本實(shí)用新型屬于高壓電工技術(shù)和高壓放電領(lǐng)域，尤其是涉及一種絕緣子串電場(chǎng)分布檢測(cè)試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

絕緣子在電力系統(tǒng)中應(yīng)用十分廣泛，而在絕緣子的研究和設(shè)計(jì)中，絕緣子串的電場(chǎng)分布情況是必要的檢測(cè)項(xiàng)目。

同時(shí)，絕緣子在長(zhǎng)期運(yùn)行中，會(huì)因霧、露、細(xì)雨等不利氣象條件導(dǎo)致污穢，污穢絕緣子在較低的電壓下就會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。污閃事故產(chǎn)生的原因不僅與污穢的種類、污染的程度及大氣條件等因素有關(guān)外，還與絕緣子串上的電位分布和絕緣子串局部放電有關(guān)。

大量針對(duì)提升絕緣子污閃性能的手段有兩類，一類通過(guò)定期清掃、噴涂PRTV涂料提升絕緣子串耐污穢水平；另一類則通過(guò)增加爬距、增加均壓環(huán)等結(jié)構(gòu)件改善絕緣子串電場(chǎng)分布，減少絕緣閃絡(luò)的發(fā)生。無(wú)論采取何種改善手段，均要求對(duì)絕緣子串電場(chǎng)分布進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)。為了對(duì)絕緣子串在不同環(huán)境溫度、濕度條件下電場(chǎng)分布進(jìn)行精確測(cè)試，必須針對(duì)性設(shè)計(jì)絕緣子串電場(chǎng)分布的檢測(cè)試驗(yàn)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種絕緣子串電場(chǎng)分布檢測(cè)試驗(yàn)裝置，它能模擬不同溫度、濕度條件下的運(yùn)行環(huán)境，根據(jù)檢測(cè)試驗(yàn)裝置對(duì)絕緣子串的分布電壓進(jìn)行測(cè)定，以便研究人員對(duì)該絕緣子串中的絕緣子劣化情況進(jìn)行判斷，同時(shí)可通過(guò)檢測(cè)試驗(yàn)裝置測(cè)試不同設(shè)計(jì)、改進(jìn)后的絕緣子串的電場(chǎng)分布情況，為提高絕緣子耐污閃水平，保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供良好的試驗(yàn)支持。

本實(shí)用新型提出的一種絕緣子串電場(chǎng)分布檢測(cè)試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)裝置是由隔離變壓器、調(diào)壓器、試驗(yàn)變壓器、分壓器、主回路保護(hù)電阻、球隙保護(hù)電阻、保護(hù)球隙、密閉箱體、加濕器、除濕器、加熱器、濕度計(jì)、溫度計(jì)、可調(diào)螺桿、測(cè)量球隙組成。

隔離變壓器用于隔離市電與試驗(yàn)放電電路，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)供給的電源電壓起到過(guò)濾作用，隔離變壓器輸入端接市電電源，輸出端與調(diào)壓器輸入端連接；調(diào)壓器為自耦變壓器，輸入電壓一定時(shí)，調(diào)節(jié)輸出電壓進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，調(diào)壓器輸入端與隔離變壓器輸出端連接，調(diào)壓器輸出端與試驗(yàn)變壓器輸入端連接；試驗(yàn)變壓器用于將輸入電壓升壓，獲得足夠高的輸出電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)試品的擊穿放電，試驗(yàn)變壓器輸入端與調(diào)壓器輸出端連接，試驗(yàn)變壓器的輸出高壓端同時(shí)與主回路保護(hù)電阻的輸入端、分壓器的上端部相連，輸出低壓端與接地點(diǎn)相連；分壓器用于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)變壓器輸出端電壓值，分壓器上端與試驗(yàn)變壓器輸出端相連，分壓器下端部接地；主回路保護(hù)電阻起著限流的作用，確保被測(cè)試的絕緣子串放電時(shí)試驗(yàn)變壓器的短路電流不超過(guò)允許值和高壓繞組的電壓梯度不超過(guò)危險(xiǎn)值，主回路保護(hù)電阻輸入端與試驗(yàn)變壓器輸出端連接，輸出端分別與球隙保護(hù)電阻輸入端和絕緣子串上端部連接；球隙保護(hù)電阻用來(lái)限制球隙放電時(shí)的電流不致灼傷銅球表面，球隙保護(hù)電阻輸入端與主回路保護(hù)電阻輸出端相連接，其輸出端與保護(hù)球隙上端部相連接；保護(hù)球隙用于保護(hù)被測(cè)試的絕緣子串免受過(guò)電壓，保護(hù)球隙上端部與球隙保護(hù)電阻輸出端相連接，其下端與接地點(diǎn)相連。

密閉箱體用于模擬不同溫度、濕度的環(huán)境，被測(cè)試的絕緣子串與測(cè)量表計(jì)均位于密閉箱體內(nèi)；加濕器放置于密閉箱體內(nèi)部，用于給箱體內(nèi)環(huán)境增加濕度；除濕器放置于密閉箱體內(nèi)部，用于給箱體內(nèi)環(huán)境降低濕度；加熱器放置于密閉箱體內(nèi)部，用于給箱體內(nèi)加熱升溫；濕度計(jì)上端處于密閉箱體內(nèi)，用于測(cè)量密閉箱體內(nèi)部的濕度數(shù)值，下端位于箱體外部，用于濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與讀數(shù)。

