GIL/GIS内导电微粒运动特性试验装置及其筒体单元的制作方法

gil/gis内导电微粒运动特性试验装置及其筒体单元
技术领域
1.本实用新型涉及一种gil/gis内导电微粒运动特性试验装置及其筒体单元。


背景技术：

2.gil/gis在生产、运输、组装、运行等阶段，其内部会不可避免的产生导电微粒污染物。在gil/gis运行阶段，导电微粒在gil/gis内的运动会引起绝缘子表面闪络，降低gil/gis的绝缘水平，威胁到输电系统安全。因此，研究导电微粒在gil/gis内的运动特性是至关重要的。
3.授权公告号为cn105466818b的中国专利公开了一种gis中导电微粒运动状况模拟及监测实验平台，包括电压输出及测量单元、高压套管及转接模块、实验腔体以及远程监测模块，实验腔体包括金属外壁，金属外壁内设有金属导杆和盆式绝缘子，金属导杆通过盆式绝缘子支撑在金属外壁内，金属外壁内于盆式绝缘子的一侧设有试品台，试品台用于放置导电微粒，试品台上设有有机玻璃罩；金属外壁上对应试品台的位置设有两个观察窗，两个观察窗中的其中一个作为进光孔，另一个用于观察导电微粒运动。
4.上述导电微粒放置在试品台上，并通过有机玻璃罩罩设，不仅会限制导电微粒运动，且会影响金属外壁内的电场分布；而且，由于盆式绝缘子沿金属导电轴向两侧的电场大小不同，金属外壁上仅在盆式绝缘子一侧设置试品台和观察窗，因此只能模拟盆式绝缘子一侧的导电微粒运动情况，不能模拟真实情况下的gil/gis内导电微粒的运动特性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种gil/gis内导电微粒运动特性试验装置，以解决现有技术中的模拟及监测实验平台不能模拟真实情况下的gil/gis内导电微粒运动特性的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的筒体单元，以解决现有技术中的模拟及监测实验平台不能模拟真实情况下的gil/gis内导电微粒运动特性的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的筒体单元的技术方案是：
7.gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的筒体单元，包括：
8.金属筒体，
9.导电杆，设置在所述金属筒体内，以金属筒体的轴向为左右方向，所述导电杆沿左右方向延伸；
10.绝缘子，设置在所述金属筒体内，用于支撑所述导电杆；
11.筒壁观察窗，设置在所述金属筒体的筒壁上，用于观察金属筒体内导电微粒的运动轨迹；
12.所述绝缘子的左右两侧均设有所述筒壁观察窗。
13.有益效果是：通过在金属筒体的筒壁上于绝缘子的左右两侧均设置筒壁观察窗，
使绝缘子沿金属筒体轴向两侧的导电微粒运动轨迹均能够被观测，从而能够模拟绝缘子两侧均存在导电微粒的实际运行状况，以得到导电微粒的真实运动规律，进而能够指导工程设计，降低产品因导电微粒运动导致的绝缘性能下降，提高产品的可靠性。
14.进一步的，所述绝缘子沿左右方向间隔设置有两处以上，各处绝缘子的左右方向两侧均设有所述筒壁观察窗。
15.有益效果是：绝缘子设置两处以上，能够更加真实的模拟在金属筒体内的实际运行状况。
16.进一步的，所述绝缘子包括盆式绝缘子和三支柱绝缘子；
17.所述金属筒体包括第一筒体和第二筒体，盆式绝缘子设置在第一筒体和第二筒体的对接法兰之间；
18.所述盆式绝缘子左右两侧的筒壁观察窗分别位于第一筒体和第二筒体上。
19.有益效果是：在金属筒体内设置盆式绝缘子和三支柱绝缘子，能够同时模拟导电微粒在不同绝缘子处的运动轨迹，提高了模拟效率。
20.进一步的，所述金属筒体的横截面的水平方向两侧均设有所述筒壁观察窗。
21.有益效果是：从不同角度观察导电微粒的运动轨迹，使得到的导电微粒的运动轨迹更加真实。
22.进一步的，所述金属筒体的筒壁上设有通光窗，通光窗对应于相应的筒壁观察窗设置。
23.有益效果是：通过设置独立的通光窗，便于光源对金属筒体内部补光。
