CN103336011B - 用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置 - Google Patents

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Abstract

用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，属于电力领域，本发明为解决采用CCD摄像采集系统观察电树枝存在的问题。本发明包括近红外光源、绝缘油箱、地电极、聚合物-无机填料复合物试件、钨针、交流升压电路、220V交流电源、放大镜头、视频显微镜、计算机和接地保护电路；地电极设置有绝缘油箱的底部，地电极上设置有试件；近红外光源和放大镜头设置在绝缘油箱外相对的两侧，并与试件在同一直线上；220V交流电源通过交流升压电路给钨针的顶部施加高压；钨针的针尖置于试件内；近红外光源透过试件、放大镜头后，由视频显微镜采集，并把电树枝图像输出给计算机；交流升压电路通过接地保护电路接地。

Description

用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置
技术领域
本发明涉及用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，属于电力领域。
背景技术
近年来，各种中高频的电力电子设备在电力系统等领域得到了日益广泛的应用，与此同时也对绝缘材料的性能提出了新的考验。在高压电力设备如电缆中，随着电压等级和容量的不断提高，电树枝老化成为导致绝缘材料失效的重要原因。
电树枝是一种发生在电介质中的电致裂纹现象，因其形状与树枝相似而得名，它的存在将导致绝缘等级下降，是一种严重威胁电器设备，开关器件和绝缘套管运行安全的电老化现象。
自从1972年首次在聚合物绝缘中发现电树枝以来持久深入的研究，人们对电树枝现象的认识逐渐从表面走向深入。但目前观测主要是单一的采用CCD数字摄像采集系统，对电树枝动态生长过程的拍摄大量实验照片和生长特性数据，探讨绝缘中的电树枝发展特征与材料聚集态结构的关系。
目前系统存在的主要问题有：
1）CCD摄像采集系统拍的是模拟图像，其放大仅仅是将模拟图像整体放大，而透光性反比与放大倍数，所以镜头放大倍数较小，无法观测到电树枝微小量的变化；并且在高电压情况下，对镜头的工作距离很难满足实验的要求。
2）目前光源为橙黄色碘钨灯或白炽灯等提供，直射试样会使得镜头过度曝光，不直射试样，光线提供不足，镜头无法观测到试样内部的情况，而不能感测到电树枝细微结构。
3）因聚合物材料的半透明或不透明的结构，在进行观测时可能会产生其它的光学现象，而使观测结果不够清晰。
4）对焦困难，试样与镜头的相对位置不固定，每次更换试样后对焦困难。
5）放大倍数不确定，尺寸标度不准确。每次更换试样后，若想得到精确的测量尺寸，都需要重新校核。
发明内容
本发明目的是为了解决采用CCD摄像采集系统观察电树枝存在的问题，提供了一种用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置。
本发明所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，它包括近红外光源、绝缘油箱、地电极、聚合物-无机填料复合物试件、钨针、交流升压电路、220V交流电源、放大镜头、视频显微镜、计算机和接地保护电路；
绝缘油箱为充满绝缘油的箱体，地电极设置有绝缘油箱的底部，地电极上设置有聚合物-无机填料复合物试件；近红外光源和放大镜头设置在绝缘油箱外相对的两侧，并与聚合物-无机填料复合物试件在同一直线上；
220V交流电源的220V交流电压输出端与交流升压电路的输入端相连；
交流升压电路的输出端与露出绝缘油外的钨针的顶部连接；
钨针的针尖置于聚合物-无机填料复合物试件内；
近红外光源发出的光束经过绝缘油后进入聚合物-无机填料复合物试件，从聚合物-无机填料复合物试件透射出的光束经过绝缘油后进入放大镜头的光输入端；
放大镜头的放大信号输出端与视频显微镜的输入端相连；视频显微镜的电树枝图片信号输出端与计算机的电树枝图片信号输入端相连；
交流升压电路通过接地保护电路接地。
本发明的优点：本发明所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置结构简单，观测的电树枝效果好，放大倍数最大可达2086，该观测系统分辨率为0.96μm，并同时具备景深2.24μm。
附图说明
图1是本发明所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置的结构示意图；
图2是采用传统方式观测的电树枝照片；
图3是采用本发明方式观测的电树枝照片。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，它包括近红外光源1、绝缘油箱2、地电极3、聚合物-无机填料复合物试件4、钨针5、交流升压电路6、220V交流电源7、放大镜头8、视频显微镜9、计算机10和接地保护电路12；
绝缘油箱2为充满绝缘油的箱体，地电极3设置有绝缘油箱2的底部，地电极3上设置有聚合物-无机填料复合物试件4；近红外光源1和放大镜头8设置在绝缘油箱2外相对的两侧，并与聚合物-无机填料复合物试件4在同一直线上；
220V交流电源7的220V交流电压输出端与交流升压电路6的输入端相连；
交流升压电路6的输出端与露出绝缘油外的钨针5的顶部连接；
钨针5的针尖置于聚合物-无机填料复合物试件4内；
近红外光源1发出的光束经过绝缘油后进入聚合物-无机填料复合物试件4，从聚合物-无机填料复合物试件4透射出的光束经过绝缘油后进入放大镜头8的光输入端；
放大镜头8的放大信号输出端与视频显微镜9的输入端相连；视频显微镜9的电树枝图片信号输出端与计算机10的电树枝图片信号输入端相连；
交流升压电路6通过接地保护电路12接地。可以实现断开高压的同时将高压端接地，接地短路之后加上高压，实现直流短路电树枝的观测。
交流升压电路6输出3kV～20kV的交流电压。输出的高压加载在钨针5上，近红外光源1的光束打在聚合物-无机填料复合物试件4上，在其内部形成的电树枝被视频显微镜9采集，同时利用放大镜头8放大，可以观测到细微电树枝的变化，输出的电树枝图片分辨率可达0.96μm。
从图2和图3的对比来看，本实施方式观测电树枝方式弥补目前电树枝观测的不足。
具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，它还包括对焦精粗调装置11，对焦精粗调装置11的调焦指令输出端与视频显微镜9的调焦指令输入端相连。对焦精粗调装置11可实现高倍率物镜的粗微调装置对焦及底部平台XY直线导轨调节。
具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，钨针5的针尖与地电极3之间的距离为1mm～3mm之间。
具体实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，聚合物-无机填料复合物试件4的长×宽×高为10mm×3mm×10mm，其中，长×宽所在面与放大镜头8的光轴平行。

