CN108957264A - Vfto和雷击过电压作用下的gis试验***及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***及方法，GIS试验***包括VFTO和雷击双重过电压发生装置、GIS试验装置及数据处理分析装置，其中，VFTO和雷击双重过电压发生装置包括总控制台、双电源自动转换开关、VFTO发生组件、雷击过电压发生组件与第一高压T型头，总控制台控制双电源自动转换开关连接VFTO发生组件或雷击过电压发生组件，VFTO发生组件或雷击过电压发生组件通过第一高压T型头连接GIS试验装置；数据处理分析装置与GIS实验装置连接。本申请提供的GIS试验***实现了在VFTO和雷击过电压双重作用下对GIS进行放电试验检测，提高了GIS绝缘性能的检测效果。
Description
技术领域
本申请涉及过电压绝缘试验技术领域，尤其涉及一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***及方法。
背景技术
电力***是社会的重要基础设施，其可靠性对国民经济和人民生活具有重要影响。近年来，气体绝缘开关组合电器(GIS，Gas Insulated Switchgear)由于绝缘可靠性高，占地面积小等优点在电力***中被广泛使用。
在实际应用中，GIS内部因隔离开关、断路器等快速动作而产生VFTO(Very FastTransient Overvoltage，快速瞬态过电压)，使得线路内部放电现象频繁出现，并进而引发GIS绝缘击穿的事故频发，VFTO的出现极大地威胁到GIS的安全可靠运行。国内外研究表明，冲击电压试验可有效发现GIS固定微粒及结构设计等缺陷，雷电波比操作冲击更有效。
但是，GIS绝缘结构设计均按照雷电过电压进行校核和设计，完全没有考虑在VFTO和雷电双重作用对GIS绝缘性能的影响。最近研究表明，VFTO冲击与雷电波相结合对于GIS绝缘性能的检测效果比只有雷电波作用时更加有效。因此，迫切需要设计进行VFTO和雷击过电压双重作用下GIS试验装置并进行试验。
发明内容
本申请提供了一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***及方法，以解决目前雷电波作用下GIS绝缘性能检测效果较差的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例公开了一种VFTO和雷击过电压双重作用下GIS试验***，包括VFTO和雷击双重过电压发生装置、GIS试验装置及数据处理分析装置，其中，
所述VFTO和雷击双重过电压发生装置包括总控制台、脉冲幅值控制通道、触发控制模块、VFTO发生组件、雷击过电压发生组件与第一高压T型头，所述触发控制模块包括开关状态显示器与双电源自动转换开关，所述总控制台控制所述双电源自动转换开关连接第一通道或第二通道，所述开关状态显示器用于显示所述双电源自动转换开关的连接状态；所述第一通道通过第一连接电缆连接所述雷击过电压发生组件，所述第二通道通过第二连接电缆连接所述VFTO发生组件，所述雷击过电压发生组件与VFTO发生组件通过所述第一高压T型头连接所述GIS试验装置；
所述数据处理分析装置与GIS实验装置连接，用于处理分析所述GIS试验装置在VFTO与雷击过电压双重作用下产生的数据。
可选的，所述总控制台包括脉冲触发按钮、充电触发按钮与充电时间序列设置器，所述总控制台通过所述脉冲触发按钮与充电触发按钮控制所述VFTO发生组件与雷击过电压发生组件产生过电压；所述充电时间序列设置器用于设定所述VFTO发生组件与雷击过电压发生组件的充电时间。
可选的，所述VFTO发生组件包括高压隔离箱、脉冲陡化间隙、绝缘隔板、放电电缆与放电接头，所述高压隔离箱内设置有第三穿墙套管、第一高压硅堆、第一电容器、第一火花球隙、第一电阻器、第二电容器、第二电阻器、第二火花球隙、第三电容器、第一调波模块与第四穿墙套管，其中，
