一种盆式绝缘子的自由金属微粒缺陷模拟实验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能变电站内气体绝缘组合电器设备状态监测与故障诊断研究与应用技术领域，特别涉及一种盆式绝缘子的自由金属微粒缺陷模拟实验装置。
【背景技术】
[0002]我国能源中心与经济中心呈逆向分布，对大容量高性能的输电、配电设备的渴求越来越大。基于此，对气体绝缘组合电器(GAS INSULATED SffITCHGEAR, GIS)而言，即是制造质量要求最高、也是瓶颈问题最多的设备之一；其中的盆式绝缘子作为气体绝缘组合电器中的关键部件，其健康状态直接影响设备绝缘性能及可靠性，具体应用现况如下:
[0003]一方面，通过电网企业对气体绝缘金属全封闭组合电器的可靠性统计结果分析，发现由盆式绝缘子表面自由金属微粒会产生局部放电，并导致设备本体内部六氟化硫气体的绝缘性能下降、固体介质盆式绝缘子)沿面放电及闪络、甚至击穿等缺陷，而随着气体绝缘组合电器设备规模的日益增大、设备供应商技术水平的参差不齐，导致在设备生产、运输、组装及检修过程中产生自由金属微粒的概率增大，进而频繁引起设备故障，影响供电可靠性；另一方面，自由金属微粒产生的局部放电，会伴生300MHz?3000MHz的特高频电磁波脉冲信号，并可盆式绝缘子缝隙处由内而外衍射。电网企业监测预警中心的技术人员通过基于特高频技术的带电/在线检测方法识别气体绝缘组合电器设备内部的放电信号，诊断设备内部绝缘劣化程度；并进一步判断设备本体中是否存在盆式绝缘子击穿或六氟化硫气体击穿等故障。
[0004]鉴于此，迫切需要一种能够模拟盆式绝缘子表面自由金属微粒缺陷的装置，用以分析其产生放电的演变过程，总结、提出提升盆式绝缘子针对性检测方法，并指导气体绝缘组合电器的生产安装及运行维护，藉此测试过程还可提高相关运维人员的操作水平，积累诊断经验，更好地识别设备的潜伏性放电现象。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型针对传统技术的局限，研发了一种盆式绝缘子的自由金属微粒缺陷模拟实验装置，能够模拟盆式绝缘子上的金属颗粒造成放电的状况，并进行测试，该技术有助于拓展表征局部放电脉冲源差异性的技术手段，提升气体绝缘组合电器的制造及安装工艺、提升技术人员的技术水平，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]—种盆式绝缘子的自由金属微粒缺陷模拟实验装置，其特征在于:包括GIS壳体和缺陷测试电路，以及由GIS壳体构成的密封腔室，所述密封腔室内设置有上盆式绝缘子、下盆式绝缘子和中心导体，所述上盆式绝缘子和下盆式绝缘子水平均衡地设置在密封腔室内，且分别至密封腔室内顶部和底部的距离相同，所述中心导体由上而下先后垂直贯穿上盆式绝缘子、下盆式绝缘子的中心，所述缺陷测试电路包括特高频传感器、采集器、滤波器和高速示波器，所述特高频传感器通过光纤电缆依次与采集器、滤波器和高速示波器连接，所述特高频传感器包括右特高频传感器和左特高频传感器，且分别设置于被下盆式绝缘子和上盆式绝缘子所贯穿处的GIS壳体外部。
[0007]进一步的，所述右特高频传感器和左特高频传感器分别紧贴布置在GIS外壳被下盆式绝缘子、上盆式绝缘子所横向贯穿处的浇注口外侧。
[0008]具体的，所述上盆式绝缘子和下盆式绝缘子采用环氧树脂浇注制成的单相单筒结构，其浇注口呈圆角矩形，长为40mm，宽为20mm;其中，上盆式绝缘子和下盆式绝缘子的厚度为55mm，外圈直径为920mm,所述GIS壳体的腔体壁厚为16mm，中心导体直径为86mm。
[0009]作为本实用新型进一步的，所述上盆式绝缘子和下盆式绝缘子的表面固定或不固定地设置有金属自由微粒，所述金属自由微粒采用直径为0.2mm?1.5mm的招金属微粒构成。