24.进一步的，所述通光窗处于筒壁观察窗的上方。
25.有益效果是：便于拍摄设备的设置。
26.进一步的，所述金属筒体内于所述绝缘子处设置有微粒捕捉器。
27.有益效果是：这样可以模拟微粒捕捉器对金属微粒的捕捉效果。
28.进一步的，所述金属筒体包括端盖，端盖上设有端盖观察窗，端盖观察窗用于观察导电微粒在金属筒体径向上的运动轨迹。
29.有益效果是：通过端盖观察窗观察导电微粒在金属筒体径向上的运动轨迹。
30.为实现上述目的，本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的技术方案是：
31.gil/gis内导电微粒运动特性试验装置，包括电压源单元、筒体单元以及测量单元，所述筒体单元，包括：
32.金属筒体，
33.导电杆，设置在所述金属筒体内，以金属筒体的轴向为左右方向，所述导电杆沿左右方向延伸；
34.绝缘子，设置在所述金属筒体内，用于支撑所述导电杆；
35.筒壁观察窗，设置在所述金属筒体的筒壁上，用于观察金属筒体内导电微粒的运动轨迹；
36.所述绝缘子的左右两侧均设有所述筒壁观察窗。
37.有益效果是：通过在金属筒体的筒壁上于绝缘子的左右两侧均设置筒壁观察窗，使绝缘子沿金属筒体轴向两侧的导电微粒运动轨迹均能够被观测，从而能够模拟绝缘子两
侧均存在导电微粒的实际运行状况，以得到导电微粒的真实运动规律，进而能够指导工程设计，降低产品因导电微粒运动导致的绝缘性能下降，提高产品的可靠性。
38.进一步的，所述绝缘子沿左右方向间隔设置有两处以上，各处绝缘子的左右方向两侧均设有所述筒壁观察窗。
39.有益效果是：绝缘子设置两处以上，能够更加真实的模拟在金属筒体内的实际运行状况。
40.进一步的，所述绝缘子包括盆式绝缘子和三支柱绝缘子；
41.所述金属筒体包括第一筒体和第二筒体，盆式绝缘子设置在第一筒体和第二筒体的对接法兰之间；
42.所述盆式绝缘子左右两侧的筒壁观察窗分别位于第一筒体和第二筒体上。
43.有益效果是：在金属筒体内设置盆式绝缘子和三支柱绝缘子，能够同时模拟导电微粒在不同绝缘子处的运动轨迹，提高了模拟效率。
44.进一步的，所述金属筒体的横截面的水平方向两侧均设有所述筒壁观察窗。
45.有益效果是：从不同角度观察导电微粒的运动轨迹，使得到的导电微粒的运动轨迹更加真实。
46.进一步的，所述金属筒体的筒壁上设有通光窗，通光窗对应于相应的筒壁观察窗设置。
47.有益效果是：通过设置独立的通光窗，便于光源对金属筒体内部补光。
48.进一步的，所述通光窗处于筒壁观察窗的上方。
49.有益效果是：便于拍摄设备的设置。
50.进一步的，所述金属筒体内于所述绝缘子处设置有微粒捕捉器。
51.有益效果是：这样可以模拟微粒捕捉器对金属微粒的捕捉效果。
52.进一步的，所述金属筒体包括端盖，端盖上设有端盖观察窗，端盖观察窗用于观察导电微粒在金属筒体径向上的运动轨迹。
53.有益效果是：通过端盖观察窗观察导电微粒在金属筒体径向上的运动轨迹。
54.进一步的，所述电压源单元包括直流电压源、交流电压源以及冲击电压源中的至少两种，所述筒体单元择一选择相应的电压源。
55.有益效果是：研究不同电压源下导电微粒的运动轨迹，得到导电微粒的运动规律，以指导工程设计。
附图说明
56.图1为本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例1的结构示意图；
57.图2为图1中筒体单元的结构示意图；
58.图3为图2的右视图（去除盖板）；
59.图4为图2中a-a处的截面图；
60.图中：1-电压源单元；2-交流电压源；3-直流电压源；4-冲击电压源；5-高压套管；6-筒体单元；7-测量单元；8-局放传感器；9-局放信号处理模块；10-示波器；11-高速摄像机；12-高速摄像机信号光电隔离模块；13-电脑；14-电压远控台；15-筒壁观察窗；16-端盖
观察窗；17-通光窗；18-盆式绝缘子；19-三支柱绝缘子；20-屏蔽球；21-微粒捕捉器；22-导电杆；23-端盖；24-金属筒体；25-盖板。
具体实施方式
