氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及在SF6氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，目前絕大多數(shù)GIS (Gas Insulated Switchgear，氣體絕緣全封閉組合電器)都采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)。這是因?yàn)镾F6氣體具有較高的電氣絕緣強(qiáng)度和優(yōu)良的滅弧性能，被廣泛應(yīng)用于各種高壓設(shè)備的絕緣系統(tǒng)中。然而在GIS中，SF6氣體與絕緣材料的交界面上經(jīng)常會(huì)發(fā)生沿面放電，當(dāng)放電發(fā)展到貫穿兩極并且使整個(gè)沿面氣隙擊穿時(shí)，沿面放電便演化成沿面閃絡(luò)。GIS中發(fā)生沿面閃絡(luò)，會(huì)使SF6氣體發(fā)生分解，釋出的產(chǎn)物會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致電氣設(shè)備的絕緣程度降低；另外，閃絡(luò)也會(huì)加劇電場(chǎng)畸變，使絕緣材料受到嚴(yán)重破壞。這就引起了國(guó)內(nèi)外研宄人員對(duì)GIS內(nèi)部絕緣介質(zhì)表面的沿面閃絡(luò)產(chǎn)生重視，開展了一系列的研宄，如:在充滿SF6或其混合氣體的密閉實(shí)驗(yàn)腔中研宄絕緣材料沿面閃絡(luò)的機(jī)理、特性及造成閃絡(luò)的原因等，研宄絕緣材料表面電荷累積對(duì)絕緣子發(fā)生沿面閃絡(luò)的影響。研宄發(fā)現(xiàn)電壓波形、磁場(chǎng)、絕緣材料介電常數(shù)、絕緣體幾何形狀、絕緣體表面清潔度和粗糙度等也是影響閃絡(luò)的重要因素。
[0003]目前國(guó)內(nèi)以及國(guó)際上針對(duì)5匕氣體中絕緣材料的沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)普遍采用單電極實(shí)驗(yàn)腔或帶連桿架構(gòu)的多電極實(shí)驗(yàn)腔。無(wú)論哪種實(shí)驗(yàn)腔都在現(xiàn)有的氣體中絕緣材料沿面閃絡(luò)研宄中普遍使用在密閉實(shí)驗(yàn)腔中放入絕緣材料，然后在絕緣材料上施加不同類型的電壓。研宄過(guò)程中經(jīng)常需要改變實(shí)驗(yàn)條件，如:電極間隙，氣體壓強(qiáng)，更換氣體成分配比等，以期尋找最佳的實(shí)驗(yàn)效果。這就造成實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)的絕緣樣本材料的頻繁更換和氣體成分、壓強(qiáng)的多次置換等，研宄人員重復(fù)于實(shí)驗(yàn)腔的開啟、置入樣本、抽真空、靜置、充氣、實(shí)驗(yàn)、排氣等不僅浪費(fèi)了大量工作時(shí)間，并且使得一匕氣體的過(guò)量使用，造成環(huán)境污染。而且多數(shù)SF6實(shí)驗(yàn)裝置每次實(shí)驗(yàn)過(guò)程均僅能處理單個(gè)樣本，采取連桿方式在實(shí)驗(yàn)腔體內(nèi)部調(diào)換實(shí)驗(yàn)樣本的實(shí)驗(yàn)腔，結(jié)構(gòu)復(fù)雜難于操控，并且連桿與腔體的連接部位有可能泄露SF6氣體，也會(huì)造成環(huán)境污染。因此急需實(shí)用新型一種能夠減少實(shí)驗(yàn)腔開啟次數(shù)，避免氣體浪費(fèi)的實(shí)驗(yàn)裝置和方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種在5匕氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置，其相對(duì)于以前的單對(duì)電極或多對(duì)電極連桿式實(shí)驗(yàn)腔，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、節(jié)約成本、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型的在SF6氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置，所述裝置包括承載所述SF6氣體進(jìn)行絕緣材料沿面閃爍實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)腔(I)、調(diào)節(jié)電磁閥(6)的流量計(jì