所述第三穿墙套管设置于所述高压隔离箱的一侧，所述第三穿墙套管的一端与所述第二连接电缆连接，所述第三穿墙套管的另一端与所述第一高压硅堆连接；所述第一高压硅堆、第一电阻器、第二电阻器、第一调波模块与第四穿墙套管依次串联连接，所述第一电容器与第一火花球隙连接于所述第一高压硅堆与第一电阻器的接线处，所述第二电容器与第二火花球隙连接于所述第一电阻器与第二电阻器的接线处，所述第三电容器连接于所述第二电阻器与第一调波模块的接线处；所述第二电容器的两端分别与所述第一电阻器、第一火花球隙连接，所述第三电容器的两端分别与所述第二电阻器、第二火花球隙连接；
所述第四穿墙套管设置于所述高压隔离箱的另一侧，所述脉冲陡化间隙与所述第四穿墙套管连接，所述绝缘隔板位于所述脉冲陡化间隙与第四穿墙套管之间；所述脉冲陡化间隙、过电压加载电缆与放电接头依次串联连接，所述放电接头与所述第一高压T型头连接。
可选的，所述雷击过电压发生组件包括高压隔离箱、雷击脉冲输出电缆、雷击脉冲输入电缆与雷击脉冲加载电缆，所述高压隔离箱内设置有第一穿墙套管、第二高压硅堆、第六电容器、第四火花球隙、第四电阻器、第五电容器、第三火花球隙、第三电阻器、第四电容器、第二调波模块、反串隔离火花球隙与第五穿墙套管，其中，
所述第一穿墙套管与所述第三穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第一穿墙套管的一端与所述第一连接电缆连接，所述第一穿墙套管的另一端与所述第二高压硅堆连接；所述第二高压硅堆、第四电阻器、第三电阻器、第二调波模块、反串隔离火花球隙与第五穿墙套管依次串联连接，所述第六电容器与第四火花球隙连接于所述第二高压硅堆与第四电阻器的接线处，所述第五电容器与第三火花球隙连接于所述第四电阻器与第三电阻器的接线处，所述第四电容器连接于所述第三电阻器与第二调波模块的接线处；所述第五电容器的两端分别与所述第四电阻器、第四火花球隙连接，所述第四电容器的两端分别与所述第三电阻器、第三火花球隙连接；
所述第五穿墙套管与所述第四穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述雷击脉冲输出电缆与所述第五穿墙套管连接；所述雷击脉冲输出电缆通过所述雷击脉冲输入电缆与所述第二连接电缆连接，所述雷击脉冲输出电缆通过所述雷击脉冲加载电缆与所述放电接头连接。
可选的，所述高压隔离箱内还设置有接地组件，所述接地组件包括第二穿墙套管、第一充电电阻、第二充电电阻，其中，
所述第二穿墙套管与所述第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第二穿墙套管的一端接地；所述第二穿墙套管、第一充电电阻与第二充电电阻依次串联连接；
所述第一充电电阻的两端分别与所述第一电容器、第一火花球隙连接，所述第一充电电阻的两端分别与所述第四火花球隙、第六电容器连接；所述第二充电电阻的两端分别与所述第二电容器、第二火花球隙连接，所述第二充电电阻的两端分别与所述第五电容器、第三火花球隙连接。
可选的，所述GIS实验装置包括第二高压T型头、充气线路导体与充气线路外壳，所述第一高压T型头通过高压电缆与所述第二高压T型头连接，所述第二高压T型头连接所述充气线路导体；所述充气线路外壳上连接有充气线路连接法兰，所述充气线路连接法兰上安装有特高频传感器。
可选的，所述数据处理分析装置包括滤波箱、信号采集处理模块与PC，所述特高频传感器与所述滤波箱连接，所述滤波箱、信号采集处理模块与PC依次串联连接。
第二方面，本申请实施例还公开了一种VFTO和雷击过电压双重作用下GIS试验方法，所述方法包括：
按照接线图将VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***接线连接好；
利用VFTO和雷击双重过电压发生装置分别产生VFTO和雷击过电压，将所述VFTO和雷击过电压加载至GIS试验装置上；
所述GIS实验装置在所述VFTO与雷击过电压的双重过电压作用下，产生GIS试验数据；
重复获取多组GIS试验数据，通过数据处理分析装置对所述GIS实验数据进行处理分析，获得GIS滞后系数。
可选的，将待测GIS的额定工作电压Uk加载至GIS试验装置上；
