本发明涉及变压器测试领域，尤其涉及一种气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统。
背景技术：
气体绝缘设备具备不易燃不易爆、布局灵活、占地少、维护量小等优点，气体绝缘设备在城市电网发展前景广阔，成为一些敏感地区的重要技术装备，特别是sf6气体绝缘设备如gis、gil、sf6气体绝缘变压器(git)等逐步成为电网主流设备，一些机构也在开展新型环保型绝缘气体的研究和应用。但随着气体绝缘设备的推广和应用，运行中气体绝缘设备的运维也逐步暴露出了一些问题。目前，气体绝缘设备的高、中压侧多为封闭式电缆出线或gil出线，由于导电回路和绝缘材料是在密闭的绝缘气体中，在做例行测试时需要对设备进行充放气，与传统电力设备的预防性测试大为不同。在其投运后，一般情况下例行测试只开展绕组连同套管、铁芯及夹件的绝缘电阻、气体湿度及组分测试，难以实现对其状态的有效技术监督。由于绝缘介质和散热方面的差异，传统油绝缘设备在线状态监测技术无法在气体绝缘设备上进行直接应用，尤其是针对气体绝缘设备内部在线监测传感器材料(包含其封装及通讯材料)在高气压甚至高温环境下，其材料同绝缘气体及绝缘气体放电过热等分解产物的相容性问题尚属研究空白，所谓相容性，即在上述环境下，二者不会互相影响。所谓不会互相影响，即传感器材料不会被绝缘气体及绝缘气体放电过热等分解产物所腐蚀导致性能及寿命下降，甚至失效，绝缘气体不会因传感器材料或传感器同绝缘气体及绝缘气体放电过热等分解产物发生物理化学反应散逸出的物质影响其绝缘性能。所谓绝缘性能包含抗沿面放电和空间电离性能。其中传感器材料除已知gis内部已有材料如不锈钢、铜、铂等外，通常还有半导体、陶瓷、光纤等，因此选择内置式传感器相容性较好的材料对气体绝缘设备尤为重要。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统，弥补了气体绝缘电气设备内部状态监测装置对变压器运行的可靠性无法确定的不足。
为了解决上述技术问题，本发明提供气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统，其可包括：
储气罐，用于建立所述气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试的内部环境；
放电单元，部分安装于所述储气罐内，用于模拟所述气体绝缘电气设备内部存在的不同类型的放电行为；
加热单元，对所述储气罐进行加热，以使所述储气罐内的温度达到所述气体绝缘电气设备在各种运行环境下的温度；
注气口，位于所述储气罐体上，用于将绝缘气体注入所述储气罐内；
取气口，位于所述储气罐体上；
传感器安装平台，安装在所述储气罐内部，用于安装被测传感器；
其中，所述取气口还并与外部绝缘气体测试装置相连，用于在所述加热单元使所述储气罐内的温度达到所述气体绝缘电气设备在每一运行环境下的温度，且所述传感器安装平台安装有传感器时，抽取所述储气罐内的绝缘气体给所述外部绝缘气体测试装置进行性能测试；
其中，所述传感器安装平台还建立所述传感器与外部监测单元的连接，以便在所述加热单元使所述储气罐内的温度达到所述气体绝缘电气设备在每一运行环境下的温度，且所述传感器安装平台安装有传感器时，通过所述外部监测单元监测所述传感器的性能。
在可选的实施例中，本发明的所述的气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统还包括：
真空泵，与所述储气罐相连，用于在所述注气口将所述绝缘气体注入所述储气罐之前，对所述的储气罐进行抽真空操作。
在可选的实施例中，本发明的所述的气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统还包括：
气压表，与所述储气罐相连，用于对所述的储气罐内部的所述绝缘气体的压力进行实时测量监控。
在可选的实施例中，所述储气罐为可从中部拆解为两段。
在可选的实施例中，所述储气罐的所述两段可通过对接法兰连为一体形成密封的空间。
在可选的实施例中，所述储气罐中间部位外表面设波形管，防止所述储气罐因热胀冷缩而变形。
在可选的实施例中，所述放电单元包括：
位于所述储气罐内部的放电装置和位于所述储气罐外部的升压电源回路，其中所述升压电源回路用于对所述放电装置进行不同类型电压的施加以使所述放电单元模拟相应的放电行为。
在可选的实施例中，所述放电装置和所述升压电源回路之间连接一开关。
