一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置的制作方法

本实用新型涉及绝缘子介质损耗测试技术领域，尤其涉及一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置。

背景技术：

全封闭组合电器(GIS)是电力系统中的重要设备，而盆式绝缘子的可靠运行是GIS正常运行的必要条件。目前GIS盆式绝缘子现场高压介损测试中，还没有相关的方法进行介质损耗试验，用于评价盆式绝缘子的绝缘状态。因此为了解决目前没有应用于GIS全尺寸盆式绝缘子老化试验过程中介损测试以及变电站GIS服役中盆式绝缘子的介损测试的装置。有必要研究一套GIS盆式绝缘子介损测试的系统来进行10kV及以上电压的介损测试。中国实用新型专利《一种高压介损测试方法》(申请号：201010105310申请日：2010.02.04)所公开的一种介损测试方法主要适用于目前220kV电容试品现场高压介损测试工作中现场使用的测试系统，但其无法应用于GIS不同电压等级的全尺寸盆式绝缘子的老化试验和变电站GIS服役的盆式绝缘子的现场介损测试。

因此，现有的测试装置不能针对GIS中不同电压等级的不同尺寸的盆式绝缘子进行介质损耗测试是本领域技术人员需要解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置，用于解决现有的测试装置不能针对GIS中不同电压等级的不同尺寸的盆式绝缘子进行介质损耗测试的技术问题。

本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置，包括高压电桥、高压电源、标准电容和绝缘子测试工装；

所述绝缘子测试工装上安装有待进行介质损耗测试的被测盆式绝缘子；

所述高压电桥、所述高压电源、所述标准电容和所述绝缘子测试工装上的所述被测盆式绝缘子根据高压电桥原理连接；

所述绝缘子测试工装的底部设置有可移动底座、所述可移动底座上设置有玻璃柱形体，所述玻璃柱形体通过玻璃钢螺纹杆连接所述被测盆式绝缘子。

优选地，

所述被测盆式绝缘子的外表面包裹一层金属钢片，所述金属钢片上设置有接线端口；

所述接线端口包括高压线测量端和低压线测量端；

所述低压线测量端连接所述被测盆式绝缘子的金属电极；

所述高压线测量端连接所述被测盆式绝缘子的中心导体。

优选地，所述的高压电桥、所述高压电源、所述标准电容和所述绝缘子测试工装上的所述被测盆式绝缘子根据高压电桥原理连接具体包括：

所述被测盆式绝缘子上的所述高压线测量端通过测量高压线连接所述高压电源；

所述被测盆式绝缘子上的所述低压线测量端通过测量输出线连接所述高压电桥；

所述高压电源和所述高压电桥还通过所述标准电容连接。

优选地，所述测量高压线从里层到外层依次为高压芯线、高压屏蔽层、以及高压外绝缘层。

优选地，该装置还包括多绕组环形变压器；

所述多绕组环形变压器的初级的一端连接被测盆式绝缘子上的所述低压线测量端，另一端连接接地点；

所述多绕组环形变压器的次级的一端连接所述高压电桥，另一端连接所述接地点；

所述多绕组环形变压器上设置有检测绕组，所述检测绕组连接有电压检测器。

优选地，所述绝缘子测试工装的外壳密封，且所述外壳上设置有供测量线材接入的开孔；

所述外壳上还设置有抽气管道，所述抽气管道连接真空泵；

所述外壳的底部四角处设置有四个滑轮。

优选地，所述高压电桥、所述高压电源、所述标准电容和所述绝缘子测试工装的外壳均接地。

优选地，所述外壳具体为不锈钢外壳。

优选地，所述外壳上还设置有采用冷轧薄钢板制作的工装正门；

所述工装正门上设置有透明的玻璃窗，所述工装正门上还设置有温湿度表、真空阀和指针式的真空表；

所述工装正门上还设置有门把手。

优选地，所述工装正门与所述外壳之间设置有采用耐热橡胶材料的正门密封条。

本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置的使用方法，包括：

检测绝缘子测试工装的温湿度，判断绝缘子测试工装的温湿度是否符合预设的阈值范围，若是，则进入下一步；

根据预设的抽真空选择信号对绝缘子测试工装抽真空或不抽真空；

检测高压电桥、高压电源、标准电容和绝缘子测试工装的外壳是否均有效接地；

将高压电桥和高压电源的灵敏度开关回到零位；

开启高压电桥和高压电源对预置的标准试样进行介损测试，得到装置的杂散电容C₁；

根据被测盆式绝缘子的电压等级和尺寸将绝缘子测试工装上的可移动底座移动到与被测盆式绝缘子的尺寸对应的位置，将被测盆式绝缘子安装于绝缘子测试工装上，并连接相应的测试线材；