如果所述GIS实验装置未发生击穿现象，则按照加压步长ΔU增大过电压幅值至Uv，重复进行测试；
如果所述GIS实验装置发生击穿现象，则记录重复次数Nv、过电压幅值Uv及VFTO和雷电过电压之间的间隔时间tv。
可选的，
根据公式(1)计算GIS击穿概率强度Q0；
根据公式(2)计算所述GIS实验装置击穿时的脉冲滞后系数α。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请实施例提供的VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***及方法，该GIS试验***包括VFTO和雷击双重过电压发生装置、GIS试验装置及数据处理分析装置，其中，VFTO和雷击双重过电压发生装置可产生VFTO和雷击过电压的双重过电压，并将双重过电压(VFTO和雷击过电压)加载至GIS试验装置下，获取GIS试验装置在双重过电压作用下的试验数据，数据处理分析装置根据实验数据对GIS绝缘性能进行检测。本申请通过VFTO和雷击双重过电压发生装置产生双重过电压，能够实现在VFTO和雷击过电压双重作用下对GIS进行放电试验检测，使得GIS绝缘性能的检测效果更加有效。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
参见图1，为本申请实施例提供的一种VFTO和雷击过电压作用下GIS试验***的结构示意图。
如图1所示，本申请实施例提供的VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***包括VFTO和雷击双重过电压发生装置58、GIS试验装置59及数据处理分析装置60，其中，
VFTO和雷击双重过电压发生装置58包括总控制台1、脉冲幅值控制通道6、触发控制模块7、VFTO发生组件、雷击过电压发生组件与第一高压T型头48，总控制台1与脉冲幅值控制通道6相接，脉冲幅值控制通道6用于控制充电时间或电压幅值大小，通过充电时间的长短、充电电压的大小，可以共同决定触发脉冲的幅值。
总控制台1通过脉冲幅值控制通道6控制触发控制模块7，触发控制模块7包括开关状态显示器8与双电源自动转换开关9，总控制台1控制双电源自动转换开关9连接第一通道10或第二通道11，开关状态显示器8用于显示双电源自动转换开关9的连接状态，如双电源自动转换开关9处于空挡、连接至第一通道10或连接至第二通道11。
总控制台1包括脉冲触发按钮2、充电触发按钮3、紧急制动按钮4和充电时间序列设置器5，脉冲触发按钮2用于控制脉冲信号的产生，脉冲信号作用于VFTO发生组件与雷击过电压发生组件，控制其产生过电压。充电触发按钮3用于控制VFTO发生组件和雷击过电压发生组件的充电，按下充电触发按钮3后，VFTO发生组件或雷击过电压发生组件开始充电。紧急制动按钮4用于当出现故障时紧急制动VFTO和雷击双重过电压发生装置。充电时间序列设置器5用于设定VFTO发生组件与雷击过电压发生组件的充电时间。
第一通道10通过第一连接电缆12连接雷击过电压发生组件，用于控制雷击过电压发生组件产生雷击过电压。第二通过11通过第二连接电缆13连接VFTO发生组件，用于控制VFTO发生组件产生VFTO。雷击过电压发生组件与VFTO发生组件通过第一高压T型头48连接GIS实验装置，用于将VFTO和雷击过电压的双重过电压加载至GIS试验装置上。
VFTO发生组件包括高压隔离箱14、脉冲陡化间隙46、绝缘隔板45、放电电缆44与放电接头47，其中，
高压隔离箱14内设置有第三穿墙套管17、第一高压硅堆18、第一电容器19、第一火花球隙20、第一电阻器21、第二电容器22、第二电阻器23，第二火花球隙24、第三电容器25、第一调波模块26与第四穿墙套管28，第三穿墙套管17设置于高压隔离箱14的一侧，第三穿墙套管17的一端与第二连接电缆13连接，第三穿墙套管17的另一端与第一高压硅堆18连接；第一高压硅堆18、第一电阻器21、第二电阻器23、第一调波模块26与第四穿墙套管28依次串联连接。第一电容器19与第一火花球隙20连接于第一高压硅堆18与第一电阻器21的接线处，第二电容器22与第二火花球隙24连接于第一电阻器21与第二电阻器23的接线处，第三电容器25连接于第二电阻器23与第一调波模块26的接线处。第二电容器22的两端分别与第一电阻器21与第一火花球隙20连接，第三电容器25的两端分别与第二电阻器23与第二火花球隙24连接。
