不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置及其方法，包括沿面闪络发生装置、高压脉冲电源、示波器、高压探头和电流线圈；第一指形电极的阳极与高压脉冲电源通过导线电连接，并经高压探头与示波器的一端通过导线电连接；第一指形电极的阴极面向第二指形电极的阳极；第二指形电极的阴极依次经保护电阻、电流线圈通过导线与地相连；示波器的另一端与电流线圈通过导线电连接；通过本发明专利技术，该装置设置的带有刻度的滑动导轨能够精确地调整指形电极间的距离，方便于科研人员研究不同间隙距离下的沿面闪络电压值。间隙距离下的沿面闪络电压值。间隙距离下的沿面闪络电压值。

【技术实现步骤摘要】
不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置及其方法


[0001]本专利技术涉及一种不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置及其方法，属于高压绝缘设备耐压性能测试领域。

技术介绍

[0002]高压绝缘设备的耐压性能作为输变电设备的一部分，对高压、特高压电路的稳定运行有很大的影响，输电线路中绝缘子、变压器等设备的绝缘性成为影响特高压发展的重要方面。随着电力设备电压等级的不断提高，对变压器介质的绝缘性能也有了更高的要求。输电线路中，基于绝缘材料支撑的需要，不得不在输电线路或变压器内部介质中引入绝缘材料，这也导致了输电线路可承受的耐压性能急剧下降。根据Jadidian J的研究，绝缘介质的击穿电压通常高于距离相同的液体介质的击穿电压（Jadidian J, Zahn M, Lavesson N, et al. Stochastic and deterministic causes of streamer branching in liquid dielectrics[J]. Journal of applied physics, 2013, 114(6): 063301.），由此可以得出液体介质中绝缘材料的耐压失败不是因为击穿造成，而是由于在绝缘材料表面发生了沿面闪络，即形成了沿着液体介质
‑
聚合物材料交界面的闪络通道，因而降低了纯液体介质的击穿电压。
[0003]目前对沿面闪络的认识仍在研究中，较为普遍的研究方法是通过大量的实验研究归纳总结。前期的研究可以得出造成沿面闪络的因素主要包括：施加电压、液体介质、聚合物材料、电极构造和电极材料等。沿面闪络的发生不仅制约着电力设备的稳定运行，而且耐压的失败也会造成经济的巨大损失。由此，可以看出研究不同介质下聚合物材料的沿面闪络特性有着重要的意义。