将绝缘子测试工装设置为标准规定的环境温度湿度条件，并将被测盆式绝缘子静置24小时，使其与周围环境同化，同时保持被测盆式绝缘子表面的清洁度；

测试被测盆式绝缘子的电容值C₂；

用被测盆式绝缘子的电容值C₂减去装置的杂散电容C₁得到被测盆式绝缘子的真实电容值，从而计算获得被测盆式绝缘子的真实介损值。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置，包括高压电桥、高压电源、标准电容和绝缘子测试工装；所述绝缘子测试工装上安装有待进行介质损耗测试的被测盆式绝缘子；所述高压电桥、所述高压电源、所述标准电容和所述绝缘子测试工装上的所述被测盆式绝缘子根据高压电桥原理连接；所述绝缘子测试工装的底部设置有可移动底座、所述可移动底座上设置有玻璃柱形体，所述玻璃柱形体通过玻璃钢螺纹杆连接所述被测盆式绝缘子。本实用新型通过四个可移动的玻璃钢底座，能够与盆式绝缘子上均匀分布的螺纹孔连接，起到支撑盆式绝缘子的重量和固定被测试样的作用，有效的固定了被测试样的杂散电容，且具备可移动底座，因而可满足不同尺寸的盆式绝缘子，应用范围广，解决了现有的测试装置不能针对GIS中不同电压等级的不同尺寸的盆式绝缘子进行介质损耗测试的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置示意图；

图2为本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的原理图；

图3为本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的电桥接线图；

图4为本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的流程示意图；

图5为本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置正门分布图；

其中：1高压电桥；2高压电源；3标准电容；4测量输出线；5测量高压线；6全尺寸绝缘子测试工装；7高压芯线，高压屏蔽和高压外绝缘；8被测盆式绝缘子；9玻璃钢螺纹杆；10金属电极；11可移动支撑件；12真空阀；13真空表；14温湿表；15门把手；16玻璃窗；17滚轮。

具体实施方式

本实用新型提供了一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置，用于解决现有的测试装置不能针对GIS中不同电压等级的不同尺寸的盆式绝缘子进行介质损耗测试的技术问题。

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置的一个实施例，包括高压电桥1、高压电源2、标准电容3和绝缘子测试工装6；

绝缘子测试工装6上安装有待进行介质损耗测试的被测盆式绝缘子8；

高压电桥1、高压电源2、标准电容3和全尺寸绝缘子测试工装6上的被测盆式绝缘子8根据高压电桥1原理连接；

全尺寸绝缘子测试工装6的底部设置有可移动底座11、可移动底座11上设置有玻璃柱形体，玻璃柱形体通过玻璃钢螺纹杆9连接被测盆式绝缘子8。

本实用新型通过四个可移动的玻璃钢底座，能够与盆式绝缘子上均匀分布的螺纹孔连接，起到支撑盆式绝缘子的重量和固定被测试样的作用，有效的固定了被测试样的杂散电容，且具备可移动底座11，因而可满足不同尺寸的盆式绝缘子，应用范围广，解决了现有的测试装置不能针对GIS中不同电压等级的不同尺寸的盆式绝缘子进行介质损耗测试的技术问题。

进一步地，

被测盆式绝缘子8的外表面包裹一层金属钢片，金属钢片上设置有接线端口；

接线端口包括高压线测量端和低压线测量端；

低压线测量端连接被测盆式绝缘子8的金属电极10；

高压线测量端连接被测盆式绝缘子8的中心导体。

进一步地，高压电桥1、高压电源2、标准电容3和全尺寸绝缘子测试工装6上的被测盆式绝缘子8根据高压电桥1原理连接具体包括：

被测盆式绝缘子8上的高压线测量端通过测量高压线5连接高压电源2；

被测盆式绝缘子8上的低压线测量端通过测量输出线4连接高压电桥1；

高压电源2和高压电桥1还通过标准电容3连接。

进一步地，还包括多绕组环形变压器；

多绕组环形变压器的初级的一端连接被测盆式绝缘子8上的低压线测量端，另一端连接接地点；

多绕组环形变压器的次级的一端连接高压电桥1，另一端连接接地点；次级与高压电桥1之间的连线可以是绞合线。

多绕组环形变压器上设置有检测绕组，检测绕组连接有电压检测器。

进一步地，测量高压线5从里层到外层依次为高压芯线、高压屏蔽层、以及高压外绝缘层7。这种线可以是绞合线。图1中高压芯线、高压屏蔽层、以及高压外绝缘层的组合为标记7所表示的内容，图中7处圆框内为表示内部结构的局部透视，实际上的测量高压线完好且内层线材不裸露。