第四穿墙套管28设置于高压隔离箱14的另一侧，脉冲陡化间隙46与第四穿墙套管28连接，脉冲陡化间隙46用于使冲击脉冲进一步陡化。绝缘隔板45位于脉冲陡化间隙46与第四穿墙套管28之间，用于放置冲击脉冲过大，产生反串干扰。脉冲陡化间隙46、放电电缆44与放电接头47依次串联连接，放电接头47与第一高压T型头48连接，第一高压T型头48作用于GIS试验装置59上，经脉冲陡化间隙46进一步陡化后的冲击脉冲经放电电缆44、放电接头47、第一高压T型头48加载至GIS试验装置59中。
总控制台1通过第二通道11为VFTO发生组件充电时，第一高压硅堆18作为通路，使得充电电流通过；第一火花球隙20与第二火花球隙24作为短路，不工作；第一电阻器21与第二电阻器23允许电流流过，并经其对第一电容器19、第二电容器22、第三电容器25充电，也起到保护整体电路的作用，防止电路中电流过大。
总控制台1控制VFTO发生组件产生VFTO的方法是：
通过总控制台1的充电时间序列设置器5设定第二通道11的充电时间；总控制台1控制双电源自动转换开关9连接第二通道11，启动充电触发按钮3，由第二通道11为VFTO发生组件中的第一电容器19、第二电容器22、第三电容器25充电；充电完毕后，双电源自动转换开关9回复空挡位置，再启动脉冲触发按钮2，向VFTO发生组件传输冲击脉冲；VFTO发生组件充电后，较大的电流会击穿第一火花球隙20与第二火花球隙24，使得第一电容器19、第二电容器22与第三电容器25内积蓄的能量瞬间释放，第一电阻器21与第二电阻器23被短路，冲击脉冲经被击穿的第一火花球隙20、第二火花球隙24与第一调波模块26后，在脉冲陡化间隙46中使得冲击脉冲进一步陡化，产生VFTO过电压，VFTO再经放电电缆44、放电接头47、第一高压T型头48加载至GIS试验装置中。
雷击过电压发生组件包括高压隔离箱14、雷击脉冲输出电缆41、雷击脉冲输入电缆42与雷击脉冲加载电缆43，高压隔离箱14内设置有第一穿墙套管15、第二高压硅堆38、第六电容器37、第四火花球隙36、第四电阻器35、第五电容器34、第三火花球隙33、第三电阻器32、第四电容器31、第二调波模块30、反串隔离火花球隙27与第五穿墙套管29，其中，
第一穿墙套管15与第三穿墙套管17设置于高压隔离箱14的同一侧，第一穿墙套管15的一端与第一连接电缆12连接，第一穿墙套管15的另一端与第二高压硅堆38连接。第二高压硅堆38、第四电阻器35、第三电阻器32、第二调波模块30、反串隔离火花球隙27与第五穿墙套管29依次串联连接，第六电容器37与第四火花球隙36连接于第二高压硅堆38与第四电阻器35的接线处，第五电容器34与第三火花球隙33连接于第四电阻器35与第三电阻器32的接线处，第四电容器31连接于第三电阻器32与第二调波模块30的接线处，第五电容器34的两端分别与第四电阻器35、第四火花球隙36连接，第四电容器31的两端分别与第三电阻器32、第三火花球隙33连接。
第五穿墙套管29与第四穿墙套管28设置于高压隔离箱14的同一侧，雷击脉冲输出电缆41与第五穿墙套管29连接，雷击脉冲输出电缆41通过雷击脉冲输入电缆42与第二连接电缆13连接，雷击脉冲输出电缆41通过雷击脉冲加载电缆43与放电接头47连接。
总控制台1通过第一通道10为雷击过电压发生组件进行充电时，第二高压硅堆38在受到正向的电压信号时是通路，此时是导通的，电流可以通过。第四火花球隙36与第三火花球隙33由于是起到隔离作用，是断开的。第四电阻器35与第三电阻器32都是可以允许电流流过，是通路。第二调波模块30此时未有大的电流流过，未导通。反串隔离火花球隙27的作用是防止在触发过程中VFTO等过电压反串，在充电过程中也是不工作的。
