本實(shí)用新型涉及一種電氣設(shè)備實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)系統(tǒng)，尤其是一種氣體絕緣全封閉組合電器(Gas Insulated Switchgear,GIS)交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
氣體絕緣全封閉組合電器(Gas Insulated Switchgear,GIS)因具有占地面積小、良好的絕緣性能而在電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用，但是由于其全封閉結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，一旦出現(xiàn)事故，造成的后果比分離敞開式設(shè)備嚴(yán)重得多，其故障修復(fù)較為復(fù)雜。而在實(shí)際應(yīng)用中，GIS往往采用現(xiàn)場組裝的方式進(jìn)行安裝，由于現(xiàn)場環(huán)境惡劣，組裝周期短，易出現(xiàn)機(jī)械故障，如觸頭接觸不良、自由金屬微粒等絕緣缺陷。采用交流及沖擊電壓對GIS的絕緣缺陷進(jìn)行檢測已經(jīng)是常規(guī)試驗(yàn)，但采用交流電壓對自由金屬微粒進(jìn)行檢測無法達(dá)到較佳的效果，而且，常規(guī)試驗(yàn)無法實(shí)現(xiàn)對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種GIS交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)交流、單獨(dú)直流和不同比例的交直流復(fù)合電壓試驗(yàn)，為GIS在不同類型電壓下的試驗(yàn)提供了試驗(yàn)裝置，可實(shí)現(xiàn)對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
技術(shù)方案：
一種GIS交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于，包括金屬外殼筒體和內(nèi)部連接導(dǎo)桿，金屬外殼筒體兩端密封并采用4塊隔板將金屬外殼筒體分隔為5個氣室：一端氣室設(shè)有由交流試驗(yàn)變壓器和隔直電容串聯(lián)構(gòu)成的交流電源，并通過交流側(cè)開關(guān)氣室與中央位置的缺陷小室氣室相連接；另一端氣室設(shè)有由直流高壓發(fā)生器和硅堆串聯(lián)構(gòu)成的直流電源，并通過直流側(cè)開關(guān)氣室與中央位置的缺陷小室氣室相連接；直流側(cè)開關(guān)通過交流避雷器接地，交流側(cè)開關(guān)通過直流避雷器接地。
進(jìn)一步的，所述缺陷小室設(shè)置有可植入不同類型的絕緣缺陷的手孔蓋。
進(jìn)一步的，所述隔板均為不通氣的盆式絕緣子。
一種GIS交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟1、針對GIS運(yùn)行中的缺陷、故障，制作可放置于缺陷小室內(nèi)的缺陷模型；
步驟2、回收缺陷小室中的SF6氣體，并將兩端氣室氣壓降至安全范圍；
步驟3、打開缺陷小室手孔蓋，按照設(shè)置的試驗(yàn)方案，在缺陷小室內(nèi)布置一種GIS缺陷模型；
步驟4、按照試驗(yàn)方案，在缺陷小室內(nèi)充入設(shè)定氣壓的SF6氣體，靜置T小時，合上交流側(cè)開關(guān)，斷開直流側(cè)開關(guān)，使交流試驗(yàn)變壓器與試驗(yàn)回路單獨(dú)相連，通過調(diào)節(jié)交流電壓得到所需的試驗(yàn)電壓，試驗(yàn)研究缺陷模型在不同交流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性；
步驟5、合上直流側(cè)開關(guān)，斷開交流側(cè)開關(guān)，使直流高壓發(fā)生器與試驗(yàn)回路單獨(dú)相連，通過調(diào)節(jié)直流電壓得到所需的試驗(yàn)電壓，試驗(yàn)研究缺陷模型在不同直流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性；
步驟6、同時合上交流側(cè)開關(guān)與直流側(cè)開關(guān)，使交流試驗(yàn)變壓器和直流高壓發(fā)生器同時與試驗(yàn)回路相連，單獨(dú)調(diào)節(jié)交流試驗(yàn)變壓器和直流高壓發(fā)生器的電壓幅值，組成不同比例的交直流復(fù)合電壓，試驗(yàn)研究缺陷模型在不同比例交直流負(fù)荷電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