进一步地，全尺寸绝缘子测试工装6的外壳密封，且外壳上设置有供测量线材接入的开孔；

外壳上还设置有抽气管道，抽气管道连接真空泵；

外壳的底部四角处设置有四个滚轮17。

绝缘子测试工装6的外壳气密性很好，尽管开有开孔，但是开孔处都有良好的密封处理，要么涂上密封胶，要么封上密封条。

进一步地，高压电桥1、高压电源2、标准电容3和全尺寸绝缘子测试工装6的外壳均接地。

进一步地，外壳具体为不锈钢外壳。

进一步地，外壳上还设置有采用冷轧薄钢板制作的工装正门；

工装正门上设置有透明的玻璃窗16，工装正门上还设置有温湿度表、真空阀12和指针式的真空表13；

工装正门上还设置有门把手15。

进一步地，工装正门与外壳之间设置有采用耐热橡胶材料的正门密封条。

下面结合图1对本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置进行详细的说明：

一种GIS盆式绝缘子的介质损耗测试装置：适用于GIS盆式绝缘子老化试验中和变电站GIS服役中的绝缘子的介质损耗的现场测试。包括试验电源，标准电容3器，高压电桥1，以及控制被测盆式绝缘子8环境条件的全尺寸绝缘子测试工装6，用于固定环境的杂散电容；全尺寸绝缘子测试工装6底部放置四个可移动的底座；底座上可固定玻璃钢柱形体；玻璃钢柱形体可用于支撑被测盆式绝缘子8；盆式绝缘子外围紧密包裹一层金属钢片，金属钢片上有接测量线的端口；全尺寸绝缘子测试工装6上侧和右侧金属面，均有开孔，供高压线和测量线接入；

全尺寸绝缘子测试工装6正门，中间为透明的玻璃窗16，可从外部观测试验情况；全尺寸绝缘子测试工装6正门左边分布有指针式的真空表13和真空阀12；全尺寸绝缘子测试工装6背面，有抽气管道可连接真空泵，可进行抽真空；全尺寸绝缘子测试工装6的正门右边有温湿度表，保证温度可实时监测。全尺寸绝缘子测试工装6的材料为不锈钢材料。全尺寸绝缘子测试工装6为气密性的。全尺寸绝缘子测试工装6正门密封条采用耐热橡胶材料。全尺寸绝缘子测试工装6正门采用优质冷轧薄钢板制作，表面喷塑。

全尺寸绝缘子测试工装6体底部四角处分布有四个滚轮17，方便全尺寸绝缘子测试工装6的移动。

全尺寸绝缘子测试工装6外壳、标准电容3、高压电桥1，高压电源2均进行接地，有效实现固定盆式绝缘子杂散电容的效果。

高压连接被测盆式绝缘子8中心导体。

高压线包括高压芯线，高压屏蔽，以及包裹高压线外绝缘。

低压测试端连接被测盆式绝缘子8和高压电桥1。

标准无损电容的输出端接入高压电桥1。

如图1所示，本实用新型的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试系统的连接，包括标准电容3一端连接高压电源2一端连接高压电桥1，被测盆式绝缘子8一端连接高压电桥1一端连接高压电源2；测量输出线4和测量高压线5分别连接被测盆式绝缘子8的两端，另外高压电源2，高压电桥1及标准电容3均要有效接地。全尺寸绝缘子测试工装6的内部结构包括固定玻璃钢支柱的四个可移动的玻璃钢底座，能够与盆式绝缘子上均匀分布的螺纹孔连接，起到支撑盆式绝缘子的重量和固定被测试样的作用，有效的固定了被测试样的杂散电容。此外，图1中高压电桥1的五个接口依次为接地端、CxI端、CxP端、Cs端、接地端，CxI端连接多绕组环形变压器的次级，CxP端连接被测盆式绝缘子8的低压线测量端，Cs端连接标准电容3，图1中变压器的n1为初级，n2为次级。

