一种环网柜缺陷模型模拟装置的制作方法

本实用新型涉及局部放电试验领域，尤其涉及一种环网柜缺陷模型模拟装置。

背景技术：

以SF6气体为绝缘介质的环网柜在10kV配网开关柜类设备中得到了广泛应用，但环网柜在制造、运输、安装、检修和运行等过程中，内部不可避免地会出现各种绝缘缺陷，如导体上的金属毛刺、部件松动或接触不良、导体与支撑绝缘子剥离形成的气隙、检修后的遗留物以及腔体内的金属微粒等，这些都会使以SF6气体为绝缘介质的环网柜的内部形成不同程度的绝缘缺陷，从而导致开关柜内部电场发生畸变，最终将导致开关柜内绝缘破坏而引发安全事故，给发电企业带来巨大的经济损失。

不同类型的绝缘缺陷引起局部放电的特性有明显的差异，进而使SF6在不同类型绝缘缺陷局部放电作用下的分解特性也存在着明显的差异，通过建立针对于环网柜中不同的绝缘缺陷模型，可以进一步跟踪检测SF6环网柜内部绝缘气体的气体组分、含量及其变化规律，更加准确地了解和掌握SF6环网柜内部绝缘缺陷类型的性质和特征。

现有技术中，还没有针对于环网柜中不同缺陷模型构建的缺陷模型，因此，提供一种用于研究SF6在不同类型绝缘缺陷局部放电作用下的分解特性的环网柜缺陷模型模拟装置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环网柜缺陷模型模拟装置，用于提供一种研究SF6在不同类型绝缘缺陷局部放电作用下的分解特性的环网柜缺陷模型模拟装置。

本实用新型提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置，包括：

放电密封气室和设置在所述放电密封气室内的绝缘缺陷模型；

所述放电密封气室包括：圆盘底座、气室外壁、圆盘顶座、地电极杆和正电极杆；

所述圆盘底座、所述气室外壁和所述圆盘顶座依次固定连接；

所述绝缘缺陷模型的第一受电侧与所述地电极杆固定连接，所述地电极杆与所述圆盘底座固定连接，所述绝缘缺陷模型的第二受电侧与所述正电极杆固定连接，所述正电极杆贯穿所述圆盘顶座并与外部电源电连接。

优选地，所述绝缘缺陷模型为：绝缘子气隙缺陷模型；

所述绝缘子气隙缺陷模型包括圆柱形绝缘子和板电极；

所述圆柱形绝缘子的第一圆形表面为所述绝缘缺陷模型的第一受电侧；

所述板电极的第一测为所述绝缘缺陷模型的第二受电侧；

所述圆柱形绝缘子的第二圆形表面与所述板电极上与所述板电极的第一测相对的第二侧之间设置有空隙；

所述圆柱形绝缘子的第二圆形表面的中心内凹。

优选地，所述绝缘缺陷模型为：自由金属微粒缺陷模型；

所述自由金属微粒缺陷模型包括：球-碗电极和自由金属微粒；

所述球-碗电极包括：球电极和碗电极；

所述碗电极外表面为所述绝缘缺陷模型的第一受电侧；

所述球电极外表面为所述绝缘缺陷模型的第二受电侧；

所述自由金属微粒设置在所述碗电极内。

优选地，所述绝缘缺陷模型为：绝缘子表面金属污秽缺陷模型；

所述绝缘子表面金属污秽缺陷模型包括：圆柱形环氧树脂绝缘子、至少一个长方形铜屑，至少一个所述长方形铜屑与所述圆柱形环氧树脂绝缘子的曲侧面固定连接；

所述圆柱形环氧树脂绝缘子的第一圆形表面为所述绝缘缺陷模型的第一受电侧；

所述圆柱形环氧树脂绝缘子的第二圆形表面为所述绝缘缺陷模型的第二受电侧。

优选地，所述绝缘缺陷模型为：固体金属物缺陷模型；

所述固体金属物缺陷模型为针-板电极，所述针-板电极包括针电极和板电极；

所述板电极为所述绝缘缺陷模型的第一受电侧；

所述针电极为所述绝缘缺陷模型的第二受电侧。

优选地，所述绝缘缺陷模型的第一受电侧与所述地电极杆固定连接包括：

所述绝缘缺陷模型的第一受电侧与所述地电极杆通过螺纹固定连接。

优选地，所述气室外壁具体为：空心圆柱；

所述圆盘底座和所述圆盘顶座设置有与所述空心圆柱的底面圆柱环相匹配的凹槽。

优选地，所述圆盘底座上开设有进气口、出气口和气压测试口；

所述进气口与第一转换阀门密封连接，所述出气口与第二转换阀门密封连接，所述气压测试口与气压表密封连接。

优选地，还包括，至少一个支撑杆；

至少一个所述支撑杆垂直固定连接在所述圆盘底座和所述圆盘顶座之间，用于支撑圆盘顶座。

优选地，所述圆盘底座、所述气室外壁和所述圆盘顶座依次固定连接包括：

所述圆盘底座、所述气室外壁和所述圆盘顶座通过法兰系统固定连接。

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环网柜缺陷模型模拟装置，包括：放电密封气室和设置在所述放电密封气室内的绝缘缺陷模型；所述放电密封气室包括：圆盘底座、气室外壁、圆盘顶座、地电极杆和正电极杆；所述圆盘底座、所述气室外壁和所述圆盘顶座依次固定连接；所述绝缘缺陷模型的第一受电侧与所述地电极杆固定连接，所述地电极杆与所述圆盘底座固定连接，所述绝缘缺陷模型的第二受电侧与所述正电极杆固定连接，所述正电极杆贯穿所述圆盘顶座并与外部电源电连接。