)(5)、根據(jù)所述流量計(jì)(5)的調(diào)節(jié)控制進(jìn)入所述實(shí)驗(yàn)腔(I)內(nèi)氣體速度的所述電磁閥￠)、承載所述SF6和實(shí)驗(yàn)氣體的氣瓶(7)、控制所述SF6氣體進(jìn)入所述實(shí)驗(yàn)腔(I)的真空閥(4)、對(duì)所述實(shí)驗(yàn)腔(I)進(jìn)行抽真空的分子泵(8)、測(cè)量輸入所述實(shí)驗(yàn)腔(I)內(nèi)的高壓和閃絡(luò)電壓的示波器(11)、在電極(15)之間進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的絕緣材料樣本(18)以及高壓電源(13)，其關(guān)鍵技術(shù)在于，
[0006]所述裝置還包括:
[0007]裝載多對(duì)所述電極(15)的支架器件⑵；
[0008]高壓引出端，是位于所述實(shí)驗(yàn)腔(I)上的第一電極引出口，所述高壓引出端通過(guò)高壓套筒(14)與所述實(shí)驗(yàn)腔(I)絕緣；
[0009]所述高壓套筒(14)內(nèi)設(shè)一根銅棒(21)，所述銅棒(21) —端與多對(duì)所述電極(15)相連，所述銅棒(21)另一端與所述高壓電源(13)相連，且所述銅棒(21)的另一端還通過(guò)高壓探頭(12)連接到所述示波器(11)上；低壓引出端，是位于所述實(shí)驗(yàn)腔(I)上的第二電極引出口，所述低壓引出端通過(guò)低壓套筒(3)與所述實(shí)驗(yàn)腔(I)絕緣；
[0010]所述低壓套筒(3)內(nèi)設(shè)多根所述銅棒(21)，多根所述銅棒(21) —端與多對(duì)所述電極(15) —一相連，多根所述銅棒(21)另一端分別引出一根地電極引線通過(guò)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)低壓開關(guān)(9)與地相連；且多個(gè)所述低壓開關(guān)(9)通過(guò)一個(gè)羅氏線圈(10)連接到所述示波器(11)上；
[0011]氣瓶(7)由兩個(gè)子氣瓶組成，所述SF6氣體和實(shí)驗(yàn)氣體分別置于所述兩個(gè)子氣瓶中，且所述實(shí)驗(yàn)氣體為N2或者CF 4。
[0012]進(jìn)一步的，所述支架器件(2)包括支架(17)和第一固定螺釘(16)，且所述支架
(17)和所述第一固定螺釘(16)的材質(zhì)均為聚四氟乙烯；
[0013]進(jìn)一步的，所述支架(17)由兩個(gè)豎直板和一個(gè)水平板粘合而成，板厚均為20_ ;且所述兩個(gè)豎直板之間固定所述電極(15)，所述電極(15)通過(guò)所述第一固定螺釘(16)固定，且所述電極(15)相鄰之間的距離為100mm，每對(duì)所述電極(15)間的間隙距離為O?10mm可調(diào)。
[0014]進(jìn)一步的，所述電極(15)為黃銅制成的指型電極，所述電極(15)內(nèi)部之間有安放所述絕緣材料樣本(18)的間隙，該間隙寬度為6-10_;
[0015]進(jìn)一步的，所述絕緣材料樣本(18)的厚度小于5mm，通過(guò)由聚四氟乙烯制成的第二固定螺釘(19)固定。
[0016]進(jìn)一步的，所述低壓套筒(3)和所述高壓套筒(14)中在所述銅棒(21)周圍澆注聚四氟乙烯，且所述低壓套筒(3)中的多根所述銅棒(21)彼此絕緣。
[0017]進(jìn)一步的，所述實(shí)驗(yàn)腔(I)為密閉實(shí)驗(yàn)腔體，由不銹鋼材料制成。
[0018]進(jìn)一步的，所述低壓開關(guān)(9)中至多有一個(gè)閉合，多個(gè)所述低壓開關(guān)(9)的兩端線路之間絕緣。
[0019]進(jìn)一步的，所述低壓套筒(3)通過(guò)4根所述銅棒(21)與4對(duì)所述電極(15) —一相連，且分別引出一根地電極引線通過(guò)相對(duì)應(yīng)的一個(gè)所述低壓開關(guān)(9)與地相連；
[0020]其中，四個(gè)所述低壓開關(guān)(9)由四個(gè)互不影響的低壓開關(guān)K1、K2、K3、K4組成，每個(gè)低壓開關(guān)控制一對(duì)所述電極(15)是否接地。
[0021]進(jìn)一步的，所述低壓套筒(3)包括聚四氟乙烯制成的絕緣柱(20)和多根所述銅棒
[21]，采用整體澆注的形式將所述多根銅棒(21)澆注在絕緣柱(20)中。
[0022]有益效果:
