一种侵入式局部放电检测试验装置

本发明涉及电气设备局部放电缺陷检测领域，特别涉及一种侵入式局部放电检测试验装置。

背景技术：

1、电气设备在生产、运输、组装及运行中不可避免地会产生各种绝缘缺陷，如高压导体或金属室上的划痕与突出物、游离导电颗粒、零件松动产生的悬浮电位或绝缘子表面的脏污等。绝缘缺陷在电场作用下极易引发局部放电。局部放电被视为绝缘劣化的一种表现形式，也是加速绝缘劣化的直接诱因。因此，局部放电缺陷检测成为了电气设备运行状态检测中不可或缺的技术手段。

2、按照实施方式的不同，局部放电检测分为侵入式检测技术与非侵入检测技术。非侵入式检测方法不需要直接接触设备内部，通常可以在设备运行状态下进行，而无需关闭设备或对其造成干扰。然而有限的灵敏度和精度以及易受环境条件影响的缺点限制该类检测技术的应用。目前已有专利申请对电气设备局部放电缺陷进行模拟与检测，但大多面向非侵入式局部放电缺陷检测，很难直接应用于侵入式检测，更无法实现检测装置的独立安装、维修与换新。如公开号为cn117214623a的专利申请提出sf6气体绝缘设备放电缺陷的发射光谱检测识别平台及方法，采用非侵入式的方法采集了放电过程中的发射光谱。公开号为cn205080231u的专利申请基于缺陷模拟设计了gis局部放电带电检测试验装置，并内置了宽频特高频传感器。该设计无法对内置的宽频特高频传感器进行独立操作。公开号为cn208872842u的专利申请涉及一种油中放电模拟试验装置，通过阀门的方式实现了局部放电监测过程的可控。该设计面向以变压器油为绝缘介质的电气设备，且主要测量电学参数，存在面向对象单一，局部放电缺陷检测方式受限的问题，更重要的是没有考虑检测装置的安装、维修与换新。上述已有的专利申请虽然可以模拟局部放电缺陷，但是存在诸多不足，需要在侵入式检测装置装配方面进一步优化。

3、侵入式检测指的是需要直接接触设备内部，以获取相关数据或信息的检测方法。侵入式检测技术以其深入诊断、高精度和全面性而著称。通过直接接触设备内部，侵入式检测技术能够提供准确的数据和信息。其适用范围广泛，涵盖各种电气设备和系统，并且能够发现非侵入式方法无法触及的问题，为设备运行的稳定性和可靠性提供了重要保障。侵入式局部放电检测试验装置不仅可以模拟电气设备内部典型放电缺陷，还可以通过侵入式检测装置装配模块完成侵入式检测装置的安装与换新，满足实验要求与电气设备侵入式检测装置安装与换新的应用所需。