在可选的实施例中，所述加热单元包含加热电阻和升流电源回路，其中所述加热电阻在所述升流电源回路的控制下实现加热。
在可选的实施例中，所述加热电阻和所述升流电源回路之间连接一开关。
在可选的实施例中，所述传感器安装平台包含传感器安装基座及光纤接口板，所述传感器安装基座置于所述储气罐内部用于安装所述被测传感器，所述光纤接口板通过光纤连接所述外部监测单元。
在可选的实施例中，所述传感器安装基座为独立的基板或者开口法兰。
在可选的实施例中，所述储气罐的罐壁上还设有温度测量装置，用于测量和监控所述储气罐内部的所述绝缘气体的温度。
在可选的实施例中，所述储气罐内壁、所述注气口内壁、所述取气口内壁、所述传感器安装基座以及与所述绝缘气体接触的部位，均涂敷四氟乙烯。
在可选的实施例中，所述不同类型的放电行为包括绝缘气体间隙放电、绝缘纸沿面放电及绝缘材料放电三种放电行为中至少一种。
在可选的实施例中，所述各种运行环境包括所述气体绝缘电气设备处于正常运行状态、所述气体绝缘电气设备老化后的运行状态、所述气体绝缘电气设备达到高温过热温度时的运行状态。
在可选的实施例中，所述绝缘气体包括六氟化硫气体或六氟化硫混合气体中任一种。。
本发明实施例的有益效果在于：
本发明采用气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统，可验证内置式传感器对气体绝缘设备可靠性的影响，一方面可为气体绝缘设备选择安装可靠的内置式传感器，进而在气体绝缘设备内部故障发生的早期，及早发现缺陷进而及时处理，避免气体绝缘设备内部发生故障，导致发生电网事故。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统的一个实施例的构造示意图。
图2是应用本发明的气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统的一个实施例测试方法的流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
本发明提供一种气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统，其一个实施例的结构可如图1所示，包括：
储气罐1，作为举例，本实施例中储气罐1选用不锈钢储气罐，且该储气罐1能够承受内部绝缘气体受热带来的压力；本发明的储气罐1模拟电网系统中的气体绝缘设备(例如，gis、gil、git等气体绝缘电气设备(git))的内部环境。作为举例，该储气罐1为两段拼接而成。两段储气罐1通过拼接端口的对接法兰11进行拼接和拆解。且在可选的实施例中，可在两对接法兰11之间增垫耐高温密封橡胶垫圈12，使储气罐1拼接后形成一个密封空间。
放电单元2，用于模拟所述气体绝缘电气设备内部存在的不同类型的放电行为。作为举例，所述不同类型的放电行为包括绝缘气体间隙放电、绝缘纸沿面放电及绝缘材料放电三种放电行为中至少一种。但本发明的实施例不限于此处列举的三种放电行为。进一步，放电单元2可包括放电装置21、升压电源回路22以及开关23。其中，放电装置21安装于储气罐1内部，其通过电线与储气罐1外部的升压电源回路22相连，开关23连接在放电装置21和升压电源回路22之间用于控制放电装置21和升压电源回路22的电路的通断。在其他实施例中，放电单元2可不包括开关23。此外，在其他实施例中，放电单元2可由其他可模拟多种不同的放电行为的子电路构成。总之，在本发明中，该放电单元2用于模拟电网系统中的气体绝缘设备(例如，gis、gil、git等)的内的各种不同的放电行为。
加热单元3，对所述储气罐1进行加热，以使所述储气罐1内的温度达到所述气体绝缘电气设备在各种运行环境下的温度。作为举例，所述各种运行环境包括但不限于：所述气体绝缘电气设备处于正常运行状态、所述气体绝缘电气设备老化后的运行状态、所述气体绝缘电气设备达到高温过热温度时的运行状态。进一步，在本实施例中，加热单元3可包括加热装置(例如，加热电阻)31、升流电源回路32及开关33。其中，加热装置31安装于储气罐1的内部，其通过电线与储气罐1外部的升流电源回路32连接，开关33连接在加热装置31和升流电源回路32之间用于控制加热装置31和升流电源回路32的电路的通断。在其他实施例中，加热单元3可不包括开关33。此外，在其他实施例中，加热单元3可由其他可实现加热功能的子电路构成。总之，在本发明中，该加热单元3用于模拟电网系统中的气体绝缘设备(例如，gis、gil、git)的内的各种温度场景。
