CN105403787B - 一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，属于电力***电气设备故障诊断技术领域，能够有效模拟组合电器内部导体过热故障。是由母线导体与两个法兰预先焊接，螺杆从一侧法兰的孔穿入，在未穿入另一侧法兰的孔之前，将螺母及垫片旋入螺杆，再穿入另侧法兰的孔中，螺杆穿出部分由螺母紧固。本发明具有十个档位的可调电阻值，能真实模拟组合电器内不同的接触程度下发生局部过热缺陷时的现象，能实现接触电阻大小的改变，操作简单，实现容易。利用红外成像仪可清晰的观测组合电器内部发生过热时的情况，根据不同过热程度所对应的红外图谱可判断组合电器内部过热缺陷的严重程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，属于电力***电气设备故障诊断技术领域，能够有效模拟组合电器内部导体过热故障。
背景技术
全封闭式组合电器（以下简称GIS）内部导体存在多处触头连接，触头接触不良会使接触电阻变大，在负载电流的作用下产生局部过热。如果导体过热点温度达到其熔点时，将导致金属熔化、滴落，从而引发短路事故，造成重大经济损失。因此，检测GIS设备内部导体温度，提前发现和排除故障隐患，对GIS的安全可靠运行具有非常重要的意义。
近年来，对GIS内局部过热诊断开展了大量研究工作，如利用红外传感器实时监测导体的温度等方法，但该方法需要改变GIS的结构，对其稳定运行有一定影响。红外成像技术是一种无需停电、无需接触设备、方便直观的带电检测技术，此方法可用来对GIS内局部过热的诊断研究。但在实施过程中，GIS内局部过热的模拟是一项棘手的事情，通过多种方法也不容易产生明显的局部过热，给项目的研究带来极大的困难。因此，迫切需要一种能够模拟GIS内部导体局部过热的装置和方法。
发明内容
为了克服现有技术存在的技术问题，本发明提供一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置。目的是为了实现能够模拟不同的接触程度下的过热现象，由红外热像仪测试壳体温度就可以得到内部导体的温度，并判断发生过热故障的故障点及故障大小。
本发明是通过以下技术方案来实现发明目的的：
一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，是由母线导体与两个法兰预先焊接，螺杆从一侧法兰的孔穿入，在未穿入另一侧法兰的孔之前，将螺母及垫片旋入螺杆，再穿入另侧法兰的孔中，螺杆穿出部分由螺母紧固。
所述的螺母及垫片和螺母的拧紧程度决定接触电阻的大小，先用万用表分别接在两个法兰的两端，根据万用表上电阻值的读数调整螺母及垫片和螺母的拧紧程度，直到得到预定的接触电阻值。
所述的母线导体的直径大小根据组合电器不同的额定电流大小而定，中间断开17cm的口，口的两侧分别焊上法兰。
所述的两个法兰间的距离为150mm。
所述的法兰至少设有一个以上的孔。
所述的法兰共设置10个孔。
所述的螺杆根据电阻的串并联关系，如果单个螺杆连接时的接触电阻大小为R，则可得到接触电阻的数值从R、R/2、R/3、R/4、R/5、R/6、R/7、R/8、R/9、R/10共10个档位；通过增减法兰孔的数量实现接触电阻值档位的增减。
所述的法兰的材质为铜，厚度为1cm，直径为200mm，并开直径为14mm的孔10个，孔中心距法兰中心8.3cm。
所述的螺杆的材质为钢，直径为12mm，长度为200mm，为半螺纹，螺纹的长度为100mm，所述螺母及垫片与螺杆相配合。
所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置的模拟方法，具体操步骤为：
（1）打开手孔，按上述的方法对预先的接触电阻值进行调节，接触电阻调整完毕后将手孔合上，并密封好；
（2）将组合电器的外壳内充一定压力的SF6气体，并静置8-15小时；
（3）把两个接线板连接到大电流发生器中，通入一定数值的电流，这时在螺杆上将产生一定的热量，该热量在其对应的外壳上产生局部高温，用红外成像仪可进行观测、分析；
（4）调整接触电阻值或者通入的电流值，实现不同的局部温度，记录不同情况下的红外图谱。
本发明的优点及有益效果在于：
本发明模拟装置具有十个档位的可调电阻值，能够真实模拟组合电器内不同的接触程度下发生局部过热缺陷时的现象，是一种适合于电力科研单位及高校等研究组合电器内局部过热缺陷的仿真平台。本发明装置通过调节螺母与螺栓的紧固程度来实现接触电阻大小的改变，操作简单，实现容易。
在不同的接触电阻情况下，当通入不同的负荷电流时，在螺栓上将产生一定的热量，温升平衡以后，在过热点所对应的外壳处会产生高于沿轴线方向其它部位的局部高温，利用红外成像仪可清晰的观测组合电器内部发生过热时的情况。不同的接触电阻及不同的负荷电流会呈现出不同的红外图谱，根据不同过热程度所对应的红外图谱可判断组合电器内部过热缺陷的严重程度。
利用本装置进行过热缺陷模拟，可对GIS外壳及内部导体精确测温的基础上建立了两者之间的函数关系式，由红外热像仪测试壳体温度就可以得到内部导体的温度；在不同的通流情况下会产生不同的过热温度，通过GIS内部导体的温度与外壳温升间的关系曲线，可以判断发生过热故障的故障点及故障大小。
下面结合附图和具体实施例对本发明加以详细的说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中法兰结构示意图；
图3是本发明中螺杆的结构示意图；
图4是本发明整个装置外部示图。
图中，1-母线导体，2-法兰，3-螺杆，4-螺母及垫片，5-螺母，6-盆式绝缘子，7-手孔，8-组合电器外壳，9-接线板。
具体实施方式
