前言

基于中国幅员辽阔，地域面积广阔，资源不均衡，导致目前我国输电线路及联网（并网），需要跨区域、远距离的传输；所以超高压直流输电事业的发展也异常的迅速。随着近年来输电线路电压等级的不断提高，直流绝缘子的老化问题日趋严峻。

直流绝缘子在在电力系统中应用很广泛，尤其在直流输电工程中的应用。用于支持带电导体并使其绝缘的电器元件。一般由绝缘件(如瓷件)和金属附件(如钢脚、铁帽、法兰等)用胶合剂胶合或机械卡装而成。属于外绝缘,在大气条件下工作。架空输电线路、发电厂和变电所的母线和各种电气设备的外部带电导体均须用绝缘子支持，并使之与大地（或接地物）或其他有电位差的导体绝缘。由于其工作环境一直处于大气条件，那么绝缘子本身的耐气候老化性能也就成了电力部门非常关心的重点问题。长期老化性能的优劣与运行条件（如电应力、机械应力和热应力、大气自然环境温湿度、紫外、臭氧）以及绝缘子内在材质有很大关系。在模拟绝缘子实际工作环境下的老化性能综合试验方面主要包括：大气环境的污垢（防尘试验）、降雨（淋雨试验）、太阳辐射（光照老化试验）、放电（局放试验）、高温高湿（高低温交变湿热试验）、大气中腐蚀性成分老化（复合盐雾腐蚀试验）等。

对于瓷绝缘子材质在直流电压下的老化成因，有人认为，瓷质中的碱金属离子，特别是Na’离子在迁移过程中由于获得电子而形成体积比离子体积大两倍的原子，局部膨胀应力致使绝缘子破裂(主要出现在绝缘子头部);另外一种观点认为.离子迁移造成了瓷件内部电阻率不同的导电层，导致不均匀的电场分布，长时间作用后而出现击其穿。为了验证其在运行状态下的老化成因，电气制造商必须对其进行自然大气环境中的工作状态的一种模拟测试。

综合试验系统满足标准

1.GB/T 16927.1-2011  高电压试验技术 部分：一般试验要求

2.IEC 60-1：1989

3.GB/T11158-2006高温箱技术条件

4.    4.GB/T 19443-2004    标称电压高于1000V的架空线路用绝缘子-直流系统用瓷或玻璃绝缘子元件-定义、试验方法和接收准则

5.    5.IEC 61325:1995, MOD

部分：高低温湿热试验箱主体技术方案

主要技术参数

型号：　CK-JYZLHX-15型    

恒温箱内部尺寸（D×W×H）： 2000×2500×3000 ㎜

温度范围：   RT+10℃～150℃

温度均匀度：   ≤ 2℃  （150℃内，空载时）

温度波动度：   ±0.5℃ （空载时）

温度偏差：   ≤±2℃

时间设定范围：   0～9999 小时、分钟、秒

数量：2套

直流高压产生测量系统：

    输出电压：     0~+110kV  DC

    电压测量精度： △≤1%

     电压脉动系数： δ≤0.5%

    负载电流： Imax=100mA

电流测量精度： δ≤1%（注：总电流）

连续运行时间： T≥180天

结构设计简介

一、高低温湿热主箱体部分

（1）结构：采用组合拼装式库板结构，它将直接构成一个密闭的试验空间。所有材料均选用的原材料，并按照可靠的质量保证标准制作。根据用户要求的试验室尺寸，预先制作并聚氨酯发泡+岩棉。各关键部位均受严格控制，免去日后繁杂的维修保养。

为延长设备的使用寿命，库板外壁材料为高韧性钢板并以无溶剂粉体树酯涂装， 厚1.0mm，内壁材料为进口SUS#316耐热耐寒不锈钢板，厚1.0mm。库板在发泡前预埋特殊设计加工的防变形钢木骨架。内层灌注厚150mm的硬质聚胺脂+岩棉材料,具有绝热隔音性能，使试验室的运行成本显著低于其它材料。

该试验室用保温材料经国家建筑测定的参数如下：

参数导热系数导温系数比热抗压强度抗弯强度吸水性自熄性

数据0.0162大卡/米·度·小时0.000942米2/小时0.338大卡/公斤·度>2Kgf/cm2>2.5Kgf/cm2<3克/100cm2≯7秒

 （2）底板：采用优质SUS316L不锈钢防滑板厚3.0mm，承重3~5吨。

  （3）大门：前后大门2000（宽)×2000（×高)（实际门洞大小可二次设计)，里外都能开门，并带锁，防止无关人员或不知情人员意外打开试验箱而破坏试验的连续性，大门内板是不锈钢板，外表面是与箱体外表面材料一样的高韧性钢板，在门和门框的周围预埋有加热丝，加热丝的开启由设备根据不同的运行工况自动开启，门锁采用优质新型双联冷库专用锁具。