此外，为配合加热单元3，本实施例的系统在所述储气罐1的罐壁上还设有温度测量装置34，用于测量和监控所述储气罐1内部的所述绝缘气体的温度。作为举例，温度测量装置34可为铂电阻温度测量装置。
注气口15，位于所述储气罐体上(例如，图1为顶部)，用于将绝缘气体注入所述储气罐1内；具体实现中，气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统外接充气装置90，充气装置90可通过该注气口15对储气罐1注入绝缘气体，例如，sf6气体或者sf6混合气体。在可选的实施例中，注气口15连接有用于对其进行控制的气阀16。
取气口17，位于所述储气罐体上，用于抽取所述储气罐内的绝缘气体。此外，在可选的实施例中，气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统还可包括真空泵4与所述储气罐相连，用于在所述注气口15将所述绝缘气体注入所述储气罐1之前，通过所述取气口17对所述的储气罐1进行抽真空操作。可选的，在储气罐1顶部设置取气口17，且取气口17连接气阀18。
传感器安装平台5，安装在所述储气罐1内部，用于安装测试用的传感器7。作为举例，本实施例中，在进行测试时，本实施例可选用sf6气体绝缘变压器内部需配置的传感器。进一步，所述传感器安装平台5还建立所述传感器7与外部监测单元6的连接，以便在所述加热单元3使所述储气罐1内的温度达到所述气体绝缘变压器在每一运行环境下的温度，且所述传感器安装平台5安装有传感器7时，通过所述外部监测单元6监测所述传感器7的性能。作为举例，传感器安装平台5包括传感器安装基座51及光纤接口板52，所述传感器安装基座51为不锈钢材料，置于储气罐1内部，用于安装被测传感器7，与罐外的光纤接口板52连接；光纤接口板52通过光纤连接外部监测单元6。本实施例中，传感器安装基座51为独立的基板结构安装在储气罐1底部内壁上，在其他可选的实施例中，传感器安装基座51也可为开口法兰，直接在开口法兰上安装被测传感器7。
此外，所述取气口17还与外部绝缘气体测试装置(未图示)相连，用于在所述加热单元3使所述储气罐1内的温度达到所述气体绝缘变压器在每一运行环境下的温度，且所述传感器安装平台5安装有传感器7时，抽取所述储气罐1内的绝缘气体给所述外部绝缘气体测试装置进行性能测试。
此外，可选的，在储气罐1顶部安装一个气压表13，用于监测储气罐1内部的压力大小，在储气罐1顶部还安装有一个压力控制阀14，该压力控制阀14用于调节储气罐1测试时的内部压力，测试时可根据气压表13的读数调节压力控制阀14从而调整储气罐1内部的气压达到测试需求条件。
此外，可选的，在储气罐1的中间部分外表面设有波形管19，用以防止储气罐1在测试中因热胀冷缩而发生变形。
此外，可选的，储气罐1还设置有接地装置10。
此外，为了防止绝缘气体的吸附及影响测试中罐内的化学反应，在储气罐1的内壁、注气口15内壁、取气口17内壁、压力控制阀14、传感器安装基座51以及罐内外能与sf6绝缘气体接触的部位，均可涂敷四氟乙烯材料。本实施例中所使用到的四氟乙烯材料仅为举例，在其他可选实施例中，此防护材料可选为其他材料，用于防止绝缘气体的吸附及影响测试的化学反应。
图2是应用本发明的气体绝缘电气设备内传感器环境相容性测试系统的一个实施例测试方法的流程示意图。如图2所示，该方法可包括：
步骤s1：将被测传感器7安装在传感器安装平台51上，并通过光纤将传感器7的性能参数引出至监测单元6。
步骤s2：确定放电单元的放电行为，并在所述放电行为下测试向所述；
步骤2-1:首先选择绝缘气体间隙放电模型；
步骤2-2:对接两段储气罐1并密封，使用真气泵4通过取气口17对所述储气罐1进行抽真空动作；
步骤2-3:使用外接的充气装置90通过注气口15注入sf6绝缘气体，并关闭所有气阀；
步骤2-4:接通加热单元3的升流电源回路32，通过加热装置31对储气罐1进行加热，通过铂电阻温度测试装置34监测罐内的温度，当加热到sf6气体绝缘变压器正常运行温度后保持恒定；
步骤2-5：接通放电单元2的升压电源回路22，直到放电装置21放电后，保持电压恒定；
步骤2-6：通过外接监测单元6监测传感器7的工况，并在2小时内每15分钟通过取气口17进行一次取气，并将气体样本做性能检测；
步骤2-7:测试过程中，若发现传感器7工况异常或者取样气体检测结果超出预设的数值范围，则停止测试，验证结果为此传感器7与当前的环境(即sf6气体绝缘变压器正常运行环境)不相容；
