【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绝缘材料测试领域，具体涉及变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统。
技术介绍
1、随着社会经济的不断发展，城镇现代化供电系统建设水平不断提高，电力电缆逐渐成为城镇配电网络的主要送电形式。电树是发生在绝缘材料中的一种预击穿现象，是导致高压电缆和电缆附件故障的主要原因。电树的形状和生长特性取决于绝缘材料的外部和内部因素。电压波形、环境温度、机械应力是影响电树行为的外部因素。由于电树枝的生长可能引发电缆线路的故障，电缆采用的绝缘材料在使用时会有不同程度的扩张，附件内部会承受不同拉伸应力，同时电缆绝缘材料的工程应用运行温度高于室温，因此常见绝缘材料如硅橡胶、交联聚乙烯等在应用到电缆生产应用之前，需要进行电树枝拉伸与变温试验，传统意义上的电树枝引发观察装置测温变温环节分离，不能做到实时变温，测量结果可靠性不高，测量手段复杂，而同时满足对环境温度和机械应力作用下电树枝引发与生长的监测设备很少，因此开发具有温度、拉伸应力联合交流电树枝生长监测系统以研究绝缘材料的电树枝生长情况，具有实际的应用价值。
2、温度、拉伸应力联合交流电树枝生长监测系统开发的难点在于，交流电树枝实验时需要高压交流电，这就需要变温装置必须能与高压交流电共同环境下工作，并且能在高电压所形成的强电场下正常稳定运行。而一般加热与测温装置较为复杂，且在高电压环境下是无法正常工作的，为解决这些难点，一种方式采用循环油浴，这种方式的工作机理是将加热装置与实验平台分离，这种方式优点在于，在不受高电压影响下，可保证温度可控，但是这种方式存在一些缺陷，需要的硅油量较
技术实现思路
1、本专利技术目的是解决现有的交流电树枝生长观测过程中难以同时调节待检测试样的温度和受到的拉伸应力，并且在检测的过程中使用的硅油量较多、硅油在流动时，很容易使实验待测零件发生轻微移动，影响实验结果的问题，而提供变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统。
2、变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，它包括计算机、模数转换器、温控仪、温度传感器、拉伸应力传感器、夹持拉伸模块、钨丝针、接地电极、硅橡胶变温平板、待测试样和容器；所述的容器内添加硅油，所述的硅油液面没过待测试样；
3、所述夹持拉伸模块包括：固定杆、两个夹持件、电机、导电铜板和运动杆。
4、进一步的，所述夹持件包括底板和压板，底板和压板通过调节螺栓固定夹持件并夹紧待测试样。
5、进一步的，所述底板和压板的内侧设置绝缘层；所述固定杆采用环氧树脂作为材料；所述运动杆采用尼龙材质；所述调节螺栓为尼龙螺栓。
6、进一步的，所述两个夹持件位于同一平面上，一个夹持件固定在固定杆的一端，且通过固定杆与拉伸应力传感器的一端相连，拉伸应力传感器的另一端固定于容器的内壁上；另一个夹持件连接在运动杆的一端，运动杆的另一端穿出容器，且运动杆与容器之间设置有密封装置。
7、进一步的，所述运动杆由电机驱动，运动杆带动两个夹持件沿着固定杆的轴线方向做往复运动。
8、进一步的，所述导电铜板为长板型结构、中间实体且两侧带有镂空的导电铜片，导电铜片与待测试样底部接触，且在往复运动中保持接触。
9、进一步的，所述钨丝针为针尖曲率半径是3μm±0.3μm的钨丝针电极，钨丝针的针尖插入到待测试样中，且针尖距离待测试样的底面3mm±10μm。
10、进一步的，所述待测试样的制备：采用平板硫化仪制备规格为100mm×100mm×2.4mm的聚合物试样，然后在聚合物试样的底部涂覆导电银胶，待导电银胶风干后获得待测试样。
11、进一步的，所述电机为步进电机；所述硅油为粘度100cps的二甲基硅油。
12、进一步的，所述容器为底部密封的敞口箱体，容器的两个侧壁上均设置有可视化窗口，所述可视化窗口为石英化玻璃。
13、进一步的，所述导电铜板接触待测试样底部并与接地电极连接；所述硅橡胶变温平板连接温控仪；所述拉伸应力传感器连接模数转换器，模数转换器连接计算机。
14、进一步的，所述夹持拉伸模块用于夹持和拉伸待测试样；所述温度传感器用于监测硅油的温度；所述的拉伸应力传感器用于监测夹持拉伸模块的拉伸应力；所述钨丝针和接地电极用于给待测试样通电；所述硅橡胶变温平板用于给硅油加热；所述模数转换器用于将数字信号转换为模拟信号显示并记录于计算机；所述温控仪用于进行温度采集及控制硅橡胶变温平板进行变温。
15、本专利技术的工作过程：
16、对变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统进行通电，然后将待测试样固定于夹持件，使待测试样底部接触导电铜板并与接地电极连接，再向容器中注入硅油；开启电机，使运动杆带动两个夹持件沿着固定杆的轴线方向做往复运动，按实验要求进行拉伸，拉伸应力由拉伸应力传感器检测，然后通过模数转换器将数字信号转换为模拟信号显示并记录于计算机，按实验要求，采用温控仪控制硅橡胶变温平板加热硅油，并进行温度采集与环境变温控制，光源和ccd显微镜相对置于可视化窗口，钨丝针施加高压交流电后观察位于容器内的待测试样，通过计算机记录电树枝引发与生长的状态。
17、本专利技术的有益效果：
18、1、本专利技术中变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，在工作过程中可同时实现在变温、机械应力两个因素共同作用下，高电压交流电树枝生长实时监测与记录，可极大提高实验效率，通过同时控制实验环境温度与拉伸应力，确保了对实验结果的准确度要求。
