CN117110819A - 一种气体绝缘强度测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体绝缘强度测试装置，包括内腔室和外腔室，所述内腔室中设置有测试电极，所述内腔室通过内腔室壁所述外腔室隔离，所述内腔室通入待测气体，所述外腔室通入调压用的辅助气体，使得所述内腔室壁承受的气压差低于所述内腔室内的绝对气压值。本发明通过内腔室和外腔室的设计，实现内外腔室的气压差可调整，使得内腔室壁承受的气压差低于内腔室的绝对气压值，提高了腔体的耐受气压值，提高了装置实验的安全性以及可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及气体测试领域，特别是涉及一种气体绝缘强度测试装置。
背景技术
在实际工程和科学研究中，高绝缘强度气体一直是研究的重点，而SF6（六氟化硫）凭借着良好的绝缘强度，一直作为保护气使用。而由于SF6全球变暖潜能值极高，寻找环保清洁的替代气体成为绝缘材料发展的一大热点。为了降低一些保护气在使用温度下的沸点，一般采用高绝缘强度气体与惰性气体混合的方法来得到新的混合气，从而测试混合气体的工频绝缘强度具有重要意义。
目前已有的混合气体工频绝缘强度测试装置具有一定的局限性。目前的测试装置大多是密封腔体。这些腔体可以进行实验的工况条件较少，尤其是缺乏控制实验温度的装置。此外，由于材料强度的限制，这些腔体能够承受的气压值较低。现有的实验装置采用的混合气体的方法是静置24h，通过气体自然扩散的方法混合气体。该方法极大延长了实验周期，不利于实验的展开。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为了解决传统气体绝缘强度测试装置的腔体耐受气压值低等问题，本发明提出一种气体绝缘强度测试装置。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种气体绝缘强度测试装置，包括内腔室和外腔室，所述内腔室中设置有测试电极，所述内腔室通过内腔室壁所述外腔室隔离，所述内腔室通入待测气体，所述外腔室通入调压用的辅助气体，使得所述内腔室壁承受的气压差低于所述内腔室内的绝对气压值。
在一些实施例中，所述测试电极包括高压电极和地电极，所述高压电极通过高压电极接头与高压电源高压端连接；优选地，所述高压电极接头、所述高压电极和所述地电极的材料采用钨铜。
在一些实施例中，所述高压电极和所述地电极分别为测试气体工频绝缘强度的上下极板，其中所述高压电极延伸到所述内腔室外与所述高压电极接头相连，并与所述内腔室之间使用绝缘材料做绝缘保护；优选地，所述绝缘材料为聚四氟乙烯。
在一些实施例中，所述外腔室和所述内腔室分别包括具有上部开口的主体，所述外腔室和所述内腔室的上部开口由同一盖体共同密封。
在一些实施例中，所述内腔室内设置有鼓风装置，用于搅动所述内腔室内的待测混合气体；优选地，所述鼓风装置设置于靠近所述测试电极中的低电位电极的位置。
在一些实施例中，所述内腔室的出气口与真空泵相连。
在一些实施例中，所述内腔室壁采用透明材料，所述外腔室上设有视窗；优选地，所述透明材料为亚克力玻璃。
在一些实施例中，所述内腔室和所述外腔室分别配置有压强传感器和与所述压强传感器相连的气压表。
在一些实施例中，还包括温度传感器和加热元件，所述温度传感器设置在所述内腔室内，所述加热元件设置在所述内腔室外壁，所述加热元件与所述温度传感器与控制模块相连。
在一些实施例中，还包括支撑底座，所述内腔室和外腔室固定在所述支撑底座上，电机盒悬挂在所述支撑底座内部，控制模块设置在所述电机盒上。
本发明与现有技术对比的有益效果包括：
本发明通过内腔室和外腔室的设计，实现内外腔室的气压差可调整，使得内腔室壁承受的气压差低于内腔室的绝对气压值，提高了腔体的耐受气压值，降低了对测试装置的材料强度的限制要求，也提升了实验的安全性以及可靠性。在进一步的方案中，通过设置温度传感器与电机盒，实现了实时检测与控制腔室的温度；通过设置鼓风装置，使得可以搅动腔室内的待测混合气体，提高了混合气体的效率；还通过在高压电极与内腔室之间设置绝缘保护，进一步提高了实验的安全性以及可靠性。
本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。
附图说明