   （4）观察窗：设有观察窗以便于观察内部情况，观察尺寸为长350mm×高500mm，暂设1个，安装于侧面库体上。设有全透明的内外镀膜加热防霜装置，四层中空玻璃，在各种温度试验时观察窗的加热丝自动开启，防止凝露和结霜，保障设备在长时间开启装态下都能通过观察窗观察到箱内试验情况。

（5）引线孔：箱体侧面配有1个∮100mm引线孔，供试验走线用，其放置位置、数量、孔径在设计前可适当调整。

   （6）平衡装置：箱体安装有气压平衡装置，保障设备在试验时箱内气压始终与外界的保持基本一致。

   （7）照明：箱内安装有耐高温照明灯4盏，便于观察箱内的试验样品。照明灯在箱外控制面板上有开关控制。

   （8）屏蔽系统。保障试验室的安全运营及抑制电磁干扰，设备可靠接地。

（9）室体配备与无局放变压器配套用300KV穿墙套管。

（10）绝缘子试品支撑架，每个老化室内配备4个绝缘子试品支撑架，绝缘子试品支撑架每层放4个绝缘子。试品支撑架配有紧密接触试品架高压端的压力弹簧。设有装载绝缘子的挂钩，试品支撑架与箱体可靠绝缘。

二、空气循环部分是保证设备温度的均匀性、偏差等技术指标的重要组成部分。

本方案采用传统的环境模拟试验设备的热平衡调温调节模式。即设计一个内置式空气混合调节腔，腔内安置蒸发器、加热器、离心风机。空气调节腔置于试验室的侧面，空气在通道下部被吸入，再自下而上经加热器加热，再经长轴电机驱动离心风机，然后将经调节好的温度空气送入试验区内,循环往复，逐步使室内达到试验要求。在气流组织上是上送下回。

三  通道骨架：支撑需要安装在通道内的部件。

四  风机：采用离心风机，是箱内搅拌空气的动力源，风机把箱内通过蒸发器和加热器混合的空气进行搅拌，然后送出通道，让空气在箱内循环。

五  马达架：设备风机的主要固定和支撑部件。

六  加热器：采用镍铬合金发热丝，配置合理的表面发热负荷量，无明火，寿命长，是设备的主要热源，为设备升温和温度点冷热平衡提供所需的热量。

七  通道热保护装置。此装置在设备保温板的临界允许温度以下就报警，且切断加热器，从而达到保护设备和样品的目的。

八  高压电气控制及传输部分：高压所有部分采用采用无局放设计，高压电压值测量结果显示、自动恒压控制上位机、故障报警事件及故障回忆功能均在上位机自动完成，升压、降压、故障跳闸、过流保护及其相关的显示灯等在试验操作控制台上完成。

九  控制系统：采用智能触摸屏专用温度程序控制器，控制调节试验室内的温度度，自动决定执行元件 （如加热器、风机等）的工作状态。

 显 示 器：7寸真彩触摸控制液晶显示屏。

 运行方式：定值或程序

 设定方式：中文菜单，触摸屏方式输入

 程序容量：可储存120组、1200段试验程序

 循环次数：每个程序段可循环999次

 预约开机：可执行预约开机功能

 设定范围：温度：RT+10℃～+150℃，

 控制器设定精度为：温度0.1℃ ，时间0.lmin。

 画面显示:彩色实时曲运转纪录曲线显示画面与设定曲线

复电后选择: 停电复电后可“冷起”“热起”“停机”之设定选择设备具有超温，风机过热、过流等多种报警保护功能，而控制器具备的故障自诊断功能可保证一旦设备出现异常，将切断主要部件的电源，同时发出报警信号。