可調(diào)螺桿用于調(diào)節(jié)測(cè)量球隙間距實(shí)現(xiàn)球隙間放電電壓參數(shù)的調(diào)整，可調(diào)螺桿下端部與測(cè)量球隙的上端小球相連接；測(cè)量球隙用于測(cè)量絕緣子串上單片絕緣子的分布電壓，測(cè)量球隙的上端小球與可調(diào)螺桿相連接，測(cè)量球隙與可調(diào)螺桿組成的回路與待測(cè)試絕緣子串的整體或某片絕緣子并聯(lián)連接，通過(guò)提高試驗(yàn)變壓器的外施電壓直至測(cè)量球隙擊穿，記錄試驗(yàn)變壓器輸出電壓的值。

將測(cè)量球隙與待測(cè)絕緣子串整體并聯(lián)連接，提高外施電壓直至測(cè)量球隙擊穿，此時(shí)可測(cè)得測(cè)量球隙擊穿電壓；將測(cè)量球隙依次與絕緣子串中的待測(cè)絕緣子1,2,…，n并聯(lián)連接，提高外施電壓直至測(cè)量球隙擊穿，此時(shí)可測(cè)得試驗(yàn)變壓器輸出電壓，即絕緣子串上所受的電壓、…；以表示絕緣子上的電壓與絕緣子串總電壓的比值，全部絕緣子電壓分布占比的總和為1，即，則，由此各絕緣子電壓分布比值為。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

（1）模擬試驗(yàn)裝置的放電回路單元采用隔離變壓器，有效隔離市電與試驗(yàn)放電電路，對(duì)電網(wǎng)供給的電源電壓起到過(guò)濾作用，減少外部電源干擾。

（2）箱體為封閉結(jié)構(gòu)，有效減少外部電磁輻射及干擾。建立了在密閉箱體范圍內(nèi)的濕度、溫度可調(diào)節(jié)的測(cè)試環(huán)境。

（3）主回路保護(hù)電阻與保護(hù)球隙，可以有效保護(hù)被測(cè)試的絕緣子串與試驗(yàn)變壓器，延長(zhǎng)試驗(yàn)變壓器的使用壽命。

（4）測(cè)量球隙間距可以靈活調(diào)整，通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿可以將測(cè)量球隙的擊穿電壓進(jìn)行調(diào)整，測(cè)量不同擊測(cè)量球隙穿電壓的測(cè)試下，絕緣子串的電場(chǎng)分布情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

附圖標(biāo)記所對(duì)應(yīng)的名稱為：

111-絕緣子串，1-隔離變壓器，2-調(diào)壓器，3-試驗(yàn)變壓器，4-分壓器，5-主回路保護(hù)電阻，6-球隙保護(hù)電阻，7-保護(hù)球隙，8-密閉箱體，9-加濕器，10-除濕器，11-加熱器，12-濕度計(jì)，13-溫度計(jì)，14-可調(diào)螺桿，15-測(cè)量球隙。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。在此需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施方式的說(shuō)明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。

圖1表示了本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的絕緣子串電場(chǎng)分布檢測(cè)試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)裝置是由隔離變壓器1、調(diào)壓器2、試驗(yàn)變壓器3、分壓器4、主回路保護(hù)電阻5、球隙保護(hù)電阻6、保護(hù)球隙7、密閉箱體8、加濕器9、除濕器10、加熱器11、濕度計(jì)12、溫度計(jì)13、可調(diào)螺桿14、測(cè)量球隙15組成。

隔離變壓器1用于隔離市電與試驗(yàn)放電電路，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)供給的電源電壓起到過(guò)濾作用，隔離變壓器1輸入端接市電電源，輸出端與調(diào)壓器2輸入端連接；調(diào)壓器2為自耦變壓器，輸入電壓一定時(shí)，調(diào)節(jié)輸出電壓進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，調(diào)壓器2輸入端與隔離變壓器1輸出端連接，調(diào)壓器2輸出端與試驗(yàn)變壓器3輸入端連接；試驗(yàn)變壓器3用于將輸入電壓升壓，獲得足夠高的輸出電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)試品的擊穿放電，試驗(yàn)變壓器3輸入端與調(diào)壓器2輸出端連接，試驗(yàn)變壓器3的輸出高壓端同時(shí)與分壓器4的上端部、主回路保護(hù)電阻5的輸入端相連，輸出低壓端與接地點(diǎn)相連。

