一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法技术方案

技术编号:21888010 阅读:32 留言:0更新日期:2019-08-17 13:06
本发明专利技术涉及一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法,包括用于放置试样的绝缘平台;还包括为试样施加电压的针电极、栅极;绝缘平台上还设置有为试样充电的铝背电极,铝背电极上方设置有与其对应的探头;针电极连接针极高压直流电源,栅极连接栅极高压直流电源;针极高压直流电源、栅极高压直流电源和铝背电极均接地;探头依次连接电位计、A/D转换装置和控制装置;绝缘平台置于密闭的透明反应箱内;反应箱内设置有温度传感器、湿度传感器和干燥装置;温度传感器和湿度传感器均连接到控制装置;本发明专利技术能够同时对绝缘材料的憎水性、沿面闪络和等温表面电位衰减性能进行测试。

An Insulation Deterioration Assessment System and Experimental Method for Composite Insulation Material

【技术实现步骤摘要】
一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法
本专利技术涉及高压电力设备复合绝缘材料的绝缘性能检测
,具体涉及一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法。
技术介绍
复合绝缘子因具有质量小、憎水性强等优点已经在电力系统中广泛使用。但随着复合绝缘子使用数量和运行年限的增加,复合绝缘子材料老化现象逐渐凸显,造成绝缘的可靠性下降,其老化问题已引起电力运行部门的重视。老化的因素有日光紫外线辐射、污秽及电晕放电老化、电弧放电等,其中电晕放电老化发生的概率高、持续时间长,危害也较大,如果复合绝缘子长时期受到电晕放电老化,材料的表面结构就会发生破坏,憎水性丧失,进而使绝缘子失去其使用价值,影响电网的安全运行。目前还没有针对新型的复合绝缘材料的绝缘劣化评估系统及实验方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种能够完整、合理分析复合绝缘材料绝缘劣化程度和特性的复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法。本专利技术采用的技术方案是:一种复合绝缘材料绝缘等温表面电位衰减实验装置,包括用于放置试样的绝缘平台;还包括为试样施加电压的针电极、栅极;绝缘平台上还设置有为试样充电的铝背电极,铝背电极上方设置有与其对应的探头;针电极连接针极高压直流电源,栅极连接栅极高压直流电源;针极高压直流电源、栅极高压直流电源和铝背电极均接地;探头依次连接电位计、A/D转换装置和控制装置;绝缘平台置于密闭的透明反应箱内;反应箱内设置有温度传感器、湿度传感器和干燥装置;温度传感器和湿度传感器均连接到控制装置。进一步的,所述铝背电极通过第二支架固定;针电极通过第一支架固定。一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统,包括等温表面电位衰减实验装置、沿面闪络实验装置和憎水性实验装置;憎水性实验装置包括用于向试样表面滴加去离子水的进样器,进样器连接带有活塞的驱动管;驱动管内的活塞连接电动机;电动机连接控制装置;试样对应位置设置有用于拍摄试样表面固、液分界面的摄像机;摄像机连接控制装置。进一步的,所述进样器通过支撑支架固定;摄像机通过摄像机支架固定。进一步的,所述沿面闪络实验装置包括设置在反应箱内的加热装置;试样上连接第一指形电极和第二指形电极;第一指形电极和第二指形电极之间按照预设距离设置;第一指形电极和第二指形电极连接闪络发生装置;闪络发生装置连接电压测量仪;还设置有用于反应箱抽真空的真空泵;真空泵、电压测量仪和闪络发生装置均连接到控制装置。一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统的实验方法,包括以下步骤:步骤1:憎水性实验将进样器内装入去离子水,控制装置发出指令驱动电动机推断驱动管内活塞向左运动,使进样器向试样表面滴下去离子水滴;通过摄像机对水滴进行微距拍摄,控制装置识别、存储拍摄图像;根据拍摄得到的图像得到静态接触角θ;取与初始计算平均值误差在设定阈值内的静态接触角的平均值作为该条件下试样的静态接触角:式中:θf为得到的静态接触角,θi为测试的静态接触角,N为测试的有效次数;根据得到的静态接触角θf拟合,即可得到在不同老化条件和老化周期下的静态接触角拟合曲线;步骤2:沿面闪络实验控制装置控制真空泵对反应箱进行抽真空;控制装置控制加热装置加热,当温度传感器达到设定温度后,控制装置控制加热装置停止加热,保持反应箱内恒温;控制装置控制闪络发生装置和摄像机启动,闪络发生装置持续升压;通过摄像机观察试样表面情况;当闪络发生时,控制装置识别摄像机拍摄图像,记录发生闪络时电压测量仪测量数据;重复测量M次后,取与初始计算平均值误差在设定阈值内的闪络电压值的平均值作为该条件下的污闪电压Uf:式中:Ui为第i次测量得到的闪络电压值,M为测量次数;根据得到的污闪电压Uf拟合,即可得到在不同老化条件和老化周期下的污闪电压拟合曲线;步骤3:等温表面电位衰减实验开启针极高压直流电源和栅极高压直流电源对试样施加电压,达到预设时间后断开;移动试样至探头下方测量;通过温度传感器测量当前温度;控制装置控制电位计启动,电位计测量数据通过A/D转换装置传输到控制装置。