103破坏点附近的电场发生畸变，进而诱发电容屏102内层逐步一一击穿，当电容屏102击穿的层数达到临界点后，将使套管的电容屏102快速击穿，并导致套管内部起弧。破坏性试验过程中，可通过录波仪5录制套管主导电杆101的电压以及套管末屛103的电流，并通过获取的电压和电流波形计算试验套管1的电容屏102的电容量，观察电容量的变化，通过电容量的变化可以分析套管的耐压裕度，为套管的监测保护、定值整定以及改善套管设计提供参考。

进一步地，电容屏破坏装置为子弹发射装置6，所述子弹发射装置6发射的子弹7包括穿刺尖701和子弹体702。本实施例中，提供了优选的电容屏破坏装置实现方案，使用子弹发射装置6破坏试验套管1的电容屏102的方式，子弹发射装置6设置在安全距离之外，不需要电容屏破坏装置与高压的试验套管1发生接触，具有试验过程安全、破坏快速的特点。

进一步地，所述子弹体702的端面中心形成有穿刺尖701，所述穿刺尖701的长度与所述电容屏102的单层绝缘层厚度相等。本述实施例中，子弹体702为圆柱体，当穿刺尖701刺入电容屏102内时，由于穿刺尖701长度的限制以及连接面为平面的阻碍，子弹7只会穿刺到电容屏102的套管末屛103后停止而不会深入到电容屏102的内部深层，以便对子弹7的穿刺深度进行控制。

本实用新型的套管芯子破坏性试验系统记录试验套管由局部缺陷发展至贯穿式故障的过程中，通过记录的电压和电流来捕捉试验套管的电容屏的电容量变化，通过电容量的变化大小来分析套管的劣化过程，并为考核套管的设计制造工艺以及检验套管监测保护装置的有效性提供技术基础。

上述实施例只是为了说明实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

技术特征：

1.一种用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，其特征在于，包括试验套管(1)、高压发生器(2)、电压互感器(3)、穿心电流互感器(4)、录波仪(5)和电容屏破坏装置；所述试验套管(1)包括主导电杆(101)以及包覆在所述主导电杆(101)外的电容屏(102)；所述电容屏(102)由若干层绝缘介质和铝箔交替组成，其中，最外层铝箔为套管末屛(103)；所述主导电杆(101)与高压发生器(2)连接；所述主导电杆(101)通过所述电压互感器(3)与所述录波仪(5)连接，所述套管末屛(103)通过所述穿心电流互感器(4)接地并与所述录波仪(5)连接；所述电容屏破坏装置用于破坏套管末屛(103)。

2.根据权利要求1所述的用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，其特征在于，所述电容屏破坏装置为子弹发射装置(6)，所述子弹发射装置(6)发射的子弹(7)包括穿刺尖(701)和子弹体(702)。

3.根据权利要求2所述的用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，其特征在于，所述子弹体(702)的端面中心形成有穿刺尖(701)，所述穿刺尖(701)的长度与所述电容屏(102)的单层绝缘介质厚度相等。

技术总结
本实用新型公开了一种用于带电容屏的套管芯子破坏性试验系统，其包括试验套管、高压发生器、电压互感器、穿心电流互感器、录波仪和电容屏破坏装置；所述试验套管包括主导电杆以及包覆在所述主导电杆外的电容屏，所述电容屏的最外层铝箔为套管末屛，所述导电杆与高压发生器连接；所述导电杆通过所述电压互感器与所述录波仪连接，所述套管末屛通过所述穿心电流互感器接地并与所述录波仪连接。本实用新型测试原理简单，接线方便，可用于评估套管性能。

技术研发人员：肖遥;周海滨;张晋寅
受保护的技术使用者：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心
技术研发日：2019.08.14
技术公布日：2020.08.11