[0010]作为本实用新型进一步的，所述上盆式绝缘子和下盆式绝缘子水平均衡设置于GIS壳体中央区域，且边缘均设置有不少于十颗用于固定的金属螺栓及螺孔，并与GIS壳体固定支撑连接。
[0011]具体的，所述上盆式绝缘子和下盆式绝缘子与中心导体贯穿中部的周围形成凸台，所述凸台呈36°的平缓倾斜角，所述下盆式绝缘子表面不带气孔，使上下部气体隔断，所述上盆式绝缘子表面带气孔，使上下部气体连通。
[0012]具体的，所述特高频传感器采用双擎阿基米德平面螺旋天线，所述滤波器为腔体封装式的SRP系列滤波器，所述高速示波器采用四通道便携式示波器
[0013]综上所述，本实用新型具有以下优点:
[0014]第一，本实用新型采用模块化设计，配置灵活，且成本低廉，适于推广应用，同时采用了无损检测技术，破坏性低，可在工业产品质量控制中得到深入应用。
[0015]第二，该实验装置采用非侵入的检测方式，各需操作的测试元件均装置安装于模拟设备体外，在不改变设备原有结构及运行方式的情况下实现一次回路与二次回路隔离，故不危及监测预警中心测试人员的人身安全。
[0016]第三，本实用新型的模拟装置攻克了准确辨识放电类型、评估放电严重程度等传统难题，测试电路积累的先验数据可促进完善确定放电位置的多层前馈神经网络。
[0017]第四，本实用新型还能够有效还原盆式绝缘子的表面固定金属颗粒沿面局部放电发展过程，包括呈现出电晕放电、电晕和沿面流注放电共存、沿面流注放电三个主要阶段，利于提高技术人员的故障诊断水平，更有利于标定通用局部放电脉冲源的特征参量，并为研发并测试验证的标定信号源奠定基础。
【附图说明】
[0018]为了更清楚地说明本实用新型实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1是本实用新型是一种盆式绝缘子的自由金属微粒缺陷模拟实验装置的原理图。
[0020]附图中，1-金属螺栓或螺孔，2-GIS壳体，3-中心导体，41-右特高频传感器，42-左特高频传感器，5-采集器，6-滤波器，7-高速示波器，8-金属自由微粒，11-上盆式绝缘子，12-下盆式绝缘子，20-密封腔室。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面将结合本实用新型实例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]如图1所示，一种盆式绝缘子的自由金属微粒缺陷模拟实验装置，包括GIS壳体I和缺陷测试电路，以及由GIS壳体I构成的密封腔室20，所述密封腔室20内设置有上盆式绝缘子11、下盆式绝缘子12和中心导体3，所述上盆式绝缘子11和下盆式绝缘子12水平均衡地设置在密封腔室20内，且分别至密封腔室20内顶部和底部的距离相同，所构成密封腔室的压力范围在0.40?0.7MPa，所述中心导体3由上而下先后垂直贯穿上盆式绝缘子
11、下盆式绝缘子12的中心。在本实用新型中，所述上盆式绝缘子11和下盆式绝缘子12的表面固定或不固定地设置有金属自由微粒8，放置的具体位置、数量、形状可根据实验需要调整，金属自由微粒8形状为规则或不规则微粒，必要时可在粘贴后固定至盆式绝缘子表面，当然，其材质亦可由图钉、螺杆替代，所述金属自由微粒8采用直径为0.2mm?1.5mm的铝金属微粒构成。
[0023]在本实用新型中，所述上盆式绝缘子11和下盆式绝缘子12水平均衡设置于GIS壳体2中央区域，且边缘均设置有不少于十颗用于固定的金属螺栓及螺孔1，并与GIS壳体2固定支撑连接；所述上盆式绝缘子11和下盆式绝缘子12与中心导体3贯穿中部的周围形成凸台，所述凸台呈36°的平缓倾斜角，所述盆式绝缘子单面上凸，凸起部分与中心导体呈36°倾斜角，以此在盆式绝缘子两面形成起均匀的圆弧、凹槽，使之具备应有强度要求，并完善表面电场强度分布，使之沿面绝缘距离充足，保证中心导体3对周边存有足够沿面绝缘裕度；