本實(shí)用新型的有益效果是：
第一、交、直流電源電壓幅值可獨(dú)立調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)交、直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)。
第二、絕緣缺陷小室內(nèi)可植入不同類型的絕緣缺陷，試驗(yàn)效率高。
第三、整體裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。
第四、裝置本體局部放電量可控、易于開展局部放電定量測量。
第五、裝置可避免交、直流電壓的交叉干擾、防止試驗(yàn)設(shè)備受損。
第六、可采用直流電壓對自由金屬微粒進(jìn)行檢測，檢測更為有效，利用交流和直流的疊加可實(shí)現(xiàn)對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型一種GIS交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖的標(biāo)記含義如下：
1：金屬外殼筒體；2：導(dǎo)桿；3：交流側(cè)開關(guān)；4：隔直電容器；5：交流試驗(yàn)變壓器；6：直流側(cè)開關(guān)；7：硅堆；8：直流高壓發(fā)生器；9：盆式絕緣子；10：缺陷小室；11：交流避雷器；12：直流避雷器；13：手孔蓋。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對本實(shí)用新型的限定。
一種GIS交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)系統(tǒng)，如圖1所示，包括金屬外殼筒體1和內(nèi)部連接導(dǎo)桿2，金屬外殼筒體1兩端密封并采用4塊隔板將金屬外殼筒體1分隔為5個氣室：一端氣室設(shè)有由交流試驗(yàn)變壓器5和隔直電容器4串聯(lián)構(gòu)成的交流電源，并通過交流側(cè)開關(guān)3氣室與中央位置的缺陷小室10氣室相連接；另一端氣室設(shè)有由直流高壓發(fā)生器8和硅堆7串聯(lián)構(gòu)成的直流電源，并通過直流側(cè)開關(guān)6氣室與中央位置的缺陷小室10氣室相連接；直流側(cè)開關(guān)6通過交流避雷器11接地，交流側(cè)開關(guān)3通過直流避雷器12接地。
圖1中，缺陷小室10設(shè)置有可植入不同類型的絕緣缺陷的手孔蓋13，所述隔板均為不通氣的盆式絕緣子9。
金屬外殼筒體1自圖1中的左側(cè)至右側(cè)順次設(shè)置有四個盆式絕緣子9，金屬外殼筒體1被分割成5個獨(dú)立的氣室，5個獨(dú)立的氣室單獨(dú)接地，可充入所需壓力的SF6氣體，整體裝備體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊，且本體局部放電量可控、可開展局部放電定量測量。所述導(dǎo)桿2上自一端向另一端順次設(shè)置有直流高壓發(fā)生器8、硅堆7、直流側(cè)開關(guān)6、交流側(cè)開關(guān)3、隔直電容器4和交流試驗(yàn)變壓器5。
直流側(cè)開關(guān)用于切合直流電源，并通過交流避雷器接地，防止交流過電壓對試驗(yàn)系統(tǒng)的侵襲和破壞。直流高壓發(fā)生器通過高壓硅堆、直流側(cè)開關(guān)、交流避雷器與缺陷小室相連，交流試驗(yàn)變壓器通過交流側(cè)開關(guān)、隔直電容器、直流避雷器與缺陷小室相連，可避免交、直流電壓的耦合干擾、防止試驗(yàn)設(shè)備受損。
直流高壓發(fā)生器8是專門用來檢測電力器件的電氣絕緣強(qiáng)度和泄漏電流。硅堆7的作用是控制直流電壓的輸出極性，保證單一極性的電壓施加到GIS試驗(yàn)單元(即缺陷小室10)，優(yōu)選，硅堆7為高壓硅堆7，電壓范圍是1kV～1000kV之間。隔直電容器4用于隔離直流電壓作用到交流試驗(yàn)變壓器上，直流避雷器12的作用是防止直流過電壓對試驗(yàn)系統(tǒng)的侵襲和破壞。通過交流側(cè)開關(guān)的切合控制交流電壓的施加。交流避雷器11的作用是防止交流過電壓對試驗(yàn)系統(tǒng)的侵襲和破壞。通過直流側(cè)開關(guān)的切合控制直流電壓的施加。優(yōu)選，交流避雷器11、直流避雷器12均采用氣體絕緣結(jié)構(gòu)形式。