4、然而，侵入式检测技术要求检测装置直接深入到电气设备内部。检测装置的安装、维修与换新通常需要关闭设备并通过抽真空的方式排空绝缘介质来完成，这为侵入式检测技术的应用带来了极大的不便。典型的案例包括：油中溶解气体的检测需要气敏传感器放置在电力设备中，然而气敏材料经过长时间的吸附作用，灵敏度将不断下降，需要及时换新；为避免外界环境的光干扰，电气设备局部放电发射光谱检测技术的光采集模块侵入至电气设备内部。然而，电气设备在运行过程中伴随有绝缘介质分解，这些分解产物会对光采集模块造成不可逆的损害，因此为保证发射光谱检测装置的灵敏度，需要及时更换光采集模块。光纤超声传感器的声敏感膜极其脆弱，需要保持在一定压强范围的环境中，这对光纤超声传感器的安装与换新极具挑战性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种侵入式局部放电检测试验装置，该装置包括：侵入式局部放电检测试验模组和侵入式检测装置装配模块；所述侵入式局部放电检测试验模组包括：法兰盘，用于在第一端密封局部放电缺陷模拟腔；非金属绝缘环，位于局部放电缺陷模拟腔与法兰盘之间，用于外接外置式特高频传感器，以实现局部放电过程中特高频信息的采集；两个环氧玻纤法兰盘，分别用于在第二端和第三端密封局部放电缺陷模拟腔，第二端和第三端彼此相对，环氧玻纤法兰盘还用于实现电极导杆的固定以及与局部放电缺陷模拟腔的绝缘；电极导杆，用于安装电极，所述电极用于模拟不同局部放电缺陷；弹簧，用于增大电极导杆与所用电极螺纹连接处的摩擦力，电极螺纹位于电极导杆内壁；绝缘介质充放导管，穿通局部放电缺陷模拟腔的壁部，用于完成对局部放电缺陷模拟腔内绝缘介质加注与排除的操作；局部放电缺陷模拟腔，呈现为柱体，第一端、彼此相对的第二端和第三端开口，且分别由法兰盘、两个环氧玻纤法兰盘密封；所述侵入式检测装置装配模块包括：超高真空板阀，用于在闭合状态下将局部放电缺陷模拟腔同真型检测舱隔离，在开启状态下将局部放电缺陷模拟腔同真型检测舱连通；真型检测舱，用于容纳侵入式检测装置；侵入式检测装置，安装在超高真空馈通件前端，通过与绝缘介质直接接触的方式测取其内部的局部放电信息，在真型检测舱内完成信息的采集；密封法兰盘，用于密封真型检测舱，且用于装配超高真空馈通件，用于对侵入式检测装置起到支撑与固定作用，并将采集的信息高保真地传输至真型检测舱外部，超高真空馈通件用于在保持真型检测舱内压强恒定的条件下实现真型检测舱里绝缘介质的充放。

2、在以上侵入式局部放电检测试验装置中，侵入式检测装置包括发射光谱检测的光采集模块、超声波检测的光纤超声传感器、油中溶解气体检测的气敏传感器、温度传感器。

3、在以上侵入式局部放电检测试验装置中，局部放电缺陷模拟腔采用5 mm厚不锈钢材料加工制成。

4、有益效果：

5、本发明采用前述的侵入式局部放电检测试验装置，研究不同局部放电缺陷之间放电信息的异同，解决侵入式检测装置在电气设备中的装配问题。装置用于模拟电气设备中局部放电缺陷包括但不限于尖刺放电、沿面放电、火花放电。通过侵入式检测装置装配模块实现对侵入式检测装置的独立安装、维修与换新的操作。

技术特征：

1.一种侵入式局部放电检测试验装置，其特征在于，包括：侵入式局部放电检测试验模组和侵入式检测装置装配模块；

2.根据权利要求1所述的侵入式局部放电检测试验装置，其特征在于，所述侵入式检测装置包括发射光谱检测的光采集模块、超声波检测的光纤超声传感器、油中溶解气体检测的气敏传感器、温度传感器。

3.根据权利要求1所述的侵入式局部放电检测试验装置，其特征在于，所述的局部放电缺陷模拟腔采用5 mm厚不锈钢材料加工制成。

技术总结本发明提供一种侵入式局部放电检测试验装置，包括：侵入式局部放电检测试验模组，包括：法兰盘；非金属绝缘环，位于局部放电缺陷模拟腔与法兰盘之间；两个环氧玻纤法兰盘，密封局部放电缺陷模拟腔，实现电极导杆的固定以及与局部放电缺陷模拟腔的绝缘；电极导杆；弹簧，用于增大电极导杆与电极螺纹连接处的摩擦力；绝缘介质充放导管，用于绝缘介质加注与排除的操作；局部放电缺陷模拟腔；侵入式检测装置装配模块，包括：超高真空板阀；真型检测舱，用于容纳侵入式检测装置；侵入式检测装置，在真型检测舱内采集信息；密封法兰盘，用于密封真型检测舱。本发明可用于模拟电气设备局部放电缺陷，满足局部放电信息的采集。技术研发人员：韩冬,段竣然,申偲杰,邱宗甲,刘伟,朱姗,李康,张国强受保护的技术使用者：中国科学院电工研究所技术研发日：技术公布日：2024/8/27