隔離變壓器1僅需滿足輸入電壓220V，且具有基本的防潮性能與過(guò)流保護(hù)功能，隔離變壓器1可選用SG單相隔離變壓器、DG單相隔離變壓器等，以DG單相屏蔽隔離變壓器（1:1,50kVA）為例，適用于50～60hz的交流電路，無(wú)附加波形失真，具有過(guò)流保護(hù)。調(diào)壓器2一般選用調(diào)壓范圍0-250V的單相調(diào)壓器，可選用TDGC2J-50kVA 單相接觸式自耦調(diào)壓器（0-250V），實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的連續(xù)可調(diào)，利于分壓器4對(duì)放電參數(shù)的精確測(cè)量。試驗(yàn)變壓器3為升壓變壓器，可以選擇YDJ交流型試驗(yàn)變壓器或TDM交直流兩用輕型高壓試驗(yàn)變壓器，以YDJ（Z）-30/150交流型試驗(yàn)變壓器為例，其容量為50kVA，低壓側(cè)參數(shù)380V/132A，高壓側(cè)參數(shù)150kV/0.2A，可滿足試驗(yàn)要求。

分壓器4用于監(jiān)測(cè)試驗(yàn)變壓器3輸出端電壓值，分壓器4上端與試驗(yàn)變壓器3輸出端相連，分壓器4下端部接地；主回路保護(hù)電阻5起著限流的作用，確保被測(cè)試的絕緣子串放電時(shí)試驗(yàn)變壓器3的短路電流不超過(guò)允許值和高壓繞組的電壓梯度不超過(guò)危險(xiǎn)值，主回路保護(hù)電阻5輸入端與試驗(yàn)變壓器3輸出端連接，輸出端分別與球隙保護(hù)電阻6輸入端和絕緣子串上端部連接；球隙保護(hù)電阻6用來(lái)限制球隙放電時(shí)的電流不致灼傷銅球表面，球隙保護(hù)電阻6輸入端與主回路保護(hù)電阻5輸出端相連接，其輸出端與保護(hù)球隙7上端部相連接；保護(hù)球隙7用于保護(hù)被測(cè)試的絕緣子串免受過(guò)電壓，保護(hù)球隙7上端部與球隙保護(hù)電阻輸出端相連接，其下端與接地點(diǎn)相連。

分壓器4一般使用阻容分壓器（交直流分壓器），要求具有高精度，高線性度，高穩(wěn)定度，抗干擾的特點(diǎn)，可選用國(guó)電西高的GDFR -150阻容分壓器，電壓等級(jí)150kV，分壓比10000:1，準(zhǔn)確度 1.0%，可以實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)試驗(yàn)變壓器6輸出高壓端的電壓值。主回路保護(hù)電阻5選用水電阻，電阻值為1MΩ；球隙保護(hù)電阻6選用薄膜電阻，電阻值為500kΩ。保護(hù)球隙7為半徑3cm的銅球組成，銅球間距依據(jù)絕緣子的承受的工頻電壓確定，一般測(cè)試110kV絕緣子串時(shí)銅球間隙設(shè)定為4cm。

密閉箱體8用于模擬不同溫度、濕度的環(huán)境，被測(cè)試的絕緣子串與測(cè)量表計(jì)均位于密閉箱體內(nèi)，密閉箱體8材料選用環(huán)氧樹(shù)脂制成，尺寸為1m×2.5m×1m的長(zhǎng)方體。加濕器9放置于密閉箱體內(nèi)部，用于給箱體內(nèi)環(huán)境增加濕度；除濕器10放置于密閉箱體內(nèi)部，用于給箱體內(nèi)環(huán)境降低濕度；加熱器11放置于密閉箱體內(nèi)部，用于給箱體內(nèi)加熱升溫，加熱器11一般選用大功率（≥1000W）的電加熱管；濕度計(jì)12上端處于密閉箱體內(nèi)，用于測(cè)量密閉箱體內(nèi)部的濕度數(shù)值，下端位于箱體外部，用于濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與讀數(shù)；溫度計(jì)13上端處于密閉箱體內(nèi)，用于測(cè)量密閉箱體內(nèi)部的濕度數(shù)值，下端位于箱體外部，用于溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與讀數(shù)。

可調(diào)螺桿14用于調(diào)節(jié)測(cè)量球隙15的間距實(shí)現(xiàn)球隙間放電電壓參數(shù)的調(diào)整，可調(diào)螺桿14下端部與測(cè)量球隙15的上端小球相連接，可調(diào)螺桿14為半徑0.5cm、長(zhǎng)度4cm鐵質(zhì)螺桿，上面刻有刻度，可通過(guò)螺桿的移動(dòng)改變測(cè)量球隙間的距離，球隙間距離由可調(diào)螺桿14上的刻度計(jì)算得出；測(cè)量球隙15用于測(cè)量絕緣子串上單片絕緣子的分布電壓，測(cè)量球隙的上端小球與可調(diào)螺桿14相連接，測(cè)量球隙15與可調(diào)螺桿14組成的回路與待測(cè)試絕緣子串的整體或某片絕緣子并聯(lián)連接，通過(guò)提高試驗(yàn)變壓器的外施電壓直至測(cè)量球隙擊穿，記錄試驗(yàn)變壓器輸出電壓的值。為提高測(cè)量準(zhǔn)確度，測(cè)量球隙小球的直徑應(yīng)較小，連線也應(yīng)較短，小球的直徑一般取2到4mm，小球間隙一般固定為約2mm，擊穿電壓一般約3kV。