一种超高温高压粉尘比电阻测量装置，它包括电加热器、高压直流电源、高温电炉、低压电极、盘状高压电极、低压电极吊挂机构、高压电极支架，所述低压电极与盘状高压电极均位于高温电炉内，低压电极位于盘状高压电极的上方，二者之间放置粉尘试样，低压电极通过低压电极吊挂机构和微电流检测仪表接高压直流电源负极，所述高压电极支架固定在高温电炉的下方并与高压直流电源的正极连接，其上端穿过高温电炉底板上的通孔顶在盘状高压电极的底部，高压电极支架与高温电炉底板之间相隔离。本发明专利技术有效解决了传统测量装置因固体绝缘材料在高温条件下绝缘性能下降而不能对高压电极采取有效绝缘的问题，可在１０００℃超高温条件下准确测量粉尘的比电阻、击穿电压和漏泄电流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种能在超高温条件下准确测量粉尘比电阻的装置，属测量技术领 域。
技术介绍
所谓粉尘的“比电阻”亦即电阻率，即单位厚度(cm)、单位面积(cm2)灰层所具有 的电阻值。粉尘比电阻特性在静电除尘
以及其它粉体静电应用领域具有重要意 义。粉尘“比电阻”的测量一般是在温度可调的电极箱内进行的，测量时把粉尘试样 放于电极箱内的高低压电极之间，并将直流高压电源的高压输出端与电极箱内的高压极链 接，低压极则与电流测量仪表连接，然后在设定的温度和电压下进行测量。传统粉尘比电阻测量装置的高压电极部分与电极箱箱体之间的绝缘采用常规的 绝缘方法，即两者之间利用一些绝缘材料(如聚四氟乙烯、瓷套管等)实施绝缘。研究表明， 绝大多数固体材料具有负的温度比电阻系数，即温度越高其比电阻越低，这主要是由于材 料本身的离子、电子的运动在高温下越趋活跃的原因。当温度达到200-300°C时，其绝缘性 开始降低，而且其下降幅度将随温度的升高而增大，即使是高温陶瓷、石英玻璃、氟晶云母 等这样的特殊高温绝缘材料也不例外。因此，目前国内外粉尘比电阻测量设备的最高工作 温度仅限于200-300°C。当温度达到1000°C以上时，许多绝缘材料即使机械性能没被破坏， 但其电气性能不可避免地大幅度下降，甚至有可能成为半导体。因此，现有测量装置所采用 的绝缘方法显然不可能满足上千摄氏度超高温条件下的测量要求。要能够可靠地测量出一种材料在上千摄氏度高温下的比电阻，首先要解决高压测 量电极在高温条件下的绝缘问题。通常的方法是选择一种“固体”绝缘材料作为高温、高压 测量装置的绝缘构件。这种“固体”绝缘构件至少要满足两个条件1.在高温下其绝缘性 能(包括其电阻率、漏泄电流和高压击穿特性)是已知的；2.在同样的高温条件下这种构件 的绝缘性能应大于被测材料。要满足这两个条件显然是不可能的。首先，我们不可能预知 任何材料的高温绝缘性质，否则就失去了测量的意义。其次，粉尘比电阻测量装置的应用对 象是任何高电阻率材料，当然包括任何优质“绝缘构件”的制造材料。因此，如何在超高温 条件下准确测量粉尘比电阻一直是一个难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足、提供一种在温度高达上千摄氏度时仍能满 足测量要求的超高温高压粉尘比电阻测量装置。本专利技术所称问题是以下述技术方案实现的一种超高温高压粉尘比电阻测量装置，构成中包括电加热器、高压直流电源、高温电、 低压电极、盘状高压电极、低压电极吊挂机构、高压电极支架。所述低压电极与盘状高压电 极均位于高温电炉内，低压电极位于盘状高压电极的正上方，二者之间放置粉尘试样。低压电极通过低压电极吊挂机构和微电流检测仪表连接高压直流电源的低压端(接地端)，所 述高压电极支架固定在高温电炉的下方并与高压直流电源的高压输出端连接，其上端穿过 高温电炉底板上的通孔顶在盘状高压电极的底部，高压电极支架与高温电炉底板之间相隔离。上述超高温高压粉尘比电阻测量装置，所述高压电极支架包括高温合金套管、顶 杆和绝缘板，所述绝缘板水平固定于高温电炉的下方，所述高温合金套管的上端松套在盘 状高压电极底部的竖直导柱上，下端穿过高温电炉底板与炉外绝缘板固定安装并与直流高 压电源的高压输出端连接，在高温合金套管与高温电炉底板之间设置有高温瓷套管，所述 高温瓷套管的内壁与高温合金套管之间设置有绝缘间隙，所述顶杆位于高温合金套管内 部，并由设置在高温合金套管下端的螺旋顶丝驱动。上述超高温高压粉尘比电阻测量装置，所述低压电极吊挂机构包括高温合金悬臂 梁、吊杆和吊母，所述高温合金悬臂梁位于高温电炉内，其一端设置有吊杆孔，另一端穿过 炉壁并通过安装在高温电炉外壁上的护套式绝缘子与炉壁固接，高温合金悬臂梁与高温电 炉的炉壁之间设置有绝缘套管，所述绝缘套管的内壁与高温合金悬臂梁之间设置有绝缘间 隙；所述吊杆的下端与低压电极中部固接，上端穿过高温合金悬臂梁端部的吊杆孔并旋入 吊母内，高温合金悬臂梁通过微电流检测仪表接高压直流电源的低压端(接地端)。