本专利技术的有益效果是:(1)本专利技术能够同时对绝缘材料的憎水性、沿面闪络和等温表面电位衰减性能进行测试;(2)本专利技术可进一步的根据测得的性能对复合绝缘材料绝缘劣化程度和特性进行评价。附图说明图1为本专利技术憎水性实验装置结构示意图。图2为本专利技术沿面闪络实验装置结构示意图。图3为本专利技术等温表面电位衰减实验装置结构示意图。图4为本专利技术等温表面电位衰减实验装置平台主视图。图中:1-横杆,2-绝缘板,3a-第一竖杆,3b-第二竖杆,4-试样,5-进样器,6-驱动管,7-电动机,8-支撑支架,9-控制装置,10-摄像机,11-摄像机支架,12-反应箱,13-加热装置,14a-第一指形电极,14b-第二指形电极,15-温度传感器,16-湿度传感器,17-闪络发生装置,18-电压测量仪,19-真空管,20-真空泵,21-针极高压直流电源,22-栅极高压直流电源,23a-第一支架,23b-第二支架,24-针电极,25-栅极,26-绝缘平台,27-探头,28-干燥装置,29-铝背电极,30-电位计,31-A/D转换装置。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步说明。如图1-4所示,一种复合绝缘材料绝缘等温表面电位衰减实验装置,包括用于放置试样4的绝缘平台26;还包括为试样4施加电压的针电极24、栅极25;绝缘平台26上还设置有为试样4充电的铝背电极29,铝背电极29上方设置有与其对应的探头27;针电极24连接针极高压直流电源21,栅极25连接栅极高压直流电源22;针极高压直流电源21、栅极高压直流电源22和铝背电极29均接地;探头27依次连接电位计30、A/D转换装置31和控制装置9;绝缘平台26置于密闭的透明反应箱12内;反应箱12内设置有温度传感器15、湿度传感器16和干燥装置28;温度传感器15和湿度传感器16均连接到控制装置9;针电极24和栅极25之间距离为5mm;栅极25距离试样4为5mm,探头27距离试样4为3mm。铝背电极29通过第二支架23b固定;针电极24通过第一支架23a固定。一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统,包括等温表面电位衰减实验装置、沿面闪络实验装置和憎水性实验装置;憎水性实验装置包括用于向试样表面滴加去离子水的进样器5,进样器5连接带有活塞的驱动管6;驱动管6内的活塞连接电动机7;电动机7连接控制装置9;试样4对应位置设置有用于拍摄试样4表面固、液分界面的摄像机10;摄像机10连接控制装置9。所述进样器5通过支撑支架8固定;摄像机10通过摄像机支架11固定。所述沿面闪络实验装置包括设置在反应箱12内的加热装置13;试样4上连接第一指形电极14a和第二指形电极14b;第一指形电极14a和第二指形电极14b之间按照预设距离设置;第一指形电极14a和第二指形电极14b连接闪络发生装置17;闪络发生装置17连接电压测量仪18;还设置有用于反应箱12抽真空的真空泵20;真空泵20、电压测量仪18和闪络发生装置17均连接到控制装置9;反应箱12为立方体结构,加热装置13包括四根加热管;四根加热管分别设置在反应箱12的四根棱上。试样4可以设置在环氧云母制备的绝缘板2上;绝缘平台26用于放置试样4,可以包括竖向设置的第一立杆3a和第二立杆3b;第一立杆3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合绝缘材料绝缘等温表面电位衰减实验装置,其特征在于,包括用于放置试样(4)的绝缘平台(26);还包括为试样(4)施加电压的针电极(24)、栅极(25);绝缘平台(26)上还设置有为试样(4)充电的铝背电极(29),铝背电极(29)上方设置有与其对应的探头(27);针电极(24)连接针极高压直流电源(21),栅极(25)连接栅极高压直流电源(22);针极高压直流电源(21)、栅极高压直流电源(22)和铝背电极(29)均接地;探头(27)依次连接电位计(30)、A/D转换装置(31)和控制装置(9);绝缘平台(26)置于密闭的透明反应箱(12)内;反应箱(12)内设置有温度传感器(15)、湿度传感器(16)和干燥装置(28);温度传感器(15)和湿度传感器(16)均连接到控制装置(9)。