总控制台1控制雷击过电压发生组件产生雷击过电压的方法是：
通过总控制台1的充电时间序列设置器5设定第一通道10的充电时间；总控制台1控制双电源自动转换开关9连接第一通道10，启动充电触发按钮3，由第一通道10为雷击过电压发生组件中的第六电容器37、第五电容器34与第四电容器31进行充电；充电完毕后，双电源自动转换开关9回复空挡位置，再启动脉冲触发按钮2，向雷击过电压发生组件传输冲击脉冲；雷击过电压发生组件充电后，较大的电流会击穿第四火花球隙36、第三火花球隙33与反串隔离火花球隙27，使得第六电容器37、第五电容器34与第四电容器31中积蓄的能量释放出来，第四电阻器35与第三电阻器32被短路，冲击脉冲经被击穿的第四火花球隙36、第三火花球隙33、第二调波模块30、反串隔离火花球隙27后产生雷击过电压，雷击过电压经由雷击脉冲输出电缆41、雷击脉冲输入电缆42、雷击脉冲加载电缆43、放电接头47与第一高压T型头加载至GIS试验装置。
高压隔离箱14内还设置有接地组件，接地组件包括第二穿墙套管16、第一充电电阻39与第二充电电阻40，其中，
第二穿墙套管16与第一穿墙套管15设置于高压隔离箱14的同一侧，第二穿墙套管16的一端接地，第二穿墙套管16、第一充电电阻39与第二充电电阻40依次串联连接。第一充电电阻39的两端分别与第一电容器19、第一火花球隙20连接，第一充电电阻39的两端分别与第四火花球隙36、第六电容器37连接；第二充电电阻40的两端分别与第二电容器22、第二火花球隙24连接，第二充电电阻40的两端分别与第五电容器34、第三火花球隙33连接。
第一充电电阻39与第二充电电阻40的作用为：1、作为接地的通路，在VFTO发生组件或雷击过电压发生组件充电过程中，使得充电电路形成一个闭合通路；2、作为保护部件，防止电路中过大的电流产生的时候，电流威胁到其他设备的安全，当电路中电流过大时，可将过高的电流引入地下。
GIS试验装置59包括第二高压T型头50、充气线路导体51、充气线路外壳52，第一高压T型头48通过高压电缆49与第二高压T型头50连接，第二高压T型头50连接充气线路导体51，VFTO和雷击双重过电压发生装置58产生的VFTO和雷击过电压通过第一高压T型头48、高压电缆49、第二高压T型头50加载至充气线路导体51上，充气线路导体51在双重过电压作用下产生GIS试验数据。充气线路导体51外侧包裹有充气线路外壳52，充气线路外壳52上连接有充气线路连接法兰53，充气线路连接法兰53上安装有特高频传感器54，特高频传感器54用于采集充气线路导体51产生的GIS试验数据。
数据处理分析装置60与GIS试验装置59连接，用于处理分析GIS试验装置59在VFTO与雷击过电压双重作用下产生的GIS试验数据。数据处理分析装置60包括滤波箱55、信号采集处理模块56与PC57，特高频传感器54与滤波箱55连接，滤波箱55、信号采集处理模块56与PC57依次串联连接，滤波箱55用于滤除GIS试验数据中的干扰信息，将过滤后的实验数据传输至信号采集处理模块56，信号采集处理模块56对实验数据进行分析处理，计算得到GIS绝缘性能，并将结果传输至PC57中显示，方便工作人员查看。
本申请实施例提供的VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***包括VFTO和雷击双重过电压发生装置、GIS实验装置及数据处理分析装置，其中，VFTO和雷击双重过电压发生装置包括总控制台、VFTO发生组件与雷击过电压发生组件，总控制台控制VFTO发生组件产生VFTO、控制雷击过电压发生组件产生雷击过电压，并将VFTO与雷击过电压双重加载至GIS试验装置中，获取GIS试验装置在双重过电压作用下产生的试验数据，再通过数据处理分析装置对试验数据进行处理分析。本申请实施例提供的GIS试验***能够模拟完成在VFTO和雷击过电压双重作用下的GIS试验，实现了在VFTO和雷击过电压双重作用下对GIS进行放电试验检测，相对于只在雷击过电压作用下的GIS实验，VFTO和雷电过电压相结合对GIS绝缘性能的检测效果更加有效，从而提供对GIS的绝缘结构设计，保障电力***的正常运行。