温度测量采用高精度铠装铂电阻Pt100

本控制器具有程序试验和恒定试验的功能，用户可根据试验的要求和

需要，进行编程试验和恒定试验。

配备独立的工作时间累计计数器。

数据存储，10s一个数据最少可以存储90天，存满不覆盖原数据。

电力电气传感控制系统可根据用户目前使用的常规电压、电流、电阻传感控制方式

十  安全保护装置：

  室体超温报警；

  风机过电流报警；

  电压报警；

  电流报警；

  电阻报警；

  电源缺相、相序报警。

第二部分：工频电源系统

1.目的 

绝缘子进行直流产品干/湿耐受、击穿耐受试验的需要的设备。 

2.执行标准： 

a)DL/T459—2000《电力系统直流电源柜订货技术条件》 

b)GB/T19826—2005《电力工程直流电源通用技术条件及安全要求》 

c)《公司直流电源技术标准》 

3.成套试验设备组成及说明 

a)成套试验设备工频电源由 300KV 变压器本体提供。 

b)电阻分压器                     1台

c)硅堆                           1支

d)滤波电容                       1台

e)控制系统和工频控制共用。

4.HY300-50/0.05直流保护电阻

5.额定电压：300kV

6.额定电流：≥50mA

7.标称电阻：50kΩ

8.安装在硅堆的顶端，采用镍铬丝缠绕在环氧管上,安装在本体与分压器之间

9. HYF-±300直流电阻分压器〔兼放电（泄漏）电阻〕

额定电压：±300kV

额定电流：50mA

直流电阻:600MΩ

标称阻值偏差：±0.5%

分压比： 1000:1

刻度因数的不确定度不超过±3%

测量仪表：采用反映平均值的测量仪表，其误差不大于1%

运行时间：同发生器本体

结构形式：主体安装在可移动装置上。

整体分为1节，每节电阻分压器之间均装有屏蔽环；

电阻采用有感设计；

插接件选用防脱落插头；

低压臂采用金属外壳，整体防尘、防锈和电气接触性良好，能方便的开启、闭锁和接线,外壳有接地端子。

直流电阻分压器顶罩采用铝环安装结构（与直流本体共用）

每级分压器可拆卸叠装

 分压器与发生器本体一体化

10、主要控制参数

直流电压：

整定范围 0～±300kV 连续可调

调节精度 1kV

显示精度 1kV

直流电流：

显示范围 0～±50mA

显示精度 0.5mA

电压测量不确定度： ≤ ±3 %

测量仪表准确等级： 0.5 级

直流电源清单

序号供货范围单位数量

1300KV/50mA高压整流硅堆台1

2300KV/50K保护电阻台1

3300KV/0.5uF滤波电容台1

4300KV/600M电阻分压器根1

5自动接地套1

第三部分：多重气候因素融合技术方案

一、盐雾腐蚀系统：

核心技术参数：

实验箱温度范围：RT+10℃～65℃

饱和桶温度范围：RT+10℃～70℃

湿度范围：>95%RH

温度波动度：≤±0.5℃

温度均匀度：≤2℃

温度偏差：≤±2℃

盐雾沉降量：1～2mL/80cm2 ·h（16小时以上平均值）

喷雾方式：气动式，连续、间隙、可程式等多种喷雾方式选择

试验方法：中性盐雾试验(NSS试验），乙酸盐雾试验（AASS试验），铜加速乙酸盐雾试验（CASS试验）

二、淋雨喷淋系统：

核心技术参数：

本防淋水和溅水试验装置(淋水喷头IPX3/防溅水喷头IPX4)采用全不锈钢精密烧焊制成，喷孔采用激光打孔。孔腔光滑无毛刺，喷头前方有一挡板（SUS304）。可调节喷头喷出雨滴的覆盖面，此种装置可对产品在做水试验时从各个不同角度进行喷洒，此时可将挡板拆下。

工作流程：

水源 （水泵）           阀门          流量计、压力表            喷头

1．喷头孔径0.5mm，

2．孔数121个，其中一个在，里面两圈共12个孔，间距30º，外面4圈共24个孔，间距15º，

3．莲蓬头直径100mm，

4．管径15mm，

5．仰角可调

6．喷水流量：10×（1±5%）L/min，

本防喷水试验设备（喷水法(软管法)试验滴嘴）：适用于可能受到各种冲水或猛烈海浪影响的产品。此种装置采用两种不同尺寸喷嘴即ø6.3mm和ø12.5mm。两种口径出水率分别为：12.5L/min和100±5L/min。

1．喷嘴内径：6.3mm(IPX5)

水流量：12.5L/min；

2．喷嘴内径：12.5mm(IPX6)

水流量：100L/min；

三、氙灯辐照系统

核心技术参数：

空间温度范围：RT+10℃～70℃

湿度范围：40～90% RH(干燥期间不喷水时)

黑板温度：63～90℃ ±3℃

氙灯灯源：进口风冷式灯管3根，随机备用一根。

氙灯功率：1.8KW(寿命2000小时）

样品架到灯管的距离：350mm～400mm

波长：290～800nm

光照/喷淋周期连续可调

试验记录自动保存，USB导出打印

温度、湿度、辐照度等功能均在一个界面上显示操作

功率：约11KW