Claims (5)

1.用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，其特征在于，它包括近红外光源(1)、绝缘油箱(2)、地电极(3)、聚合物-无机填料复合物试件(4)、钨针(5)、交流升压电路(6)、220V交流电源(7)、放大镜头(8)、视频显微镜(9)、计算机(10)和接地保护电路(12)；
绝缘油箱(2)为充满绝缘油的箱体，地电极(3)设置在绝缘油箱(2)的底部，地电极(3)上设置有聚合物-无机填料复合物试件(4)；近红外光源(1)和放大镜头(8)设置在绝缘油箱(2)外相对的两侧，并与聚合物-无机填料复合物试件(4)在同一直线上；
220V交流电源(7)的220V交流电压输出端与交流升压电路(6)的输入端相连；
交流升压电路(6)的输出端与露出绝缘油外的钨针(5)的顶部连接；
钨针(5)的针尖置于聚合物-无机填料复合物试件(4)内；
近红外光源(1)发出的光束经过绝缘油后进入聚合物-无机填料复合物试件(4)，从聚合物-无机填料复合物试件(4)透射出的光束经过绝缘油后进入放大镜头(8)的光输入端；
放大镜头(8)的放大信号输出端与视频显微镜(9)的输入端相连；视频显微镜(9)的电树枝图片信号输出端与计算机(10)的电树枝图片信号输入端相连；
交流升压电路(6)通过接地保护电路(12)接地。
2.根据权利要求1所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，其特征在于，它还包括对焦精粗调装置(11)，对焦精粗调装置(11)的调焦指令输出端与视频显微镜(9)的调焦指令输入端相连。
3.根据权利要求1所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，其特征在于，交流升压电路(6)输出3kV～20kV的交流电压。
4.根据权利要求1所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，其特征在于，钨针(5)的针尖与地电极(3)之间的距离为1mm～3mm之间。
5.根据权利要求1所述用于聚合物-无机填料复合物电树枝的观测装置，其特征在于，聚合物-无机填料复合物试件(4)的长×宽×高为10mm×3mm×10mm，其中，长×宽所在面与放大镜头(8)的光轴平行。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104965162B (zh) * 2015-07-01 2017-09-12 西安交通大学 直流电压下固体绝缘中电树枝特性实时显微观测试验系统
CN105093074B (zh) * 2015-07-10 2017-12-19 西南交通大学 一种测量气压对交联聚乙烯电树枝生长特性影响的试验装置
CN108431615B (zh) * 2015-12-21 2020-12-18 东芝三菱电机产业系统株式会社 电树测试方法以及电极设定用部件组
CN106054037A (zh) * 2016-06-13 2016-10-26 哈尔滨理工大学 具有升温及局部放电监测功能的电树观测装置
CN106290366B (zh) * 2016-08-08 2019-09-27 哈尔滨理工大学 一种用于电树枝引发实验的实时观测装置
CN106353248A (zh) * 2016-11-11 2017-01-25 哈尔滨理工大学 一种可动态观测纳米复合材料电腐蚀情况的装置
CN107271863A (zh) * 2017-06-19 2017-10-20 哈尔滨理工大学 聚合物绝缘材料电树枝监测系统
CN110057817A (zh) * 2019-03-20 2019-07-26 天津大学 基于电热耦合场的绝缘材料老化测试装置
CN110658429B (zh) * 2019-11-03 2021-03-23 西南交通大学 一种配电网交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝长度估算方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102346227A (zh) * 2010-08-04 2012-02-08 河南省电力公司安阳供电公司 一种基于内窥镜技术的放电痕迹检查系统
CN203012075U (zh) * 2012-09-24 2013-06-19 中国电力科学研究院 一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102346227A (zh) * 2010-08-04 2012-02-08 河南省电力公司安阳供电公司 一种基于内窥镜技术的放电痕迹检查系统
CN203012075U (zh) * 2012-09-24 2013-06-19 中国电力科学研究院 一种测试紫外检测仪的紫外可见光重合偏差的系统

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XLPE电缆绝缘中的电树枝结构及其生长特性;谢安生等;《高电压技术》;20070630;第33卷(第6期);第168-173页 *
分形分析方法在电树枝结构研究中的应用;张晓虹等;《电工技术学报》;20130131;第28卷(第1期);第14-20页 *
基于纳米蒙脱土调控的聚乙烯电树枝化发展特性研究;迟晓红;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20130301;第24-26页 *
高温下交联聚乙烯电缆绝缘中电树枝测试系统设计;陈向荣等;《绝缘材料》;20111231;第44卷(第4期);第55-58页 *

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