技术实现思路

[0004]现有关于沿面闪络特性的问题主要存在于研究介质较少、聚合物材料单一、间距固定等特点，为了解决现有问题，进一步提高沿面闪络特性研究的可操作性，本专利技术基于上述问题，提供了一种不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置及其方法，并通过实验进行了论证，实验证明，该装置能够用于测量不同介质下聚合物材料沿面闪络电压值，为电力设备的耐压材料论证提供了实验支撑。
[0005]本专利技术的目的是这样实现的：不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置，其特征是：包括沿面闪络发生装置、高压脉冲电源、示波器、高压探头和电流线圈；所述沿面闪络发生装置包括密封容器以及安装于密封容器内的固定底座、导轨、第一滑块、第二滑块，其中，固定底座置于密封容器内底部，导轨安装于固定底座上，第一滑块、第二滑块均安装于导轨上，且第一滑块、第二滑块可沿导轨移动；所述第一滑块上安装有第一指形电极，第二滑块上安装有第二指形电极，第一滑块、第二滑块沿导轨移动，调节第一指形电极、第二指形电极之间的距离；所述第一指形电极的阳极与高压脉冲电源的正极通过导线连接，并经高压探头与
示波器的一端通过导线连接，高压脉冲电源的负极通过导线与地电极连接；第一指形电极的阴极面向第二指形电极的阳极；所述第二指形电极的阴极依次经保护电阻、电流线圈通过导线与地相连；示波器的另一端与电流线圈通过导线连接；所述第一指形电极面向第二指形电极的阴极端开有第一槽，第二指形电极面向第一指形电极的阳极端开有第二槽，第一槽的侧壁上开有第一螺纹通孔，第二槽的侧壁上开有第二螺纹通孔，还设有第一塑料螺栓、第二塑料螺栓，第一塑料螺栓旋于第一螺纹通孔并可延伸至第一槽内，第二塑料螺栓旋于第二螺纹通孔并可延伸至第二槽内；第一槽、第二槽用于放入聚合物材料，可通过第一塑料螺栓旋入第一螺纹通孔挤压第一槽内的聚合物材料，通过第二塑料螺栓旋入第二螺纹通孔挤压第二槽内的聚合物材料，使得聚合物材料固定于第一指形电极、第二指形电极上；利用高压探头与电流线圈测量沿面闪络发生时的电压、电流并由示波器读出电压、电流值。
[0006]所述导轨上设有标识长度的刻度线，方便第一滑块、第二滑块在导轨上移动，精确调整第一指形电极、第二指形电极之间的距离。
[0007]所述高压脉冲电源的电压分辨率为0.01kV，电压调节范围为0~120kV，脉冲上升沿为40 ns，半高宽为100 ns。
[0008]所述高压探头分压比为6500:1，电流线圈型号为Pearson 6595，示波器采样频率为10 GHz，带宽为2GHz。
[0009]不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置能够测量不同介质下聚合物材料沿面闪络发生时的电压、电流值；所述介质为空气、变压器油、十二烷基苯、甘油、蓖麻油或去离子水。
[0010]所述第一滑块、第二滑块在导轨上间距调节范围为0~20 cm。
[0011]所述第一槽的宽4 mm，深度为20 mm；第二槽的宽4 mm，深度为20 mm；为防止第一指形电极、第二指形电极之间不经过介质发生击穿，聚合物材料通过塑料螺母固定于深20 mm的间隙中，紧贴在第一指形电极、第二指形电极一侧。
[0012]所述聚合物材料尺寸为40 mm
×
40 mm
×
2 mm。
[0013]高压探头的测量端夹在高压脉冲电源的正极端，输出端接入示波器，电流线圈的输出端与示波器连接。
[0014]利用不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置进行不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量方法，包括以下步骤：步骤1）、将聚合物材料依次利用丙酮、酒精与去离子水清洗材料表面，并用超声波洗净，烘干；步骤2）、将聚合物材料两端分别置于第一指形电极的第一槽、第二指形电极的第二槽；聚合物材料固定于第一指形电极的阴极，聚合物材料的一部分置于第一指形电极阴极端的第一槽，第一塑料螺栓旋入第一螺纹通孔挤压第一槽内的聚合物材料，使聚合物材料压紧于第一指形电极的阴极；步骤3）、根据实验间隙要求，将第一滑块、第二滑块沿导轨移动，调整第一指形电
极、第二指形电极之间的间距；间距确定后，将第二塑料螺栓旋入第二螺纹通孔挤压第二槽内的聚合物材料，使聚合物材料压紧于第二指形电极的阳极；步骤4）、根据实验要求，向密封容器内加入介质，介质为空气、变压器油、十二烷基苯、甘油、蓖麻油或去离子水；步骤5）、启动高压脉冲电源，以1kV/s的速度给第一指形电极、第二指形电极施加电压，直到沿面闪络的发生，通过示波器记录闪络发生时的电压、电流值；步骤6）、重复步骤1）