本实用新型中，通过构建包含绝缘缺陷模型的放电密封气室，并通过地电极杆和正电极杆对绝缘缺陷模型进行通电，解决了现有技术中，没有针对于环网柜中不同缺陷模型构建的缺陷模型的技术问题。

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环网柜缺陷模型模拟装置的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的另一个实施例的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的另一个实施例的结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的另一个实施例的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种环网柜缺陷模型模拟装置，用于解决现有技术中，还没有针对于环网柜中不同缺陷模型构建的缺陷模型的技术问题。

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环网柜缺陷模型模拟装置的一个实施例，包括：

放电密封气室101和设置在放电密封气室内的绝缘缺陷模型102；

放电密封气室包括：圆盘底座103、气室外壁104、圆盘顶座105、地电极杆106和正电极杆107；

需要说明的是，圆盘底座103可以由不锈钢构成，实际实施过程，为了对圆形底座支撑在平面上，可以另外设置一个支撑架，支撑架由四个实心不锈钢棒及外部焊接的正方形钢圈构成，为保持稳定性，可以在四条不锈钢棒的底部接有四个直径大于不锈钢棒的支撑圆盘，构成与地面的支撑，圆盘底座103位于支撑架上部；

圆盘顶座105可以由环氧树脂构成。

圆盘底座103、气室外壁104和圆盘顶座105依次固定连接；

需要说明的是，组合后的气室整体结构为柱体，能够满足承受0至0.2Mpa的气压以及96小时不漏气的技术要求。

绝缘缺陷模型102的第一受电侧与地电极杆106固定连接，地电极杆106与圆盘底座103固定连接，绝缘缺陷模型102的第二受电侧与正电极杆107固定连接，正电极杆107贯穿圆盘顶座105并与外部电源电连接。

需要说明的是，可以选用铜导杆作为地电极杆106，地电极杆106与圆盘顶座105的位置关系可在具体实施中选择，这里不做限定；

在实际实施过程中，可以在圆盘顶座105中心挖出一中心圆孔用作正电极杆107的伸入孔，正电极杆107可以由正电极圆柱和铜棒组合构成，进一步的，铜棒底部刻有螺纹用于与绝缘缺陷模型102连接，铜棒顶部刻有螺纹用于与正电极圆柱底部电连接来实现电极距离的调整，正电极圆柱圆心钻刻有螺纹孔洞，用于与铜棒顶部导杆进行螺纹连接，正电极圆柱通过圆盘顶座105的中心圆孔伸入，进一步的，可以在放电密封气室101的外侧设置一与正电极圆柱相匹配的环氧树脂圆环，用于将正电极圆柱固定。

本实用新型实施例提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置，包括：放电密封气室101和设置在放电密封气室101内的绝缘缺陷模型102；放电密封气室101包括：圆盘底座103、气室外壁104、圆盘顶座105、地电极杆106和正电极杆107；圆盘底座103、气室外壁104和圆盘顶座105依次固定连接；绝缘缺陷模型102的第一受电侧与地电极杆106固定连接，地电极杆106与圆盘底座103固定连接，绝缘缺陷模型102的第二受电侧与正电极杆107固定连接，正电极杆107贯穿圆盘顶座105并与外部电源电连接，通过构建包含绝缘缺陷模型102的放电密封气室101，并通过地电极杆106和正电极杆107对绝缘缺陷模型102进行通电，解决了现有技术中，还没有针对于环网柜中不同缺陷模型构建的缺陷模型的技术问题。

以上是对一种环网柜缺陷模型模拟装置的一个实施例进行的描述，下面将对一种环网柜缺陷模型模拟装置的另一个实施例进行详细的描述。

本实用新型提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的另一个实施例，包括：

放电密封气室101和设置在放电密封气室101内的绝缘缺陷模型102；

放电密封气室101包括：圆盘底座103、气室外壁104、圆盘顶座105、地电极杆106和正电极杆107；

圆盘底座103、气室外壁104和圆盘顶座105通过法兰系统固定连接；

需要说明的是，可以在圆盘底座103和圆盘顶座105平均分布12个圆孔，用于与密封法兰系统契合，的法兰密封系统可以由不锈钢圆环、不锈钢棒、螺母、垫片组成，其中，不锈钢圆环在指定区域内平均分布12个圆孔；12根不锈钢棒身刻有螺纹依次穿过不锈钢圆环的圆孔、圆盘顶座105的圆孔和圆盘底座103的圆孔后，利用与之匹配的24个螺母和垫片紧密连接，通过调整螺母所在不锈钢棒的位置来控制气室的气密性。