基于本申请实施例提供的VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***，本申请实施例还提供了一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验方法。
如图2所示，本申请实施例提供的VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验方法包括：
S100：按照接线图将VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***接线连接好。
按照接线图将VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***连接好，确保双电源自动转换开关处于空挡位置。
S200：利用VFTO和雷击过电压发生装置分别产生VFTO和雷击过电压，将VFTO和雷击过电压加载至GIS实验装置上。
连接好GIS试验***后，对总控制台中的充电时间序列设置图进行设置，设定第一通道与第二通道的充电时间；总控制台控制双电源自动转换开关连接至第一通道上，启动充电触发按钮，总控制台根据设定好的充电时间由第一通道对雷击过电压发生组件中的第四电容器、第五电容器、第六电容器进行充电；雷击过电压发生组件充电完毕后，总控制台控制双电源自动转换开关连接孩子第二通道上，总控制台根据设定好的充电时间由第二通道对VFTO发生组件中的第一电容器、第二电容器与第三电容器进行充电；VFTO发生组件充电完毕后，总控制台控制双电源自动转换开关回复空挡位置；在启动充电触发按钮3s及其以上时间后，启动脉冲触发按钮，向VFTO发生组件与雷击过电压发生组件发送冲击脉冲，使得VFTO发生组件产生VFTO，雷击过电压发生组件产生雷击过电压。
S300：GIS实验装置在VFTO与雷击过电压的双重过电压作用下，产生GIS试验数据。
利用VFTO和雷击双重过电压发生装置分别产生VFTO和雷击过电压后，通过第一高压T型头、高压电缆连接至GIS试验装置的第二高压T型头上，将VFTO与雷击过电压加载至GIS试验装置上。GIS实验装置的充气线路导体在VFTO与雷击过电压的双重过电压作用下产生GIS试验数据，通过特高频传感器测量GIS试验数据。
调整VFTO和雷击双重过电压发生装置的设置，使之产生所需的波形，将待测GIS额定工作电压Uk作为起始点，并选取约为Uk的3％电压间隔ΔU作为加压步长；在Uk水平开始施加VFTO和雷击过电压的序列式脉冲，将Uk加载至GIS实验装置上，如果GIS实验装置未发生击穿现象，则增大序列式过电压幅值至Uv＝(Uk+ΔU)，继续进行测试，并记录重复测试次数，直至GIS实验装置出现击穿现象；当GIS实验装置出现击穿现象时，记录重复测试次数Nv、过电压幅值Uv及VFTO和雷电过电压之间的间隔时间tv，并将测试结果Uv-Nv-tv进行保存。
S400：重复获取多组GIS试验数据，通过数据处理分析装置对GIS实验数据进行处理，获得GIS滞后系数。
采集到GIS试验数据后，通过数据处理分析装置对GIS实验数据进行处理分析，
首先，进行GIS击穿概率强度Q0的计算，如下：
上式中，Nv、Uv均为测试中所记录的实验数据。通过GIS击穿概率强度可部分反映GIS中绝缘气体的性质，为进一步明确VFTO和雷电序列式过电压对于GIS中气体绝缘强度的影响效果，根据序列式VFTO和雷击过电压作用下GIS的Uv-Nv-tv关系。
当GIS实验装置在VFTO和雷击过电压作用下发生击穿现象时，击穿电压与序列式VFTO和雷击过电压脉冲下降梯度间的系数关系，即脉冲滞后系数α，如下：
上式中，Q0为测试过程中GIS击穿概率强度，Nv为加压过程重复次数，Uv为每次加压的值。
经计算所得脉冲滞后系数α的数值越大，表明GIS中绝缘气体的耐压强度越高，抵御序列式VFTO和雷击过电压的能力越强；反之，滞后系数α的数值越小，表明GIS中绝缘气体的耐压强度越低，承受序列式VFTO和雷击过电压的能力越差。可选的，GIS整体保持良好绝缘效果的脉冲滞后系数α为106以上。