‑
步骤5），每组间隙下做10次试验，获得10个闪络电压值；步骤7）、将第二指形电极阳极端处的第二塑料螺栓拧松，滑动第一滑块和/或第二滑块，改变第一指形电极、第二指形电极间距，拧紧第二塑料螺栓；重复步骤5），得出不同第一指形电极、第二指形电极间距下聚合物材料的沿面闪络电压值。
[0015]本专利技术结构合理、方法先进科学，通过本专利技术，提供的一种不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置及其方法，包括沿面闪络发生装置、高压脉冲电源、示波器、高压探头和电流线圈，沿面闪络发生装置有密封容器、容器内有固定底座，带有刻度线的导轨，导轨上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置，其特征是：包括沿面闪络发生装置、高压脉冲电源（1）、示波器（11）、高压探头（8）和电流线圈（10）；所述沿面闪络发生装置包括密封容器（3）以及安装于密封容器（3）内的固定底座（7）、导轨（2）、第一滑块（4
‑
1）、第二滑块（4
‑
2），其中，固定底座（7）置于密封容器（3）内底部，导轨（2）安装于固定底座（7）上，第一滑块（4
‑
1）、第二滑块（4
‑
2）均安装于导轨（2）上，且第一滑块（4
‑
1）、第二滑块（4
‑
2）可沿导轨（2）移动；所述第一滑块（4
‑
1）上安装有第一指形电极（6
‑
1），第二滑块（4
‑
2）上安装有第二指形电极（6
‑
2），第一滑块（4
‑
1）、第二滑块（4
‑
2）沿导轨（2）移动，调节第一指形电极（6
‑
1）、第二指形电极（6
‑
2）之间的距离；所述第一指形电极（6
‑
1）的阳极与高压脉冲电源（1）的正极通过导线连接，并经高压探头（8）与示波器（11）的一端通过导线连接，高压脉冲电源（1）的负极通过导线与地电极连接；第一指形电极（6
‑
1）的阴极面向第二指形电极（6
‑
2）的阳极；所述第二指形电极（6
‑
2）的阴极依次经保护电阻（9）、电流线圈（10）通过导线与地相连；示波器（11）的另一端与电流线圈（10）通过导线连接；所述第一指形电极（6
‑
1）面向第二指形电极（6
‑
2）的阴极端开有第一槽（12
‑
1），第二指形电极（6
‑
2）面向第一指形电极（6
‑
1）的阳极端开有第二槽（12
‑
2），第一槽（12
‑
1）的侧壁上开有第一螺纹通孔（13
‑
1），第二槽（12
‑
2）的侧壁上开有第二螺纹通孔（13
‑
2），还设有第一塑料螺栓（14
‑
1）、第二塑料螺栓（14
‑
2），第一塑料螺栓（14
‑
1）旋于第一螺纹通孔（13
‑
1）并可延伸至第一槽（12
‑
1）内，第二塑料螺栓（14
‑
2）旋于第二螺纹通孔（13
‑
2）并可延伸至第二槽（12
‑
2）内；第一槽（12
‑
1）、第二槽（12
‑
2）用于放入聚合物材料（5），可通过第一塑料螺栓（14
‑
1）旋入第一螺纹通孔（13
‑
1）挤压第一槽（12
‑
1）内的聚合物材料（5），通过第二塑料螺栓（14
‑
2）旋入第二螺纹通孔（13
‑
2）挤压第二槽（12
‑
2）内的聚合物材料（5），使得聚合物材料（5）固定于第一指形电极（6
‑
1）、第二指形电极（6
‑
2）上；利用高压探头（8）与电流线圈（10）测量沿面闪络发生时的电压、电流并由示波器（11）读出电压、电流值。2.根据权利要求1所述的不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置，其特征是：所述导轨（2）上设有标识长度的刻度线，方便第一滑块（4
‑
1）、第二滑块（4
‑
2）在导轨（2）上移动，精确调整第一指形电极（6
‑
1）、第二指形电极（6
‑
2）之间的距离。3. 根据权利要求1所述的不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置，其特征是：所述高压脉冲电源（1）的电压分辨率为0.01kV，电压调节范围为0~120kV，脉冲上升沿为40 ns，半高宽为100 ns。4. 根据权利要求1所述的不同介质下聚合物材料沿面闪络电压测量装置，其特征是：所述高压探头（8）分压比为6500:1，电流线圈（10）型号为Pea...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中升，高艳，朱亚东，郝欣妮，
申请(专利权)人：扬州市职业大学扬州开放大学，
类型：发明
国别省市：