19、2、本专利技术中监测系统采用在容器中充满硅油的方式对待测试样进行加热，代替现有技术中使用的循环硅油的方式，解决了现有的交流电树枝生长观测过程中难以同时调节待检测试样的温度和受到的拉伸应力，并且在检测的过程中使用的硅油量较多、硅油在流动时，很容易使实验待测试样发生轻微移动，影响实验结果的问题。
20、本专利技术中变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统适用于对交流电树枝的生长观测实验中。
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1.变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于它包括计算机(1)、模数转换器(2)、温控仪(3)、温度传感器、拉伸应力传感器(4)、夹持拉伸模块、钨丝针(8)、接地电极(12)、硅橡胶变温平板(14)、待测试样(15)和容器(17)；所述的容器(17)内添加硅油(16)，所述的硅油(16)液面没过待测试样(15)；
2.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述夹持件包括底板(10)和压板(7)，底板(10)和压板(7)通过调节螺栓(9)固定夹持件并夹紧待测试样(15)。
3.根据权利要求2所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述底板(10)和压板(7)的内侧设置绝缘层；所述固定杆(5)采用环氧树脂作为材料；所述运动杆(11)采用尼龙材质；所述调节螺栓(9)为尼龙螺栓。
4.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述两个夹持件位于同一平面上，一个夹持件固定在固定杆(5)的一端，且通过固定杆(5)与拉伸应力传感器(4)的一端相连，拉伸应力传感器(4)的另一端固定于
5.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述运动杆(11)由电机驱动，运动杆(11)带动两个夹持件沿着固定杆(5)的轴线方向做往复运动。
6.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述导电铜板(13)为长板型结构、中间实体且两侧带有镂空的导电铜片，导电铜片与待测试样(15)底部接触，且在往复运动中保持接触。
7.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述钨丝针(8)为针尖曲率半径是3μm±0.3μm的钨丝针电极，钨丝针(8)的针尖插入到待测试样(15)中，且针尖距离待测试样(15)的底面3mm±10μm。
8.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述待测试样(15)的制备：采用平板硫化仪制备规格为100mm×100mm×2.4mm的聚合物试样，然后在聚合物试样的底部涂覆导电银胶，待导电银胶风干后获得待测试样(15)。
9.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述电机为步进电机；所述硅油(16)为粘度100cps的二甲基硅油；
10.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述导电铜板(13)接触待测试样(15)底部并与接地电极(12)连接；所述硅橡胶变温平板(14)连接温控仪(3)；所述拉伸应力传感器(4)连接模数转换器(2)，模数转换器(2)连接计算机(1)；
...【技术特征摘要】
1.变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于它包括计算机(1)、模数转换器(2)、温控仪(3)、温度传感器、拉伸应力传感器(4)、夹持拉伸模块、钨丝针(8)、接地电极(12)、硅橡胶变温平板(14)、待测试样(15)和容器(17)；所述的容器(17)内添加硅油(16)，所述的硅油(16)液面没过待测试样(15)；
2.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述夹持件包括底板(10)和压板(7)，底板(10)和压板(7)通过调节螺栓(9)固定夹持件并夹紧待测试样(15)。
3.根据权利要求2所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述底板(10)和压板(7)的内侧设置绝缘层；所述固定杆(5)采用环氧树脂作为材料；所述运动杆(11)采用尼龙材质；所述调节螺栓(9)为尼龙螺栓。
4.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述两个夹持件位于同一平面上，一个夹持件固定在固定杆(5)的一端，且通过固定杆(5)与拉伸应力传感器(4)的一端相连，拉伸应力传感器(4)的另一端固定于容器(17)的内壁上；另一个夹持件连接在运动杆(11)的一端，运动杆(11)的另一端穿出容器(17)，且运动杆(11)与容器(17)之间设置有密封装置。
5.根据权利要求1所述的变温拉应力联合交流电树枝生长监测系统，其特征在于所述运动杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩瑞慧，张德文，魏春明，盛杰，董德阳，王子恒，王仲禹，高思明，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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