图1是本发明实施例的气体绝缘强度测试装置的主视结构示意图；
图2是本发明实施例的气体绝缘强度测试装置的剖面结构示意图；
图3是本发明实施例的气体绝缘强度测试装置的俯视结构示意图。
附图标记：1：高压电极接头、2：进气口、3：内腔气压表、4：出气口、5：外腔气压表、6：视窗、7：电机盒、8：支撑底座、9：波纹管、10：真空泵、11：聚四氟乙烯、12：内腔压强传感器、13：温度传感器、14：外腔体压强传感器、15：高压电极、16：地电极、17：小型鼓风装置。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
本发明实施例提出了一种气体绝缘强度测试装置，包括内腔室和外腔室，内腔室中设置有测试电极（如高压电极15和地电极16），内腔室通过内腔室壁外腔室隔离，内腔室通入待测气体，外腔室通入调压用的辅助气体（可以是空气），使得内腔室壁承受的气压差低于内腔室内的绝对气压值。由此，本装置提高了腔体的耐受气压值，降低了对测试装置的材料强度的限制要求，也提升了实验测试的安全性以及可靠性。
如图1所示为，本发明实施例的气体绝缘强度测试装置的主视结构示意图；如图2所示为，本发明实施例的气体绝缘强度测试装置的剖面结构示意图；如图3所示为，本发明实施例的气体绝缘强度测试装置的俯视结构示意图。本发明实施例结构主要用于混合气体的工频绝缘特性测试，可以实现不同压强、混合比、温度以及电场形式下的工频绝缘特性测试。
一个实施例提供的气体绝缘强度测试装置包括内腔室、外腔室、保护壳以及真空泵10。外腔室和内腔室中具有上部开口的主体，外腔室和所述内腔室的上部开口由同一盖体共同密封。保护壳由不锈钢材料制作，底部由支撑底座8进行支撑，电机盒7位于保护壳下方，悬挂在支撑底座8内部。视窗6位于保护壳中央，并且与外腔室连接。此外，保护壳上方有进气口2和出气口4。进气口2与内腔室接通，出气口4通过波纹管9与真空泵10相连，出气口为内腔室出气口。内腔气压表3与外腔气压表与电机盒7通过导线连接。保护壳底部有若干可打开小孔，小孔与外腔室连通，不打开时使用金属紧固件密封。
内腔室壁采用透明材料，外腔室上设有视窗；优选地，透明材料采用亚克力玻璃。本发明实施例中测试电极为高压电极15和地电极16，内腔室与外腔室之间用亚克力玻璃隔开。高压电极接头1与高压电极连接15，通过保护壳通入内腔室，均为钨铜材料。地电极16通过保护壳通入内腔室，材料也是钨铜。本发明实施例还设置温度传感器和加热元件18，温度传感器设置在内腔室内，加热元件18设置在内腔室外壁，使用贴片式加热方法，即使用发热片来对内腔室加热，加热元件可以优选为采用玻璃纤维或亚克力胶封装的金属薄膜发热体。所述加热元件与所述温度传感器与控制模块相连，控制模块设置在所述电机盒上。本发明实施例中内腔室和外腔室分别配置有压强传感器及其与所述压强传感器相连的气压表,内腔压强传感器12与温度传感器13在内腔室内，与电机盒7通过导线连接；外腔体压强传感器14在外腔室内，与电机盒7通过导线连接。内腔室内还设置有鼓风装置，用于搅动所述内腔室内的待测混合气体；鼓风装置设置于靠近所述测试电极中的低电位电极的位置，本发明实施例中所述鼓风装置为小型鼓风装置17，小型鼓风装置17可以快速搅动内腔室气体，小型鼓风装置17在内腔室内部，靠近地电极位置，其通过导线与电机盒7连接。
高压电极接头1与高压电源高压端连接，并且与高压电极15、地电极16共同构成了测试气体工频绝缘测试的上下极板。本发明实施例中高压电极15延伸到内腔室外与高压电极接头相连，并与内腔室之间绝缘材料做绝缘保护，其中高压电极15与保护壳之间使用绝缘材料聚四氟乙烯11进行绝缘保护。内腔室是反应气体混合室。通过进气口2向内腔室通入混合气体，通过出气口4将内腔室抽成真空或者排出内腔室废气。内腔气压表3可实时显示内腔室的气压值。温度传感器13可以实时监测内腔室温度。实验过程可以通过视窗6看到内部实验过程。外腔室是保护腔室，通过调整外腔室压强，减少内外腔室压强差，从而保护内腔室。外腔体压强传感器14监测外腔室压强，并且通过外腔气压表5显示。以上传感器以及显示器件均由电机盒7实现供电与控制。
本发明实施例实现了一种用于测试混合气体工频绝缘强度的装置。该装置可以提高耐受气压值，可以控制测试时的温度，并且具有缩短混合气体时间，方便调整电极间距等优势。该发明具有适用范围广、安全性以及可靠性较高的优势。
