本发明涉及输变电设备技术领域，更具体地，涉及一种用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的系统及方法。
背景技术
合理的试验模型是提升gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验准确性的基础，目前采用的试验模型可分为两类，一类是电极式切片模型，一类是采用gis设备的真实盆式绝缘子。其中电极式切片模型是在密闭或敞开式容器内安装电极，在电极间设置尖端、悬浮、气隙等典型缺陷，通过改变电极结构在加压时产生不同类型的局部放电信号，这种模型的优点是操作简单、易于控制局部放电电压及放电量等重要参数，其不足之处在于与实际盆式绝缘子的电场分布情况相差过大，试验数据的真实性偏低；真实盆式绝缘子模型的优点在于能够完整复现实际gis设备运行工况下盆式绝缘子的电场分布特性，获取到的试验数据真实性高，其不足之处在于可操作性偏低，放电电压、放电量等重要参数的可控性不足，在实验室条件下难以复现盆式绝缘子局部放电发展的全过程。
因此，需要一种技术，以实现用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的技术。
技术实现要素：
本发明技术方案提供一种用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的系统及方法，以解决如何用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的系统，其特征在于：
至少体现一种gis盆式绝缘子典型缺陷；
为gis盆式绝缘子等比缩放设计；
所述系统的材料和生产工艺与gis盆式绝缘子一致。
优选地，所述系统包括内部气隙缺陷，其特征在于：
气隙尺寸为：椭球长为6mm至10mm、中段截面圆直径为1mm至3mm；
边界条件：所述系统中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述系统包括嵌件毛刺缺陷，其特征在于：
毛刺尺寸为：底面直径为1mm至3mm、高为4mm至8mm的圆柱以及高为1mm至3mm的圆锥组合；
边界条件：所述系统中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述系统包括表面单个金属颗粒缺陷，其特征在于：
金属颗粒缺陷尺寸为：底面直径为2mm至4mm、高为2mm至4mm的圆锥，尖端距离均压罩为6mm至10mm；
边界条件：所述系统中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述系统包括表面金属颗粒群缺陷，其特征在于：
金属颗粒群中的金属颗粒缺陷尺寸为：半径为1mm至3mm的半球体，截面为一个曲面，与所述系统的盆子凹面重合，分布在所述系统的盆子凹陷径向10mm的区域内；
边界条件：所述系统中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述系统包括至少8颗表面金属颗粒缺陷。
优选地，所述系统电压为180kv至252kv。
优选地，所述系统为gis盆式绝缘子等比缩小3至5倍设计。
基于本发明的另一方面，提供一种用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的方法，所述方法包括，建立用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的模型，所述模型具有如下特征：至少体现一种gis盆式绝缘子典型缺陷；为gis盆式绝缘子等比缩放设计；所述系统的材料和生产工艺与gis盆式绝缘子一致；
对所述模型进行放电实验，获取所述模型放电过程中的光、电信号。
优选地，所述模型包括内部气隙缺陷，其特征在于：
气隙尺寸为：椭球长为6mm至10mm、中段截面圆直径为1mm至3mm；
边界条件：所述模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述模型包括嵌件毛刺缺陷，其特征在于：
毛刺尺寸为：底面直径为1mm至3mm、高为4mm至8mm的圆柱以及高为1mm至3mm的圆锥组合；
边界条件：所述模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述模型包括表面单个金属颗粒缺陷，其特征在于：
金属颗粒缺陷尺寸为：底面直径为2mm至4mm、高为2mm至4mm的圆锥，尖端距离均压罩为6mm至10mm；
边界条件：所述模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述模型包括表面金属颗粒群缺陷，其特征在于：
金属颗粒群中的金属颗粒缺陷尺寸为：半径为1mm至3mm的半球体，截面为一个曲面，与所述模型的盆子凹面重合，分布在所述模型的盆子凹陷径向10mm的区域内；
边界条件：所述模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；所述模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，所述模型包括至少8颗表面金属颗粒缺陷。
优选地，所述模型电压为180kv至252kv。
优选地，所述模型为gis盆式绝缘子等比缩小3至5倍设计。
本发明技术方案提出的一种gis盆式绝缘子典型缺陷的缩比试验模型，该模型将真实252kv盆式绝缘子进行3倍缩比设计，使用常规252kv盆式绝缘子的材料及浇注工艺进行制作，在其内部及外部设置尖端、气隙等典型缺陷，配套相应的充气加压腔体及光、电测量接口形成完整的加压试验装置。本发明技术方案能够在较低电压下形成与实际设备一致的电场分布特性，在集中电场作用下复现盆式绝缘子典型缺陷的局部放电，放电可控性强，且与实际工况的吻合度高，有助于在现有技术条件下提升相关试验的真实性与准确性。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子内部气隙缺陷局部放电试验的系统结构图；