绝缘缺陷模型102的第一受电侧与地电极杆106固定连接，地电极杆106与圆盘底座103固定连接，绝缘缺陷模型102的第二受电侧与正电极杆107固定连接，正电极杆107贯穿圆盘顶座105并与外部电源电连接。

进一步的，绝缘缺陷模型102为：绝缘子气隙缺陷模型；

绝缘子气隙缺陷模型包括圆柱形绝缘子201和板电极202；

圆柱形绝缘子201的第一圆形表面为绝缘缺陷模型102的第一受电侧；

板电极202的第一受电侧为绝缘缺陷模型102的第二受电侧；

圆柱形绝缘子201的第二圆形表面与板电极202上与板电极202的第一受电侧相对的另一侧之间设置有空隙；

圆柱形绝缘子201的第二圆形表面的中心内凹；

参照图2，图2为本实用新型实施例提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的一个绝缘子气隙缺陷模型的结构示意图，其中，圆柱形绝缘子201与地电极杆106采用环氧树脂胶进行紧密的连接，确保两者之前没有缝隙或气泡存在，进一步的，板电极202与圆柱形绝缘子201上表面交界处气隙大小约1～2mm，为了反映真实的气隙情况，圆柱形绝缘子201的第二圆形表面的中心内凹，气隙边缘呈弧线形。

进一步的，绝缘缺陷模型102为：自由金属微粒缺陷模型；

自由金属微粒缺陷模型包括：球-碗电极和自由金属微粒303；

球-碗电极包括：球电极301和碗电极302；

碗电极302外表面为绝缘缺陷模型102的第一受电侧；

球电极301外表面为绝缘缺陷模型102的第二受电侧；

自由金属微粒303设置在碗电极内。

参照图3，图3为本实用新型实施例提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的一个自由金属微粒303缺陷模型的结构示意图，进一步的，球电极301和碗电极302的直径比约为1:2.7，碗电极302可以通过二分之一的比例对不锈钢空心球体切割得到，进一步的，自由金属微粒303可以采用微小尺寸的铝薄屑进行模拟，其中，铝屑近似为方形，尺寸约为1×1mm，数量50颗到200颗，考虑到在强电场下作用铝屑可能发生无规则跳动，为保证实验正常持续开展，有必要限制金属铝屑的跳动范围，可以将碗电极302的口径设置为120mm，球电极301直径设置为44mm，微粒最大跳动范围可至40mm。

进一步的，绝缘缺陷模型102为：绝缘子表面金属污秽缺陷模型；

绝缘子表面金属污秽缺陷模型包括：圆柱形环氧树脂绝缘子401、至少一个长方形铜屑402，至少一个长方形铜屑402与圆柱形环氧树脂绝缘子401的曲侧面固定连接；

圆柱形环氧树脂绝缘子的第一圆形表面403为绝缘缺陷模型102的第一受电侧；

圆柱形环氧树脂绝缘子的第二圆形表面404为绝缘缺陷模型102的第二受电侧；

参照图4，图4为本实用新型实施例提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的一个绝缘子表面金属污秽缺陷模型的结构示意图，进一步的，的绝缘子表面金属污秽缺陷模型采用环氧树脂胶将圆柱形环氧树脂绝缘子401的第一圆形表面403与地电极杆106紧密粘连，第二圆形表面404与正电极杆107紧密粘连，确保粘连处没有缝隙或气泡存在。

进一步的，绝缘缺陷模型102为：固体金属物缺陷模型；

固体金属物缺陷模型为针-板电极，针-板电极包括针电极501和板电极502；

板电极502为绝缘缺陷模型502的第一受电侧；

针电极501为绝缘缺陷模型501的第二受电侧；

参照图5，图5为本实用新型实施例提供的一种环网柜缺陷模型模拟装置的一个固体金属物缺陷模型的结构示意图，针电极501尖端部曲率半径约为0.3mm，锥尖角约为30°，针电极501与板电极502材的料均为不锈钢，电极表面均进行良好的抛光处理，针电极501用于模拟高压导体上的异常突起点，板电极502用于模拟开关柜金属外壳。

圆盘底座103上开设有进气口、出气口和气压测试口；

进气口与第一转换阀门密封连接，出气口与第二转换阀门密封连接，气压测试口与气压表密封连接；

需要说明的是，实际实施过程中，进气口、出气口和气压测试口可以分别与三根不锈钢管焊接，三条不锈钢管中的一条与气压表密封连接，用于测量0至0.2Mpa范围内的气压，另外两根不锈钢管与转换阀门密封连接，用于抽取和注入实验用气体。

进一步的，环网柜缺陷模型模拟装置还包括，至少一个支撑杆；

至少一个支撑杆垂直固定连接在圆盘底座103和圆盘顶座105之间，用于支撑圆盘顶座105。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

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。