其中：
1.可以提高耐受气压值主要来源于方案中内外腔室的设计。内腔室作为反应腔室，可以通过进气口2、内腔气压表3以及出气口4控制和显示内腔室的气压值。而外腔室可以通过外部放气充气口以及外腔气压表5控制和显示外腔室的气压值。通过调整内外腔室的气压差，内腔室壁承受的气压差低于内腔室的绝对气压值，进而可以提高耐受气压值。
2.可以控制测试时的温度主要来源于方案中温度传感器13和电机盒7。温度传感器13可实时监测内腔室的温度，而电机盒7可以根据温度传感器13获取的温度值加热内腔室进而调整测试时内腔室的温度。
3.缩短混合气体时间，方便调整电极间距等优势主要来源于方案中小型鼓风装置17以及高压电极接头1。在之前的实验中，腔体内部的混合气体的混合主要依靠气体分子的扩散，混合时间较长。而该发明实施例通过小型鼓风装置17可以实现混合后加速混合气体的作用，大幅缩短了实验周期。而高压电极接头1底部具有长度刻度，可以根据该刻度调整测试时高压电极15与地电极16之间的电极距离。
4.具有适用范围广、安全性以及可靠性较高的优势主要来源于本发明实施例装置结构设计，该装置可以实现压强、温度、电极形式、电极距离等不同工况下混合气体的工频绝缘特性测试，应用范围较广。与此同时，高压电极与保护壳之间采用高绝缘强度材料聚四氟乙烯11也很大程度上提高了实验的安全性以及可靠性。
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
Claims (10)
1.一种气体绝缘强度测试装置，其特征在于，包括内腔室和外腔室，所述内腔室中设置有测试电极，所述内腔室通过内腔室壁所述外腔室隔离，所述内腔室通入待测气体，所述外腔室通入调压用的辅助气体，使得所述内腔室壁承受的气压差低于所述内腔室内的绝对气压值。
2.如权利要求1所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，所述测试电极包括高压电极和地电极，所述高压电极通过高压电极接头与高压电源高压端连接。
3.如权利要求2所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，所述高压电极和所述地电极分别为测试气体工频绝缘强度的上下极板，其中所述高压电极延伸到所述内腔室外与所述高压电极接头相连，并与所述内腔室之间使用绝缘材料做绝缘保护。
4.如权利要求1至3任一项所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，所述外腔室和所述内腔室分别包括具有上部开口的主体，所述外腔室和所述内腔室的上部开口由同一盖体共同密封。
5.如权利要求1至3任一项所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，所述内腔室内设置有鼓风装置，用于搅动所述内腔室内的待测混合气体；所述鼓风装置设置于靠近所述测试电极中的低电位电极的位置。
6.如权利要求1至3任一项所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，所述内腔室的出气口与真空泵相连。
7.如权利要求1至3任一项所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，所述内腔室壁采用透明材料，所述外腔室上设有视窗。
8.如权利要求1至3任一项所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，所述内腔室和所述外腔室分别配置有压强传感器和与所述压强传感器相连的气压表。
9.如权利要求1至3任一项所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，还包括温度传感器和加热元件，所述温度传感器设置在所述内腔室内，所述加热元件设置在所述内腔室外壁，所述加热元件与所述温度传感器与控制模块相连。
10.如权利要求1至3任一项所述的气体绝缘强度测试装置，其特征在于，还包括支撑底座，所述内腔室和外腔室固定在所述支撑底座上，电机盒悬挂在所述支撑底座内部，控制模块设置在所述电机盒上。
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