61.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
62.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
63.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，术语“上”、“下”是基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
64.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
65.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例1：
66.如图1所示，gil/gis内导电微粒运动特性试验装置包括电压源单元1、高压套管5、筒体单元6以及测量单元7。电压源单元1通过线缆向高压套管5供电，测量单元7用于记录筒体单元6内导电微粒的运动特性。其中，电压源单元1包括交流电压源2、直流电压源3以及冲击电压源4。在其他实施例中，电压源单元仅包括交流电压源2、直流电压源3以及冲击电压源4中的一种或两种。
67.如图2所示，筒体单元6包括金属筒体24，金属筒体24内设有导电杆22，导电杆22的端部设有屏蔽球20；金属筒体24内还设有两处绝缘子，分别为盆式绝缘子18和三支柱绝缘子19，盆式绝缘子18和三支柱绝缘子19沿金属筒体24的轴向间隔设置，盆式绝缘子18用于隔离气室和支撑导电杆22，三支柱绝缘子19用于支撑导电杆22。
68.本实施例中，盆式绝缘子18和三支柱绝缘子19处均设有微粒捕捉器21，其中，盆式绝缘子18处的微粒捕捉器21为弧形结构，三支柱绝缘子19处的微粒捕捉器21为圆环形结构，无论是弧形结构的微粒捕捉器，还是圆环形的微粒捕捉器，均为现有结构，在此不再赘述。
69.本实施例中，金属筒体24的筒壁上于盆式绝缘子18沿金属筒体24轴向的两侧均设有筒壁观察窗15和通光窗17，金属筒体24的筒壁上于三支柱绝缘子19沿金属筒体24轴向的
两侧均设有筒壁观察窗15和通光窗17。由于金属筒体24内沿其轴向的电场大小不同，在绝缘子沿金属筒体24轴向的两侧均设置筒壁观察窗15，可以观察绝缘子沿金属筒体24轴向两侧的导电微粒运动轨迹，以得到导电微粒的真实运动特性。其中，筒壁观察窗15用于观察导电微粒在金属筒体24内的轴向运动，通光窗17用于在拍摄时进行补光，为保证拍摄清晰，利用led可调光源通过通光窗17对金属筒体24内部进行补光。
70.由于筒壁观察窗15和通光窗17在金属筒体24的筒壁上两个绝缘子位置处的布置位置和数量相同，本实施例中，以三支柱绝缘子19为例进行说明。如图3和图4所示，三支柱绝缘子19每侧的筒壁观察窗15和通光窗17均设置有两个，两个筒壁观察窗15和两个通光窗17沿金属筒体24的周向间隔设置，两个通光窗17设置在两个筒壁观察窗15之间且处于两个筒壁观察窗15的上部。其中，三支柱绝缘子19同侧的两个筒壁观察窗15的中心线重合且沿水平方向延伸。
71.本实施例中，金属筒体24包括第一筒体和第二筒体，盆式绝缘子18设置在第一筒体和第二筒体的对接法兰之间，盆式绝缘子18两侧的筒壁观察窗15分别位于第一筒体和第二筒体上。
72.如图2和图4所示，金属筒体24包括端盖23，端盖23上设有充气孔，充气孔供绝缘气体充入金属筒体24内。端盖23上还设有端盖观察窗16，端盖观察窗16用于观察导电微粒在金属筒体24内的径向运动。
73.为了方便导电微粒的放置，在筒壁观察窗15和端盖观察窗16上均可拆连接有盖板25，盖板25为透明板，如盖板25为由聚碳酸酯(pc sc-1100r)制成的透明板。其中，通光窗17上固设有盖板25。