下面结合图2对本实用新型的原理进行说明：

本实用新型实施例中，一种GIS盆式绝缘子的介质损耗的测试原理，主要采用电流比较仪的原理，使它在测量上具有较高的比率精度和稳定性，是一般西林电桥不能达到的。

如图2所示，是电流比较仪式电桥原理图，它是一只多绕组的环形变压器。取自于同一电源来的I₁、I₂分别Nx和Ns绕组，在铁芯内相应的将产生磁通，当二个绕组的安匝数相等且方向相反时，在铁芯内的总磁通为零，此时在检测绕组ND无感应电势，一个高灵敏度的检测器检测这一感应电势，感应电势为零，检测器表头指零。

电压高于100V时，通常测量电容及tgδ是使用经典的高压西林电桥。它容量的测量准确度基本上与低压部分的两个电阻之比的准确度有关，而“tgδ”测量的准确度与二个电阻的时间常数有关，若在西林电桥上要使小容量的标准电容与一只大容量的电容器相比较就必须要有一个大的电阻比，这二个电阻之间要继续保持时间常数相等是相当困难的。

电流比较仪电容电桥用匝数比来代替电阻比，它有一个相当稳定的10^-5数量级的准确度，在比率高达1000：1时仍能保持这一准确度。

测量大电容时，电容器的阻抗很小，因此接线阻抗不能忽略。标准电容器的接线阻抗低于标准电容器阻抗的1×10^-7，电流比较仪绕组的内部阻抗则为标准电容器阻抗的百万分之几。为了能在测量大容量时，保证测量精度，引线阻抗必须补偿。其接法如图3所示，图3中Cs为标准电容3，Cx为被测盆式绝缘子8的等效电容。被测电容电流端接电流互感器(多绕组环形变压器)初级，另一端接大地，CT次级接到电桥的CxI插座及地端钮，为了减小互感的影响可采用绞合线或同轴线，被测电容的高压电位端接于标准电容器的高压端，低压端接到电桥的Cxp插座，注意外接CT初、次级必须是同相端引入，否则电桥不能平衡。

如图4所示，本实用新型的测试流程通过对被测试样和标准电容3施加电压，此电桥可与各类高压标准电容3器配合组成高压电容电桥，可直接显示被测试样的电容量及损耗角正切值tgδ，达到测试目的。

如图5所示，为全尺寸绝缘子测试工装6正门的分布图，左侧为指针式真空表13，可以简单直观的看出此时工装内的真空度，真空阀12打开时，将真空泵连接箱后的真空管就可以进行抽真空，操作简单；右边为温湿表14可以对箱体内温度湿度进行监测和显示，中间为玻璃窗16，在全尺寸绝缘子测试工装6门关上之后，仍能观察测试情况，简洁美观。

以下将对本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置的使用方法进行详细的描述。

本实用新型提供的一种GIS盆式绝缘子介质损耗测试的装置的使用方法，包括：

检测绝缘子测试工装的温湿度，判断绝缘子测试工装的温湿度是否符合预设的阈值范围，若是，则进入下一步；

根据预设的抽真空选择信号对绝缘子测试工装抽真空或不抽真空；

检测高压电桥、高压电源、标准电容和绝缘子测试工装的外壳是否均有效接地；

将高压电桥和高压电源的灵敏度开关回到零位；

开启高压电桥和高压电源对预置的标准试样进行介损测试，得到装置的杂散电容C₁；

根据被测盆式绝缘子的电压等级和尺寸将绝缘子测试工装上的可移动底座移动到与被测盆式绝缘子的尺寸对应的位置，将被测盆式绝缘子安装于绝缘子测试工装上，并连接相应的测试线材；

将绝缘子测试工装设置为标准规定的环境温度湿度条件，并将被测盆式绝缘子静置24小时，使其与周围环境同化，同时保持被测盆式绝缘子表面的清洁度；

测试被测盆式绝缘子的电容值C₂；

用被测盆式绝缘子的电容值C₂减去装置的杂散电容C₁得到被测盆式绝缘子的真实电容值，从而计算获得被测盆式绝缘子的真实介损值。

需要注意一下情况：

(1)在测试之前，首先对被测试样在标准规定的环境温度湿度条件下同化24h，其次保证被测试样表面的清洁度。

(2)使用全尺寸绝缘子测试工装配置的温湿表对箱体内的温度和湿度进行监测，如果湿度过高，则需要使用鼓风干燥机对箱体内进行鼓风干燥。

(3)如果需要在真空环境下进行测试，需提前准备抽真空。

(4)高压线以及测量端连接金属导体时，需要检查是否连接紧固。

(5)试验开始时，要检查高压电源，标准电容，高压电桥，以及全尺寸绝缘子测试工装外壳是否有效接地。

(6)施加高压时，注意安全防范。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。