本发明是一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，如图1所示是由母线导体1、法兰2、螺杆3、螺母及垫片4、螺母5组成，该部分为模拟过热缺陷的核心环节，位于图4中的A处。图4是本发明整个装置外部示图，图中A处的长度为0.8m，两侧的分支母线的长度都是3m，外壳直径可根据不同的电压等级而定。
本发明装置的连接关系为：母线导体1与两个法兰2为预先焊接完毕，按照设计的尺寸使两个法兰2间的距离为150mm。然后将螺杆3从左侧法兰的孔穿入，在未穿入右侧法兰孔之前，将螺母及垫片4旋入螺杆3一定距离，再穿入右侧法兰2孔中，螺杆3穿出部分由螺母5紧固。螺母及垫片4和螺母5的拧紧程度决定了接触电阻的大小，可用万用表分别接在两个法兰2的两端，根据万用表上电阻值的读数调整螺母及垫片4和螺母5的拧紧程度，直到得到预定的接触电阻值。所述母线导体1的直径大小可根据组合电器不同的额定电流大小而定，中间断开17cm的口，口的两侧分别焊上法兰2。
如图2和图3所示，图2是本发明中法兰结构示意图，图3是本发明中螺杆的结构示意图。法兰2共设置10个孔，根据电阻的串并联关系，如果单个螺杆连接时的接触电阻大小为R，则可得到接触电阻的数值从R、R/2、R/3、R/4、R/5、R/6、R/7、R/8、R/9、R/10共10个档位。通过增减法兰2孔的数量可实现接触电阻值档位的增减，至少设有一个孔以上。所述法兰的材质为铜，数量为两个，厚度1cm，直径200mm，并开直径14mm的孔10个，孔中心距法兰中心8.3cm。
所述螺杆3的材质为钢，直径12mm，长度200mm，为半螺纹，螺纹的长度为100mm，所述螺母及垫片4应与螺杆3相配合。
如图4所示，图4是本发明整个装置外部示图。本发明具体的实施步骤为：
（1）打开手孔7，按上述的方法对预先的接触电阻值进行调节，接触电阻调整完毕后将手孔7合上，并密封好；
（2）将组合电器的外壳8内充一定压力的SF6气体，并静置8-15小时；
（3）把两个接线板9连接到大电流发生器中，通入一定数值的电流，这时在螺杆（3）上将产生一定的热量，该热量在其对应的外壳8上产生局部高温，用红外成像仪可进行观测、分析；
（4）调整接触电阻值或者通入的电流值，实现不同的局部温度，记录不同情况下的红外图谱。
具体实施时，还可以将步骤（2）中将组合电器的外壳8内充一定压力的SF6气体，并静置12小时。
本发明所述的用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，是一种需要特殊制作的试验装置，用于试验室模拟研究。本发明的模拟装置及方法在本说明书中仅说明一些优选实施例，并不是对其限制。该专业技术人员根据本发明构思和精神可以做出各种各样的变化或修改，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，其特征是：母线导体（1）与两个法兰（2）预先焊接，所述的母线导体（1）中间断开17cm的口，口的两侧分别焊上法兰（2）；螺杆（3）从一侧法兰（2）的孔穿入，在未穿入另一侧法兰（2）的孔之前，将螺母及垫片（4）旋入螺杆（3），再穿入另一侧法兰（2）的孔中，螺杆（3）穿出部分由螺母（5）紧固；所述的螺母及垫片（4）和螺母（5）的拧紧程度决定接触电阻的大小，先用万用表分别接在两个法兰（2）的两端，根据万用表上电阻值的读数调整螺母及垫片（4）和螺母（5）的拧紧程度，直到得到预定的接触电阻值。
2.根据权利要求1所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，其特征是：所述的两个法兰（2）间的距离为150mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，其特征是：所述的法兰（2）至少设有一个以上的孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，其特征是：所述的法兰（2）共设置10个孔。
5.根据权利要求4所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，其特征是：所述的法兰（2）共设置10个孔，根据电阻的串并联关系，如果单个螺杆连接时的接触电阻大小为R，则可得到接触电阻的数值从R、R/2、R/3、R/4、R/5、R/6、R/7、R/8、R/9、R/10共10个档位；通过增减法兰（2）孔的数量实现接触电阻值档位的增减。
6.根据权利要求1所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，其特征是：所述的法兰（2）的材质为铜，厚度为1cm，直径为200mm，并开直径为14mm的孔10个，孔中心距法兰中心8.3cm。
7.根据权利要求1所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置，其特征是：所述的螺杆（3）的材质为钢，直径为12mm，长度为200mm，为半螺纹，螺纹的长度为100mm，所述螺母及垫片（4）与螺杆（3）相配合。
8.利用如权利要求1所述的一种用于组合电器内局部过热缺陷的模拟装置的模拟方法，其特征是：具体操作 步骤为：
（1）打开手孔，按上述的方法对预先的接触电阻值进行调节，接触电阻调整完毕后将手孔合上，并密封好；
（2）将组合电器的外壳内充一定压力的SF6气体，并静置8-15小时；
（3）把两个接线板连接到大电流发生器中，通入一定数值的电流，这时在螺杆上将产生一定的热量，该热量在其对应的外壳上产生局部高温，用红外成像仪可进行观测、分析；
（4）调整接触电阻值或者通入的电流值，实现不同的局部温度，记录不同情况下的红外图谱。
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