本发明专利技术公开了一种电
【技术实现步骤摘要】
一种电
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热
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机械联合作用下环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘界面局部放电测试装置
[0001]本专利技术属于固
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固绝缘材料绝缘性能技术评估领域，具体为一种电
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热
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机械联合作用下环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘界面局部放电测试装置。
技术介绍
[0002]一体化多能变换装备(能源路由器)作为多态能源系统的核心装备，能实现多种能源间的高效变换、协同管理以及优化运行。作为多能变换装备中的核心物理模块，固态变压器(Solid State Transformer,SST)可以实现电气隔离、功率调节以及交直流灵活变换等功能，为大规模分布式能源可靠并网、不同电压等级柔性输电等提供了有效的解决途径。固态变压器常采用以环氧树脂(epoxy resin,EP)作为浇注绝缘和以聚酰亚胺(polyimide,PI)构成匝间绝缘组成的复合绝缘结构。设备在安装以及运行维护过程中，由于机械应力、局部过热以及摩擦等原因，不可避免地在界面处产生气隙空腔，空腔的存在容易引起局部放电(Partial Discharge,PD)发生，对绝缘性能具有较大的影响。与普通电力变压器相比，固态变压器运行在10～30kHz的高频电场下，而且体积小、高频致热效应更加明显，对绝缘要求更加苛刻。
[0003]现有针对固态变压器绝缘材料局部放电特性开展的研究多数只针对聚酰亚胺
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环氧树脂复合绝缘结构中的单一材料，关于聚酰亚胺
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环氧树脂复合绝缘界面局部放电的研究却罕见报道。究其原因，复合绝缘结构较为复杂，复合绝缘电气性能依赖于聚酰亚胺和环氧树脂在热力学以及介电性能的过盈配合，其界面形态将影响局部放电的发生。相较于气
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固环境下的局放监测，固
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固界面下复合绝缘局部放电监测的难度大；此外，目前尚无复合绝缘气隙空腔局部放电发展模型，温度对复合绝缘界面局部放电的影响规律尚不清楚，缺少理论的验证和分析。
[0004]现有的装置只针对单层介质开展局部放电分析，难以实现复合绝缘结构局部放电的检测，且少有关注影响复合绝缘结构绝缘性能的环境因素，无法实现电
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热
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机械联合作用下复合绝缘结构绝缘性能的测试，因此极大制约了聚酰亚胺
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环氧树脂复合绝缘结构绝缘性能的提升与固态变压器向大容量、高功率密度发展的进程。
技术实现思路
[0005]本专利技术提出了一种电
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热
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机械联合作用下环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘界面局部放电测试装置，该试验装置可以实现电
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热
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机械耦合应力下固
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固绝缘结构绝缘性能的测试，并且可以通过调整机械加压装置与温控系统探究影响聚酰亚胺
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环氧树脂复合绝缘材料绝缘性能的外部因素。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种电
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热
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机械联合作用下环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘界面局部放电测试装置，包括局部放电检测系统，高频加压系统，机械加压检测系统，温控系统；
[0008]所述局部放电检测系统检测电路的腔体(3)通过高压柱电极(6)接入高压引线，高压引线一端经保护电阻(10)与高频电压源(11)连接，另一端经高压探头(12)与示波器(13)相连接，腔体(3)低压侧柱电极(7)经高频电流传感器(15)接地，同时高频电流传感器(15)将局部放电产生的暂态地电流信号传输至示波器(13)，所述腔体(3)内置温度控制系统，外壁通过法兰设置石英玻璃观察窗(5)，腔体(3)顶部与底部分别设置与所述腔体(3)金属腔体配合紧密的环氧树脂基座(8)、(9)；
[0009]优选地，所述腔体(3)采用不锈钢材料制成，可耐受50kV交直流电压与200℃的高温；
[0010]优选地，所述腔体(3)内板
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板电极(4)采用如下参数设置：所述板
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板电极采用黄铜材质，板电极长宽均为30mm；
[0011]优选地，所述石英玻璃观察窗(5)由厚度为10
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20mm、直径40
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50mm的圆形石英玻璃制成，通过法兰盖板和O型密封圈安装于所述腔体(3)外壁，所述石英玻璃观察窗(5)的圆心正对板
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板电极放电间隙中心；
[0012]所述局部放电检测系统主要由脉冲电流传感器(15)、高速数字示波器(13)以及自行研制的局放信号处理系统(14)组成，电流传感器的灵敏度为1mA/0.05mV，放电测量标定值为2.85mV/nC，测量带宽为10kHz～100MHz；采用Heursure阈值选择法；
[0013]所述高频加压系统由高频电源(10)与接地保护电阻(11)构成，高频电源(10)电压输出为0～50kV，频率范围0～30kHz；
[0014]所述机械加压检测系统由传动手轮(1)与接压力传感器(2)构成，机械加压检测系统通过传动手轮(1)施加机械压力，通过压力传感器(2)实时检测到板
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板电极间两层固体介质所受的压强。
[0015]所述温控系统(16)通过PID温控器实现温控功能，其调节范围室温～200℃，通过多点布置对腔体内温度进行监测，获取腔体(3)整体温度分布情况。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]1.本装置可以通过对试样同时进行加压、加热的过程模拟固态变压器环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘结构在实际运行过程中所承受的强电
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热耦合应力，可以用于评估温度对固
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固绝缘结构绝缘性能的影响；
[0018]2.本装置可以通过观察不同外施条件下环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘结构界面处局部放电不同发展阶段的特征，对固固绝缘体系不同外施条件下的失效机理与绝缘性能进行评估，有助于全面掌握不同外施条件对固固绝缘体系绝缘性能的影响；
[0019]3.本装置在固固绝缘材料复合绝缘界面局部放电领域的相关研究中具有通用性，不仅可以支撑实验室研究，对开展工程研究、制定相关领域国家与国际标准同样具有重要意义。
附图说明
[0020]图1为本专利技术电
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热
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机械联合作用下环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘界面局部放电测试装置结构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术进行完整、清晰的描述。显然，所描述的实施例仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]如本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电
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热
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机械联合作用下环氧树脂
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聚酰亚胺复合绝缘界面局部放电测试装置，其特征在于：包括局部放电检测系统，高频加压系统，机械加压系统，温控系统；所述局部放电检测系统的腔体(3)通过高压柱电极(6)接入高压引线，高压引线一端经保护电阻(10)与高频电压源(11)连接，另一端经高压探头(12)与示波器(13)相连接，腔体(3)低压侧柱电极(7)经脉冲电流传感器(15)接地，同时脉冲电流传感器(15)将局部放电产生的暂态地电流信号传输至数字示波器(13)，再经数字示波器传输至局放信号处理系统(14)进行处理；所述腔体(3)内置温度控制系统，外壁通过法兰设置石英玻璃观察窗(5)，腔体(3)顶部与底部分别设置与所述腔体(3)金属腔体配合紧密的环氧树脂基座(8)、(9)，所述腔体(3)主体采用不锈钢材质制成，可耐受50kV交直流电压。所述高频加压系统由高频电源(10)与接地保护电阻(11)构成，高频电源(10)电压输出为0～50kV，频率范围0～30kHz，并经保护电阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：李庆民，李志辉，韩耀萱，邱豪，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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