一种模拟高压开关柜内部局部放电模型的制作方法

本实用新型涉及高压开关柜监测技术领域，具体涉及一种模拟高压开关柜内部局部放电模型。

背景技术：

所谓局部放电是指由于电场的作用，其中一部分区域在绝缘系统中发生放电的现象，但是放电尚未击穿绝缘部分的情况。电介质在电气设备绝缘系统中并不是均匀分布的，因而电场在绝缘体区域强度有强有弱，在电场强度较大的区域可能会发生因场强而引发的放电现象，而电场强度较小的区域仍旧保持绝缘的特性。高压开关柜设备的绝缘系统结构复杂，导致整个绝缘系统电场强度分布不均匀。对任何一种绝缘结构，不可避免地会出现内部存在气泡、油隙和绝缘弱点。由于在设计或制造时，工艺不尽完善，使电气设备绝缘系统中含有气隙，或在长期运行过程中绝缘系统受潮，在电场作用下，水分发生分解产生气体从而形成气泡。由于绝缘材料的介电系数明显大于气体，气隙将会比绝缘材料承受更高的电场强度，直至外界电压达到可承受的临界值范围时，局部放电现象就会发生。常规的非耐压和耐压试验难以发现沿面局部放电这类绝缘缺陷，局部放电将导致电力设备绝缘的劣化和缺陷的恶性循环，严重时甚至会导致绝缘事故，检测局部放电可以避免电力设备在运行中发生突发性绝缘损坏事故。鉴于此，有必要研制一种模拟高压开关柜内部局部放电模型。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种模拟高压开关柜沿面局部放电模型，具体技术方案如下：

一种模拟高压开关柜内部局部放电模型包括外壳、高压电极、接地电极、绝缘板I、绝缘板II；所述绝缘板I、绝缘板II固定在外壳底部，绝缘板I固定在绝缘板II的上面，且在绝缘板I内部设置一个空气隙；高压电极固定在绝缘板I的空气隙上端，且与绝缘板I固定连接；所述高压电极贯穿外壳上端；所述接地电极固定在外壳底部且贯穿外壳底部与绝缘板II固定连接。

进一步，所述外壳采用绝缘材料制成。

进一步，所述外壳为圆柱形或者长方体形。

进一步，所述绝缘板I采用环氧树脂板制成。

进一步，所述绝缘板II采用环氧树脂板制成。

进一步，所述绝缘板I的直径为35-45mm，厚度为2-5mm。

进一步，所述绝缘板II的直径为48-55mm，厚度为2-5mm。

进一步，所述高压电极、接地电极的制作材料为铜。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种模拟高压开关柜内部局部放电模型，通过给高压电极和接地电极施加电压，在空气隙中产生局部放电现象，采用本实用新型可模拟高压开关柜内部局部放电，且本实用新型结构简单，操作方便，监测准确率高且通用性较高，具有广阔的市场推广前景。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的外壳内部结构的局部剖面图；

图3为采用本实用新型测得的内部放电信号时域波形图；

图4为采用本实用新型测得的内部放电信号的U-Φ谱图；

图5为采用本实用新型测得的内部放电信号正半周的N-Φ谱图；

图6为采用本实用新型测得的内部放电信号负半周的N-Φ谱图；

其中，1：外壳、2：高压电极、3：接地电极、4：绝缘板I、5：绝缘板II、6：空气隙。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1及图2所示，一种模拟高压开关柜内部局部放电模型包括外壳1、高压电极2、接地电极3、绝缘板I4、绝缘板II 5；绝缘板I 4、绝缘板II 5固定在外壳1底部，绝缘板I 4固定在绝缘板II 5的上面，采用一层薄的绝缘胶将绝缘板I4、绝缘板II 5粘合，且在绝缘板I 4内部设置一个空气隙6；高压电极2固定在绝缘板I 4的空气隙6上端，且与绝缘板I 4固定连接；高压电极2贯穿外壳1上端；接地电极3固定在外壳1底部且贯穿外壳1底部与绝缘板II 5固定连接。

其中外壳1为圆柱形，采用有机玻璃制成。

绝缘板I 4采用环氧树脂板制成，直径为40mm，厚度为3mm。

绝缘板II 5采用环氧树脂板制成，直径为50mm，厚度为3mm。

高压电极2、接地电极3的制作材料为铜。

高压开关柜中引起局部放电的主要原因有如下几个方面原因：（1）由于制造工艺不良引起的产品质量缺陷，使绝缘件（绝缘子、套管等）内部留有气隙、杂质等。（2）由于制造不良或安装过程中引起的擦划导体表面使导体、柜体内表面存在金属尖刺。（3）安装或维修过程中导致高压母线连接处及断路器触头接触不良，或者带入自由金属颗粒等。（4）绝缘器件表面受潮、污秽、凝露等。

以下是采用本实用新型模拟高压开关柜内部放电，施加电压到其发生明显放电后，记录其在50个工频周波（即1s）内的放电信号，通过对50个放电信号进行统计，从而得到内部放电模型的U-Φ-N三维谱图（此处，U代表放电幅值，Φ代表工频周波相位，N代表工频周波数目）与U-Φ、N-Φ（此处N为放电次数）二维谱图。本申请中将一个周波（20ms）200等分，则每一等分的时长为100μs。在二维谱图中，对每一等分时长分别进行滤波与阈值处理，记录下每一等分中的放电的次数以及每次放电的幅值，从而绘制出相应的N-Φ与U-Φ谱图。通过试验发现，内部放电在每个工频周波中具有相对固定的放电相位，随着施加电压的增大，放电幅值增大，放电频率变大。下面针对内部放电详细描述其谱图特征。

施加电压至3.5kV时测得内部放电模型1个周波内的典型放电信号时域波形如图3所示。内部放电的U-Φ谱图如图4所示，正半周的N-Φ谱图如图5所示，负半周的N-Φ谱图如图6所示。

综合以上谱图，可以得出如下结论：内部放电在不高的电压下就已经发生，放电主要发生在20°～110°、200°～300°相位区间，放电主要在每个半波的上升阶段发生，在40°～70°与220°～250°之间放电尤为密集。放电幅值较高但是放电频率不大，正负半周较为对称，负半周的放电幅值与放电次数较正半周稍大。

本实用新型不局限于以上所述的具体实施方式，以上所述仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。