[0023]本實(shí)用新型能夠同時(shí)研宄在同一大氣壓不同電極距離下沿面閃絡(luò)的實(shí)驗(yàn)特性，以及在同一閃絡(luò)距離不同氣體壓強(qiáng)下的閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)特性，滿足了在一次實(shí)驗(yàn)中處理多塊絕緣樣本的研宄，因此能夠減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)驗(yàn)腔的開啟次數(shù)，節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間和成本和減少3匕氣體的使用和泄露。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的在3匕氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是本實(shí)用新型的在SF6氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置中的支架器件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是本實(shí)用新型的在SF6氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置中的電極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是本實(shí)用新型的在SF6氣體中進(jìn)行絕緣材料沿面閃絡(luò)實(shí)驗(yàn)的裝置中的低壓套筒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
[0029]1-實(shí)驗(yàn)腔，2-支架器件，3-低壓套筒，4-真空閥，5-流量計(jì)，6-電磁閥，7_氣瓶，8-分子泵，9-低壓開關(guān)，10-羅氏線圈，11-示波器，12-高壓探頭，13-高壓電源，14-高壓套筒，15-電極，16-固定螺釘，17-支架，18-絕緣材料樣板，19-固定螺釘，20-絕緣柱，21-銅棒。
【具體實(shí)施方式】
[0030]如圖1所示，本實(shí)用新型的裝置包括實(shí)驗(yàn)腔(I)、支架器件(2)、流量計(jì)(5)、氣瓶
(7)、分子泵(8)、低壓開關(guān)(9)、示波器(11)、高壓電源(13)等。其中，實(shí)驗(yàn)腔(I)為不銹鋼制成的密閉腔體，腔體上有高低壓套筒、抽氣和進(jìn)氣口、以及觀察窗等，流量計(jì)(5)為氣體流量計(jì)，通過(guò)控制與其相連的電磁閥(6)來(lái)調(diào)節(jié)所進(jìn)氣體的流速。裝載氣體的氣瓶(X)由兩個(gè)氣瓶組成，一個(gè)承載SF6氣體，另一個(gè)承載實(shí)驗(yàn)所需的與SF6混合的氣體，兩種氣體由電磁閥(6)和與其相連的流量計(jì)(5)來(lái)控制充氣速度，最終達(dá)到所需的實(shí)驗(yàn)氣體混合比例。其中與SF6混合的氣體是實(shí)驗(yàn)氣體，成分為N 2、CF4或者能滿足實(shí)驗(yàn)需求的其他實(shí)驗(yàn)氣體。分子泵(8)與實(shí)驗(yàn)腔(I)之間用波紋管相連，用于為實(shí)驗(yàn)腔(I)抽真空。
[0031]以低壓開關(guān)(9)由四個(gè)互不影響的低壓開關(guān)K1、K2、K3、K4組成，每個(gè)低壓開關(guān)控制一對(duì)電極是否接地，且低壓開關(guān)(9)中至多有一個(gè)閉合，四個(gè)低壓開關(guān)的兩端線路之間絕緣為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0032]低壓開關(guān)(9)由四個(gè)互不影響的開關(guān)Κ1、Κ2、Κ3、Κ4組成，每個(gè)開關(guān)控制一對(duì)電極是否接地，通過(guò)開關(guān)的接通與關(guān)斷來(lái)控制電極支架系統(tǒng)中不同閃絡(luò)組，低壓開關(guān)(9)中至多有一個(gè)閉合，且要注意開關(guān)兩端線路之間的絕緣(排除懸空地電極的干擾)。
[0033]高壓電源(13)通過(guò)高壓套筒(14)中的高壓端與實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)的電極相連，示波器
(11)測(cè)量輸入實(shí)驗(yàn)腔內(nèi)的高壓以及閃絡(luò)電壓，羅氏線圈(10)測(cè)量實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的閃絡(luò)電流。
[0034]如圖2所示，支架器件⑵包括支架(17)、四對(duì)電極(15)、固定螺釘(16)，其中支架(17)由聚四氟乙烯板制成，板厚20mm，包括兩個(gè)豎直板和一個(gè)水平板子粘合而成，每個(gè)