系統(tǒng)共包含5個獨(dú)立氣室，其中：交流試驗(yàn)變壓器5、隔直電容器4同處于1個氣室，交流側(cè)開關(guān)3、直流避雷器12同處于1個氣室，直流高壓發(fā)生器8、高壓硅堆7同處于1個氣室，直流側(cè)開關(guān)6、交流避雷器11同處于1個氣室，缺陷小室10單獨(dú)成1個氣室，可單獨(dú)對缺陷小室充放不同氣壓的SF6氣體，可在缺陷小室內(nèi)布置不同類型的絕緣缺陷，進(jìn)而試驗(yàn)研究不同類型交、直流電壓比例組成的復(fù)合電壓對缺陷小室內(nèi)不同類型絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性的影響。每個氣室單獨(dú)接地，獨(dú)立密封在金屬外殼筒體1內(nèi)，采用SF6氣體絕緣。
相應(yīng)的，一種GIS交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)方法，包括如下步驟：
步驟1、針對GIS運(yùn)行中的缺陷、故障，制作可放置于缺陷小室10內(nèi)的缺陷模型。一般的，針對GIS運(yùn)行中常見的典型缺陷、故障，制作可放置于缺陷小室內(nèi)的缺陷模型，主要包括自由金屬微粒、懸浮電極、金屬毛刺、絕緣氣隙等。
步驟2、回收缺陷小室10中的SF6氣體，并將兩端氣室氣壓降至安全范圍；
步驟3、打開缺陷小室10手孔蓋13，按照設(shè)置的試驗(yàn)方案(可根據(jù)實(shí)際情況自行設(shè)定)，在缺陷小室10內(nèi)布置一種GIS缺陷模型，比如布置一種GIS典型絕緣缺陷模型。
步驟4、按照試驗(yàn)方案，在缺陷小室10內(nèi)充入設(shè)定氣壓的SF6氣體，靜置T(比如48小時)小時，合上交流側(cè)開關(guān)3，斷開直流側(cè)開關(guān)6，使交流試驗(yàn)變壓器5與試驗(yàn)回路單獨(dú)相連，通過調(diào)節(jié)交流電壓得到所需的試驗(yàn)電壓，試驗(yàn)研究缺陷模型在不同交流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
步驟5、合上直流側(cè)開關(guān)6，斷開交流側(cè)開關(guān)3，使直流高壓發(fā)生器8與試驗(yàn)回路單獨(dú)相連，通過調(diào)節(jié)直流電壓得到所需的試驗(yàn)電壓，試驗(yàn)研究缺陷模型在不同直流電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
步驟6、同時合上交流側(cè)開關(guān)3與直流側(cè)開關(guān)6，使交流試驗(yàn)變壓器5和直流高壓發(fā)生器8同時與試驗(yàn)回路相連，單獨(dú)調(diào)節(jié)交流試驗(yàn)變壓器5和直流高壓發(fā)生器8的電壓幅值，組成不同比例的交直流復(fù)合電壓，試驗(yàn)研究缺陷模型在不同比例交直流負(fù)荷電壓作用下的絕緣缺陷擊穿特性和局部放電特性。
其中，斷開交流側(cè)開關(guān)3與直流側(cè)開關(guān)6，重復(fù)步驟4-6，試驗(yàn)研究不同SF6氣體壓力下的缺陷模型擊穿特性和局部放電特性；斷開交流側(cè)開關(guān)3與直流側(cè)開關(guān)6，重復(fù)步驟3-6，試驗(yàn)研究不同GIS典型絕緣缺陷的擊穿特性和局部放電特性，包括自由金屬微粒、懸浮電極、金屬毛刺和絕緣氣隙。
本實(shí)用新型的有益效果是：
第一、交、直流電源電壓幅值可獨(dú)立調(diào)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)交、直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)。
第二、絕緣缺陷小室內(nèi)可植入不同類型的絕緣缺陷，試驗(yàn)效率高。
第三、整體裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。
第四、裝置本體局部放電量可控、易于開展局部放電定量測量。
第五、裝置可避免交、直流電壓的交叉干擾、防止試驗(yàn)設(shè)備受損。
第六、可采用直流電壓對自由金屬微粒進(jìn)行檢測，檢測更為有效，利用交流和直流的疊加可實(shí)現(xiàn)對不同類型絕緣缺陷的全面檢測。
以上對本實(shí)用新型所提供的GIS交直流電壓聯(lián)合試驗(yàn)系統(tǒng)及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本實(shí)施例說明的原理及實(shí)施方式僅用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，這些改變之處均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)，本實(shí)施例不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的限制。