上述超高温高压粉尘比电阻测量装置，构成中还包括环形电极，所述环形电极套 在低压电极的外部，两者之间有2mm环形间隙，环形电极与高压直流电源的低压端连接。上述超高温高压粉尘比电阻测量装置，所述高温瓷套管的内壁与高温合金套管之 间的绝缘间隙为5 8mm，所述绝缘套管的内壁与高温合金悬臂梁之间的绝缘间隙为2mm。上述超高温高压粉尘比电阻测量装置，在高温瓷套管的下端设置有聚四氟乙烯遮 热板，所述遮热板通过其中部通孔套装在高温合金套管的外部，其与高温瓷套管的下端的 间距约为5mm。上述超高温高压粉尘比电阻测量装置，所述绝缘板与高温电炉内壁之间的距离不 小于250mm。本专利技术利用空气替代固体绝缘材料实现高压电极部分与高温电炉的炉壁之间的 绝缘，由于气体的击穿场强是随温度的升高而升高的，有效解决了传统比电阻测量装置的 固体绝缘材料在高温条件下绝缘性能下降的问题，从而使高温工况下测量粉尘的比电阻、 击穿电压和漏泄电流成为可能。环形电极的作用是消除由于边缘效应而在低压电极周边产 生的杂散电流，遮热板既提高了炉内温度场的稳定性，又有效降低了炉膛内高温对炉外的 高压电极支架的辐射传热，从而提高了比电阻测量的精确度。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图中各符号为1、高温合金悬臂梁；2、绝缘套管；3、护套式绝缘子；4、环形电极； 5、粉尘试样；6、热电偶；7、高温合金套管；8、高温瓷套管；9、法兰盘；10、绝缘板；11、螺旋 顶丝；12、吊母；13、吊杆；14、顶杆；15、遮热板；16、高压接线端子；17、低压电极；18、盘 状高压电极；19、炉门；20、高温电炉；Η-DC、直流高压电源；R、电加热器；TC、温度控制器； μ A、微电流检测仪表。具体实施方式本专利技术采用了一种“高温端(炉内)气体绝缘、低温端(炉外)固体材料绝缘”的高压 电极设计结构，有效地解决了高温工况下固体材料绝缘性能下降的难题。经过对样机的热 态检测，绝缘效果理想。测量装置的基本结构如图1所示在高温电炉20的炉底开一通孔。盛有粉尘试样5的盘状高压电极18借 助穿越该通孔的高压支架与直流高压电源H-DC连接。高压支架由高温合金套管7、高温合 金顶杆14、螺旋顶丝11和冷端绝缘板10等构成。盘状高压电极18安插于高温合金套管7 的顶端，高温合金顶杆14穿于高温合金套管7内，顶丝11旋于高温合金套管7的底端。高 温电炉20升温前通过旋拧顶丝11将顶杆14、盘状高压电极18和灰样5 —同顶起，直至上 电极组被完全托起。上电极组包括低压电极17、环形电极4、吊杆13和吊母12等。高温合 金套管7穿于高温瓷套管8内。考虑到在上千度高温下瓷套管的绝缘性能会大幅度降低， 因此高温合金套管7与高温瓷套管8之间应保持一定间隙，利用空气作为高压绝缘体。由 于气体的击穿场强是随温度的升高而升高的，用空气替代固体绝缘材料是适宜的，这也正 是本专利技术的技术关键。实际测试表明，5 8mm间距是最佳间距，间距过小难以满足耐击穿 要求，太大则会影响炉底电加热器的均勻敷设，从而对炉内温度场的均勻性产生不利。在炉体背壁相应位置安装一个绝缘套管2，绝缘套管2内穿有一根高温合金悬臂 梁1。同样考虑到高温条件下绝本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高温高压粉尘比电阻测量装置，其特征是，它包括电加热器（Ｒ）、高压直流电源（Ｈ－ＤＣ）、高温电炉（２０）、低压电极（１７）、盘状高压电极（１８）、低压电极吊挂机构和高压电极支架；所述低压电极（１７）与盘状高压电极（１８）均位于高温电炉（２０）内，低压电极（１７）位于盘状高压电极（１８）的上方，二者之间放置被测粉尘试样（５），低压电极（１７）通过低压电极吊挂机构和微电流检测仪表（μＡ）接高压直流电源（Ｈ－ＤＣ）低压端（接地端），所述高压电极支架固定在高温电炉（２０）的下方并与高压直流电源（Ｈ－ＤＣ）的高压输出端连接，其上端穿过高温电炉（２０）底板上的通孔顶在盘状高压电极（１８）的底部，高压电极支架与高温电炉（２０）底板之间相隔离。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：原永涛，齐立强，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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