74.如图1所示，测量单元7包括电压远控台14、示波器10以及电脑13。电压远控台14控制线缆接入不同电压源上，以模拟不同电压源下的导电微粒的运动特性；电脑13通过高速摄像机信号光电分离模块12连接有高速摄像机11，高速摄像机11分别位于端盖观察窗16和各筒壁观察窗15的位置处，以通过相应观察孔拍摄导电微粒在金属筒体24内的运动状况；示波器10通过局部信号处理模块9连接有局部传感器8，局部传感器8可以记录不同电压下真实导电微粒的放电信号，并将记录的放电信号传输给示波器10存储。
75.在试验时，择一选择电压源输出试验电压，电压源可调节电压幅值和电压类型，试验电压通过高压套管5经导电杆22作用于筒体单元，在金属筒体内部标记刻度，刻度线作为拍摄导电微粒运动状况的参考坐标，在标记处放置收集的真实的导电微粒，如将导电微粒放置在微粒捕捉器21沿金属筒体24轴向的两侧、微粒捕捉器21的上方以及微粒捕捉器21与金属筒体24的筒壁之间。导电微粒的运动状况由高速摄像机11拍摄和记录，高速摄像机11将记录的信息同步传输到电脑13上，并在电脑13的显示器上显示，电压远控台14记录加载的电压曲线，通过同步电压远控台14和电脑13的时间，得到导电微粒运动轨迹与电压的关系，进而得到导电微粒的运动规律，以指导工程设计，降低产品因导电微粒运动导致的绝缘性能下降，提高产品的可靠性。其中，该试验装置可以通过五个角度对同一个绝缘子处的导电微粒的运动轨迹进行同步观测，使得到的导电微粒的运动轨迹更加真实。
76.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例2：
77.与具体实施例1的区别在于，实施例1中，金属筒体24的筒壁上于绝缘子沿金属筒体24的轴向两侧均设有通光窗17，本实施例中，金属筒体的筒壁上不设置通光窗，此时，在
不影响拍摄的情况下，通过筒壁观察窗进行补光。
78.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例3：
79.与具体实施例1的区别在于，实施例1中，绝缘子同侧的筒壁观察窗15和通光窗17均设有两个，本实施例中，绝缘子同侧的筒壁观察窗和通光窗均设有一个。在其他实施例中，绝缘子同侧的筒壁观察窗和通光窗均可以设置三个以上。
80.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例4：
81.与具体实施例1的区别在于，实施例1中，绝缘子同侧的两个筒壁观察窗15的中心线重合且沿水平方向延伸，本实施例中，绝缘子同侧的两个筒壁观察窗的中心线重合且与水平面有夹角。
82.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例5：
83.与具体实施例1的区别在于，实施例1中，两个通光窗17设置在两个筒壁观察窗15之间且处于两个筒壁观察窗15上部，本实施例中，两个通光窗中的其中一个设置在筒壁观察窗的上部，另一个设置在筒壁观察窗的下部。
84.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例6：
85.与具体实施例1的区别在于，实施例1中，金属筒体24内设有盆式绝缘子18和三支柱绝缘子19，本实施例中，在金属壳体内仅设置一个盆式绝缘子。在其他实施例中，盆式绝缘子可以设置两个以上。
86.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例7：
87.与具体实施例1的区别在于，实施例1中，金属筒体24内设有盆式绝缘子18和三支柱绝缘子19，本实施例中，在金属壳体内仅设置一个三支柱绝缘子。在其他实施例中，三支柱绝缘子可以设置两个以上。
88.本实用新型gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的筒体单元的具体实施例，该gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的筒体单元与上述gil/gis内导电微粒运动特性试验装置的具体实施例1至7中任一个所述的筒体单元的结构相同，在此不再赘述。
89.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。