步骤2-8:进行到预定的测试时间,若未发现传感器7工况异常且取样气体检测结果在预设的数值范围内；则重复步骤2中2-4至2-7的动作10次，若均未发现异常则验证此传感器7与当前的测试环境(即sf6气体绝缘变压器正常运行环境)相容，可进入下一步的测试。当然在其他可选实施例中，重复步骤2中2-4至2-7的动作的次数可根据实际实验需求进行调整。
步骤3：在上述的此种模型下进行加速老化测试；
步骤3-1:保持放电装置22持续绝缘气体间隙放电；
步骤3-2:通过加热单元3提高储气罐1罐内的温度，超过气体绝缘变压器正常运行温度，对传感器7进行加速老化，在其他可选实施例中，超过正常运行温度的数值根据实际实验需求既定；
步骤3-3：重复步骤2中的2-6至2-8；若均未发现异常则验证此传感器7在绝缘气体间隙放电模型下与环境相容，可进入下一步的测试。
步骤4：断开加热单元3的开关33和放电单元2的开关23,回收储气罐1内的测试气体，解体储气罐1为两段。
步骤s5：切换第二种放电模型进行测试，本实施例选用绝缘纸沿面放电模型；重复步骤2-步骤4；若均未发现异常则验证此传感器7在绝缘纸沿面放电模型下与环境相容，可进入下一步的测试。
步骤6：切换第三种放电模型进行测试，本实施例选用绝缘材料放电模型；重复步骤2-步骤4；若均未发现异常则验证此传感器在绝缘材料放电模型下与环境相容，可进入下一步的测试。
步骤7：继续切换放电模型重复步骤s2-步骤s4；直至切换到最后一种放电模型进行测试；本实施例仅优选了三种放电模型进行测试，当然在其他可选实施例中，放电模型的种数和放电模型的测试先后顺序均可以按照实际实验需求进行调整。若均未发现异常则验证此传感器7在以上所有的放电模型下与环境相容，可进入下一步的测试。
步骤8：进行高温过热测试；
步骤8-1:对接两段储气罐1并密封，使用真气泵4对所述储气罐1进行抽真空动作；
步骤8-2:使用外接充气装置90通过注气口15注入sf6绝缘气体，关闭所有气阀；
步骤8-3:接通加热单元3的升流电源回路32，通过加热装置31对所述储气罐1进行加热，通过铂电阻温度测试装置34监测罐内的温度，当加热到超过sf6气体绝缘变压器正常运行温度一定数值后保持恒定，该数值根据测试实际需求而定；
步骤8-4：通过外接监测单元6监测传感器7的工况，并在2小时内每15分钟通过取气口17进行一次取气，并将气体样本做性能检测；
步骤8-5:测试过程中，若发现传感器7工况异常或者取样气体检测结果超出预设的数值范围，则停止测试，验证结果为此传感器7与高温过热环境不相容，即此传感器7与sf6气体绝缘变压器工作环境不相容；
步骤8-6:进行到预定的测试时间,若未发现传感器7工况异常且取样气体检测结果在预设的数值范围内；验证此传感器与当前高温过热环境相容，可进入下一步的测试。
步骤9：进行加热装置31上包裹气变用绝缘纸的高温过热测试；
步骤9-1:将加热装置表面包裹上气变用绝缘纸31；
步骤9-2:重复步骤8的全部步骤；若未发现传感器7工况异常且取样气体检测结果在预设的数值范围内；验证此传感器与当前高温过热环境相容，可进入下一步的测试。
步骤10:切换注入的绝缘气体为含有一定比例水分的sf6绝缘气体；重复步骤2-步骤9，若未发现传感器7工况异常且取样气体检测结果在预设的数值范围内；验证此传感器7与以上所有的测试环境相容，可进入下一步的测试。
步骤11:切换注入的绝缘气体为混有sf6绝缘气体典型分解产物的sf6绝缘气体；重复步骤2-步骤9，若未发现传感器7工况异常且取样气体检测结果在预设的数值范围内；验证此传感器7与以上所有的测试环境相容。
步骤12：以上步骤都执行完后，均未发现传感器7工况异常且取样气体检测结果在预设的数值范围内；该相容性测试测试证明该种被测传感器7与sf6气体绝缘变压器的环境相容性非常好。
步骤s13：更换为其他的被测传感器，重复以上步骤1-步骤12，对其他的被测传感器进行环境相容性测试，可得到其他传感器与sf6气体绝缘变压器的环境的相容性结论。
当然在其他可选实施例中，该传感器与sf6气体绝缘变压器环境相容性测试的方法还可以用于测试传感器与其他气体绝缘电气设备环境相容性。在此不再进行赘述。
通过上述说明可知，本发明的有益效果在于：
本发明采用传感器材料与绝缘气体相容性测试系统及测试方法，可验证内置式传感器对气体绝缘设备可靠性的影响，可为气体绝缘设备选择安装可靠的内置式传感器，进而在气体绝缘设备内部故障发生的早期，及早发现缺陷进而及时处理，避免气体绝缘设备内部发生故障，导致发生电网事故。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。