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘材料绝缘等温表面电位衰减实验装置,其特征在于,包括用于放置试样(4)的绝缘平台(26);还包括为试样(4)施加电压的针电极(24)、栅极(25);绝缘平台(26)上还设置有为试样(4)充电的铝背电极(29),铝背电极(29)上方设置有与其对应的探头(27);针电极(24)连接针极高压直流电源(21),栅极(25)连接栅极高压直流电源(22);针极高压直流电源(21)、栅极高压直流电源(22)和铝背电极(29)均接地;探头(27)依次连接电位计(30)、A/D转换装置(31)和控制装置(9);绝缘平台(26)置于密闭的透明反应箱(12)内;反应箱(12)内设置有温度传感器(15)、湿度传感器(16)和干燥装置(28);温度传感器(15)和湿度传感器(16)均连接到控制装置(9)。2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘材料绝缘等温表面电位衰减实验装置,其特征在于,所述铝背电极(29)通过第二支架(23b)固定;针电极(24)通过第一支架(23a)固定。3.采用如权利要求2等温表面电位衰减实验装置的复合绝缘材料绝缘劣化评估系统,其特征在于,包括等温表面电位衰减实验装置、沿面闪络实验装置和憎水性实验装置;憎水性实验装置包括用于向试样表面滴加去离子水的进样器(5),进样器(5)连接带有活塞的驱动管(6);驱动管(6)内的活塞连接电动机(7);电动机(7)连接控制装置(9);试样(4)对应位置设置有用于拍摄试样(4)表面固、液分界面的摄像机(10);摄像机(10)连接控制装置(9)。4.根据权利要求3所述的一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统,其特征在于,所述进样器(5)通过支撑支架(8)固定;摄像机(10)通过摄像机支架(11)固定。5.根据权利要求3所述的一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统,其特征在于,所述沿面闪络实验装置包括设置在反应箱(12)内的加热装置(13);试样(4)上连接第一指形电极(14a)和第二指形电极(14b);第一指形电极(14a)和第二指形电极(14b)之间按照...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨雁向星宇吴广宁曹保江刘进源郁郁高波
申请(专利权)人:西南交通大学
类型:发明
国别省市:四川,51

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