沿面闪络用非介入式表面电位测量装置制造方法及图纸

一种沿面闪络用非介入式表面电位测量装置，包括：测试腔、闪络引发装置、表面电位测量装置以及信号采集和分析装置，闪络引发装置和表面电位测量装置设置于测试腔内且分置于待测样品两侧，信号采集和分析装置设置于测试腔外并与表面电位测量装置相连。本发明专利技术在温度、湿度和真空度可控条件下实现闪络引发和表面电位测量同步进行，弥补传统表面电位测量只能工作在闪络结束后的不足，通过对表面电位测量结果的分析能够实现闪络前加压阶段的表面电荷积聚特性以及闪络期间表面电荷动态特性的研究，为今后电介质耐闪络性能的评估提供支撑。

Non intrusive surface potential measuring device for surface flashover

【技术实现步骤摘要】
沿面闪络用非介入式表面电位测量装置
本专利技术涉及的是一种沿面闪络测试领域的技术，具体是一种沿面闪络用非介入式表面电位测量装置。
技术介绍
沿面闪络是影响高电压电气绝缘设备安全运行的重要事故，作为绝缘支撑的绝缘子在“三结合点”处的电场畸变易产生表面电荷积聚并最终演变为持续性沿面闪络，危害设备和电网的安全运行。闪络前加压阶段“三结合点”处表面电荷的积聚过程以及闪络阶段表面电荷的动态变化对于评价材料的耐闪络性能十分重要，因此需要闪络前加压阶段以及闪络阶段的表面电位测量，但现有技术并无用于测量闪络过程的表面电位测试装置。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出一种沿面闪络用非介入式表面电位测量装置，通过在测试腔体内的待测试样上方设有表面电位测量装置，下方设有闪络引发装置，并在测试腔体外与计算机相连进行存储和分析，从而实现闪络前和闪络过程中的表面电位测量。本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术包括：测试腔、闪络引发装置、表面电位测量装置以及信号采集和分析装置，其中：闪络引发装置和表面电位测量装置设置于测试腔内且分置于待测样品两侧，信号采集和分析装置设置于测试腔外并与表面电位测量装置相连。所述的测试腔包括：腔体外壳、控温控湿装置和抽气气泵，其中：抽气气泵设置于腔体外壳上，控温控湿装置设置于腔体内并与腔体外壳相连。所述的闪络引发装置包括：第一绝缘支撑、保护电阻、高压源、固定件和两个指形电极，其中：一个指形电极通过保护电阻与高压源相连，另一个指形电极接地短路连接，第一绝缘支撑设置于指形电极下方。所述的第一绝缘支撑上设有用于与指形电极固定的电极固定件。所述的指形电极包括：高压用指形电极和短路用指形电极，其中：高压用指形电极与高压源相连，短路用指形电极接地短路连接。所述的表面电位测量装置包括：三维移动平台、第二绝缘支撑和探针，其中：三维移动平台通过第二绝缘支撑与探针固定连接。所述的信号采集和分析装置包括：依次相连的静电电压表、采集卡和计算机，其中：静电电压表与表面电位测量装置相连。技术效果本专利技术整体填充了闪络前加压阶段以及闪络阶段的表面电位测量领域空白；与现有技术相比，本专利技术通过在测试腔体内的待测试样上方设有表面电位测量装置，下方设有闪络引发装置，并且在测试腔体外与计算机相连进行存储和分析，在温度、湿度和真空度可控条件下实现闪络引发和表面电位测量同步进行，弥补传统表面电位测量只能工作在闪络结束后的不足，为今后电介质耐闪络性能的评估提供支撑。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为第二绝缘支撑示意图；图3为指形电极示意图；图4为指形电极主视图；图5为电极固定件示意图；图6为电极固定件主视图；图7为实施例效果示意图；图中：计算机1、采集卡2、静电电压表3、三维移动平台4、第二绝缘支撑5、探针6、待测试样7、高压用指形电极8、短路用指形电极9、保护电阻10、高压源11、第一绝缘支撑12、腔体外壳13、抽气气泵14、控温控湿装置15、电极固定件16、测试腔17、闪络引发装置18、表面电位测量装置19、信号采集和分析装置20、指形电极21、指形电极的表面22、第一螺纹孔23、第二螺纹孔24、第三螺纹孔25、第四螺纹孔26、第五螺纹孔27。具体实施方式如图1所示，为本实施例涉及的一种沿面闪络用非介入式表面电位测量装置，其中包含：测试腔17、闪络引发装置18、待测试样7、表面电位测量装置19以及信号采集和分析装置20，其中：闪络引发装置18和表面电位测量装置19设置于测试腔17内，信号采集和分析装置20设置于测试腔17外并与表面电位测量装置19相连，待测试样7设置于闪络引发装置18上方和表面电位测量装置19下方。所述的测试腔17包括：腔体外壳13、控温控湿装置15和抽气气泵14，其中：抽气气泵14设置于腔体外壳13上，控温控湿装置15设置于腔体外壳13内并与腔体外壳13相连，控温控湿装置15采用PID调节，调整腔体内的温度和湿度满足实验要求；抽气气泵14对测试腔17进行抽气，实现腔体真空度要求。