为了提高试验结果的精确度，多次重复步骤S100、S200与S300，获得多组GIS试验数据，使得实验数据更具有代表性，同时也为了检验GIS***的绝缘恢复性。
本申请实施例提供的VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验方法的具体实施步骤可参考上述实施例提供的GIS试验***，此处不再赘述。
本申请实施例提供的VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验方法基于VFTO和雷击过电压，模拟完成在VFTO和雷击过电压双重作用下的GIS试验，相比于只有雷电过电压作用下的GIS试验方法，该试验方法对GIS绝缘性能的检测效果更加有效。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“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，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (10)
1.一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***，其特征在于，包括VFTO和雷击双重过电压发生装置、GIS试验装置及数据处理分析装置，其中，
所述VFTO和雷击双重过电压发生装置包括总控制台、脉冲幅值控制通道、触发控制模块、VFTO发生组件、雷击过电压发生组件与第一高压T型头，所述触发控制模块包括开关状态显示器与双电源自动转换开关，所述总控制台控制所述双电源自动转换开关连接第一通道或第二通道，所述开关状态显示器用于显示所述双电源自动转换开关的连接状态；所述第一通道通过第一连接电缆连接所述雷击过电压发生组件，所述第二通道通过第二连接电缆连接所述VFTO发生组件，所述雷击过电压发生组件与VFTO发生组件通过所述第一高压T型头连接所述GIS试验装置；
所述数据处理分析装置与GIS实验装置连接，用于处理分析所述GIS试验装置在VFTO与雷击过电压双重作用下产生的数据。
2.根据权利要求1所述的GIS试验***，其特征在于，所述总控制台包括脉冲触发按钮、充电触发按钮与充电时间序列设置器，所述总控制台通过所述脉冲触发按钮与充电触发按钮控制所述VFTO发生组件与雷击过电压发生组件产生过电压；所述充电时间序列设置器用于设定所述VFTO发生组件与雷击过电压发生组件的充电时间。
3.根据权利要求1所述的GIS试验***，其特征在于，所述VFTO发生组件包括高压隔离箱、脉冲陡化间隙、绝缘隔板、放电电缆与放电接头，所述高压隔离箱内设置有第三穿墙套管、第一高压硅堆、第一电容器、第一火花球隙、第一电阻器、第二电容器、第二电阻器、第二火花球隙、第三电容器、第一调波模块与第四穿墙套管，其中，
所述第三穿墙套管设置于所述高压隔离箱的一侧，所述第三穿墙套管的一端与所述第二连接电缆连接，所述第三穿墙套管的另一端与所述第一高压硅堆连接；所述第一高压硅堆、第一电阻器、第二电阻器、第一调波模块与第四穿墙套管依次串联连接，所述第一电容器与第一火花球隙连接于所述第一高压硅堆与第一电阻器的接线处，所述第二电容器与第二火花球隙连接于所述第一电阻器与第二电阻器的接线处，所述第三电容器连接于所述第二电阻器与第一调波模块的接线处；所述第二电容器的两端分别与所述第一电阻器、第一火花球隙连接，所述第三电容器的两端分别与所述第二电阻器、第二火花球隙连接；
所述第四穿墙套管设置于所述高压隔离箱的另一侧，所述脉冲陡化间隙与所述第四穿墙套管连接，所述绝缘隔板位于所述脉冲陡化间隙与第四穿墙套管之间；所述脉冲陡化间隙、放电电缆与放电接头依次串联连接，所述放电接头与所述第一高压T型头连接。