图2为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子内部气隙缺陷局部放电试验的系统网格图；
图3为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子内部气隙缺陷局部放电试验的气隙尺寸示意图；
图4为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子嵌件毛刺缺陷局部放电试验的系统结构图；
图5为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子嵌件毛刺缺陷局部放电试验的系统网格图；
图6为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子嵌件毛刺缺陷局部放电试验的嵌件毛刺尺寸图；
图7为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子表面单个金属颗粒缺陷局部放电试验的系统结构图；
图8为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子表面单个金属颗粒缺陷局部放电试验的系统网格图；
图9为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子表面单个金属颗粒缺陷局部放电试验的表面单个金属颗粒尺寸图；
图10为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的系统结构图；
图11为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的缺陷细节示意图；
图12为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的系统网格图；
图13为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的系统中金属颗粒尺寸示意图；以及
图14为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
为研究gis用盆式绝缘子放电发展过程及严重程度评估技术，需要获取盆式绝缘子局部放电发展全过程中的光、电信息。现有电极式局放模型无法全面、准确模拟盆式绝缘子绝缘缺陷裂化全过程的局部放电状态。本申请实施方式提出了一种基于实际252kv盆式绝缘子的3倍缩比模型，能够在与实际电场分布特性相同的电场结构中以较低电压激发出典型缺陷的局部放电信号，为开展gis盆式绝缘子局部放电相关试验研究提供高仿真度的试验条件。
本申请实施方式提供一种用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的系统，其特征在于：至少体现一种gis盆式绝缘子典型缺陷，其中gis盆式绝缘子典型缺陷包括：内部气隙、嵌件毛刺、表面单个金属颗粒以及表面金属颗粒群。本申请中的试验系统为按照gis盆式绝缘子等比缩放设计，系统的材料和生产工艺与gis盆式绝缘子一致。
图1为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子内部气隙缺陷局部放电试验的系统结构图。如图1所示系统包括内部气隙缺陷，其特征在于：气隙尺寸为：椭球长8mm、中段截面圆直径2mm，如图3所示。边界条件：系统中心导杆电压ui＝206kv；系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。如图1所示的系统包括内部气隙缺陷，气隙尺寸为：椭球长为6mm至10mm、中段截面圆直径为1mm至3mm。或边界条件：系统中心导杆电压ui为180kv至250kv。系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
图2为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子内部气隙缺陷局部放电试验的系统网格图。
图3为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子内部气隙缺陷局部放电试验的气隙尺寸示意图。
图4为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子嵌件毛刺缺陷局部放电试验的系统结构图，如图4所示，系统包括嵌件毛刺缺陷，其特征在于：毛刺尺寸为：底面直径1mm、高6mm的圆柱以及高1mm的圆锥组合，如图6所示。边界条件：系统中心导杆电压ui＝206kv；系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。如图4所示，系统包括表面单个金属颗粒缺陷，金属颗粒缺陷尺寸为：底面直径为2mm至4mm、高为2mm至4mm的圆锥，尖端距离均压罩为6mm至10mm。或边界条件：系统中心导杆电压ui为180kv至250kv；系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
图5为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子嵌件毛刺缺陷局部放电试验的系统网格图。
图6为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子嵌件毛刺缺陷局部放电试验的嵌件毛刺尺寸图。