所述的闪络引发装置18包括：两个第一绝缘支撑12、保护电阻10、高压源11、固定件16和两个指形电极21，其中：一个指形电极21通过保护电阻10与高压源11相连，作为图1中所示的高压用指形电极8；另一指形电极21接地短路连接，作为图1中所示的短路用指形电极9；第一绝缘支撑12设置于指形电极21下方，通过固定件16连接。所述的第一绝缘支撑12通过电极固定件16固定指形电极21。所述的指形电极长75mm，顶端为1/4圆球，曲率半径为5mm，中部为半径5mm长40mm的半圆柱，底端为顶部被削去2mm的长度为30mm的圆柱。高压用指形电极8和短路用指形电极9的间距范围为0～20mm。指形电极21的表面22与电极固定件16上方的第一螺纹孔23通过螺母固定，电极固定件16的第二螺纹孔24和第三螺纹孔25通过螺母分别固定在第一绝缘支撑12的第四螺纹孔27和第五螺纹孔26。所述的表面电位测量19装置包括：三维移动平台4、第二绝缘支撑5和探针6，其中：三维移动平台4通过第二绝缘支撑5与探针6固定连接，探针6设置于待测试样7上方3mm。所述的探针6采用但不限于3455ET型。所述的信号采集和分析装置20包括：依次相连的静电电压表3、采集卡2和计算机1，其中：静电电压表3通过信号传输线与探针6相连，采集卡2通过同轴线与静电电压表3的输出端相连，并通过数据线接入计算机1。所述的静电电压表3采用但不限于341B型。所述的待测试样7为片状试样，待测试样7设置于高压用指形电极8和短路用指形电极9上方，以及探针6下方，为保证绝缘距离，防止高压指形电极8对探针6放电，待测试样7的长度和宽度在30mm以上，为保证测量结果的精确度，试样厚度在25～3000μm以下。所述的第一绝缘支撑5采用聚四氟乙烯制成，第二绝缘支撑12采用尼龙制成。工作方式：调整高压用指形电极8和接地用指形电极9的间距为2mm，并使用电极固定件16固定。将测试腔17内部的温度、湿度和真空度调整至实验要求，并维持稳定。高压源11通过保护电阻10向高压用指形电极8施加电压，电压采用阶梯式抬升方式直至发生沿面闪络，并在沿面闪络期间持续5min。整个施加电压期间，三维移动平台4通过程序控制移动路径并带动探针6，实现探针6的三维移动，将探针6移动至高压用指形电极8的指尖处(“三结合点”)，测量闪络前的加压阶段以及闪络阶段的表面电位。探针6将测量待测试样7的表面电位实时输入至静电电压表3中，由静电电压表3通过采集卡2将数据传输到计算机1，计算机1完成对测量数据的存储和处理，进而分析高压用指形电极8指尖处(“三结合点”)闪络前加压阶段的表面电荷积聚过程以及闪络阶段表面电荷的动态变化，进而用于评价材料耐闪络性能。传统基于表面电位测量中先对测试样品进行沿面闪络放电，闪络结束本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沿面闪络用非介入式表面电位测量装置，其特征在于，包括：测试腔、闪络引发装置、表面电位测量装置以及信号采集和分析装置，其中：闪络引发装置和表面电位测量装置设置于测试腔内且分置于待测样品的两侧，信号采集和分析装置设置于测试腔外并与表面电位测量装置相连；/n所述的表面电位测量装置包括：三维移动平台、第二绝缘支撑和探针，其中：三维移动平台通过第二绝缘支撑与探针固定连接；/n所述的闪络引发装置包括：第一绝缘支撑、保护电阻、高压源、固定件和指形电极，其中：一个指形电极通过保护电阻与高压源相连，另一个指形电极接地短路连接，第一绝缘支撑设置于指形电极下方，第一绝缘支撑与指形电极通过固定件连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种沿面闪络用非介入式表面电位测量装置，其特征在于，包括：测试腔、闪络引发装置、表面电位测量装置以及信号采集和分析装置，其中：闪络引发装置和表面电位测量装置设置于测试腔内且分置于待测样品的两侧，信号采集和分析装置设置于测试腔外并与表面电位测量装置相连；
所述的表面电位测量装置包括：三维移动平台、第二绝缘支撑和探针，其中：三维移动平台通过第二绝缘支撑与探针固定连接；
所述的闪络引发装置包括：第一绝缘支撑、保护电阻、高压源、固定件和指形电极，其中：一个指形电极通过保护电阻与高压源相连，另一个指形电极接地短路连接，第一绝缘支撑设置于指形电极下方，第一绝缘支撑与指形电极通过固定件连接。


2.根据权利要求1所述的沿面闪络用非介入式表面电位测量装置，其特征是，所述的闪络...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹毅，范路，王亚林，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31