4.根据权利要求3所述的GIS试验***，其特征在于，所述雷击过电压发生组件包括高压隔离箱、雷击脉冲输出电缆、雷击脉冲输入电缆与雷击脉冲加载电缆，所述高压隔离箱内设置有第一穿墙套管、第二高压硅堆、第六电容器、第四火花球隙、第四电阻器、第五电容器、第三火花球隙、第三电阻器、第四电容器、第二调波模块、反串隔离火花球隙与第五穿墙套管，其中，
所述第一穿墙套管与所述第三穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第一穿墙套管的一端与所述第一连接电缆连接，所述第一穿墙套管的另一端与所述第二高压硅堆连接；所述第二高压硅堆、第四电阻器、第三电阻器、第二调波模块、反串隔离火花球隙与第五穿墙套管依次串联连接，所述第六电容器与第四火花球隙连接于所述第二高压硅堆与第四电阻器的接线处，所述第五电容器与第三火花球隙连接于所述第四电阻器与第三电阻器的接线处，所述第四电容器连接于所述第三电阻器与第二调波模块的接线处；所述第五电容器的两端分别与所述第四电阻器、第四火花球隙连接，所述第四电容器的两端分别与所述第三电阻器、第三火花球隙连接；
所述第五穿墙套管与所述第四穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述雷击脉冲输出电缆与所述第五穿墙套管连接；所述雷击脉冲输出电缆通过所述雷击脉冲输入电缆与所述第二连接电缆连接，所述雷击脉冲输出电缆通过所述雷击脉冲加载电缆与所述放电接头连接。
5.根据权利要求4所述的GIS试验***，其特征在于，所述高压隔离箱内还设置有接地组件，所述接地组件包括第二穿墙套管、第一充电电阻、第二充电电阻，其中，
所述第二穿墙套管与所述第一穿墙套管设置于所述高压隔离箱的同一侧，所述第二穿墙套管的一端接地；所述第二穿墙套管、第一充电电阻与第二充电电阻依次串联连接；
所述第一充电电阻的两端分别与所述第一电容器、第一火花球隙连接，所述第一充电电阻的两端分别与所述第四火花球隙、第六电容器连接；所述第二充电电阻的两端分别与所述第二电容器、第二火花球隙连接，所述第二充电电阻的两端分别与所述第五电容器、第三火花球隙连接。
6.根据权利要求1所述的GIS试验***，其特征在于，所述GIS实验装置包括第二高压T型头、充气线路导体与充气线路外壳，所述第一高压T型头通过高压电缆与所述第二高压T型头连接，所述第二高压T型头连接所述充气线路导体；所述充气线路外壳上连接有充气线路连接法兰，所述充气线路连接法兰上安装有特高频传感器。
7.根据权利要求6所述的GIS试验***，其特征在于，所述数据处理分析装置包括滤波箱、信号采集处理模块与PC，所述特高频传感器与所述滤波箱连接，所述滤波箱、信号采集处理模块与PC依次串联连接。
8.一种VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验方法，其特征在于，所述方法包括：
按照接线图将VFTO和雷击过电压作用下的GIS试验***接线连接好；
利用VFTO和雷击双重过电压发生装置分别产生VFTO和雷击过电压，将所述VFTO和雷击过电压加载至GIS试验装置上；
所述GIS实验装置在所述VFTO与雷击过电压的双重过电压作用下，产生GIS试验数据；
重复获取多组GIS试验数据，通过数据处理分析装置对所述GIS实验数据进行处理分析，获得GIS滞后系数。
9.根据权利要求8所述的GIS试验方法，其特征在于，所述GIS实验装置在所述VFTO与雷击过电压的双重过电压作用下，产生GIS试验数据，包括：
将待测GIS的额定工作电压Uk加载至GIS试验装置上；
如果所述GIS实验装置未发生击穿现象，则按照加压步长ΔU增大过电压幅值至Uv，重复进行测试；
如果所述GIS实验装置发生击穿现象，则记录重复次数Nv、过电压幅值Uv及VFTO和雷电过电压之间的间隔时间tv。
10.根据权利要求9所述的GIS试验方法，其特征在于，通过数据处理分析装置对所述GIS实验数据进行处理分析，获得GIS滞后系数，包括：
根据公式(1)计算GIS击穿概率强度Q0；
根据公式(2)计算所述GIS实验装置击穿时的脉冲滞后系数α。
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