图7为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子表面单个金属颗粒缺陷局部放电试验的系统结构图。如图7所示，系统包括表面单个金属颗粒缺陷，其特征在于：金属颗粒缺陷尺寸为：底面直径3mm、高为3mm的圆锥，尖端距离均压罩约8mm，如图9所。边界条件：系统中心导杆电压ui＝206kv；系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。图7中，系统包括表面单个金属颗粒缺陷，金属颗粒缺陷尺寸为：底面直径为2mm至4mm、高为2mm至4mm的圆锥，尖端距离均压罩为6mm至10mm。边界条件：系统中心导杆电压ui为180kv至250kv；系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
图8为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子表面单个金属颗粒缺陷局部放电试验的系统网格图。
图9为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子表面单个金属颗粒缺陷局部放电试验的表面单个金属颗粒尺寸图。
图10为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的系统结构图。如图10所示，系统包括表面金属颗粒群缺陷，其特征在于：金属颗粒群中的金属颗粒缺陷尺寸为：半径为1mm的半球体，截面为一个曲面，与系统的盆子凹面重合，分布在系统的盆子凹陷径向10mm的区域内。边界条件：系统中心导杆电压ui＝206kv；系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。优选地，系统包括不少于8颗表面金属颗粒缺陷。如图10所示，系统包括表面金属颗粒群缺陷，金属颗粒群中的金属颗粒缺陷尺寸为：半径为1mm至3mm的半球体，截面为一个曲面，与系统的盆子凹面重合，分布在系统的盆子凹陷径向10mm的区域内。边界条件：系统中心导杆电压ui为180kv至250kv；系统外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
图11为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的缺陷细节示意图。
图12为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的系统网格图。
图13为根据本发明优选实施方式用于复现gis盆式绝缘子表面金属颗粒群缺陷局部放电试验的系统中金属颗粒尺寸示意图。
优选地，系统电压为180kv至252kv。
优选地，系统为gis盆式绝缘子等比缩小3至5倍设计。
本申请提出的用于复现gis盆式绝缘子典型放电缺陷缩比试验系统，提出了252kvgis盆式绝缘子3倍缩比模型的设计方法；提出了内部气隙、嵌件毛刺、表面单个金属颗粒、表面金属颗粒群共计4种典型放电缺陷缩比模型的设计方法；提出了能够模拟gis盆式绝缘子电场分布特性、且易于在实验室较低试验电压下进行gis盆式绝缘子局部放电发展过程试验的方法。
本申请设计提出的方法及模型通过等比例缩小实际252kv盆式绝缘子尺寸，在相同电压下提升盆式绝缘子电场强度，提升典型缺陷局部放电的可控性，同时采用与实际盆式绝缘子相同的制作工艺，其电场分布特性与实际252kv盆式绝缘子相同。因此，本专利与现有试验方法相比，能够显著提升gis盆式绝缘子局部放电试验的准确性与便捷性。
图14为根据本发明优选实施方式的用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的方法流程图。一种用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的方法，方法包括：
步骤101：建立用于复现gis盆式绝缘子典型缺陷局部放电试验的模型，模型具有如下特征：至少体现一种gis盆式绝缘子典型缺陷；为gis盆式绝缘子等比缩放设计；系统的材料和生产工艺与gis盆式绝缘子一致；
步骤102：对模型进行放电实验，获取模型放电过程中的光、电信号。
优选地，模型包括内部气隙缺陷，其特征在于：
气隙尺寸为：椭球长为6mm至10mm、中段截面圆直径为1mm至3mm；
边界条件：模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，模型包括嵌件毛刺缺陷，其特征在于：毛刺尺寸为：底面直径为1mm至3mm、高为4mm至8mm的圆柱以及高为1mm至3mm的圆锥组合；
边界条件：模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，模型包括表面单个金属颗粒缺陷，其特征在于：金属颗粒缺陷尺寸为：底面直径为2mm至4mm、高为2mm至4mm的圆锥，尖端距离均压罩为6mm至10mm；边界条件：模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，模型包括表面金属颗粒群缺陷，其特征在于：
金属颗粒群中的金属颗粒缺陷尺寸为：半径为1mm至3mm的半球体，截面为一个曲面，与模型的盆子凹面重合，分布在模型的盆子凹陷径向10mm的区域内；
边界条件：模型中心导杆电压ui为180kv至250kv；模型外壳处于接地状态，外壳电压ue＝0。
优选地，模型包括不少于8颗表面金属颗粒缺陷。
优选地，模型电压为180kv至252kv。
优选地，模型为gis盆式绝缘子等比缩小3至5倍设计。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。