CN103336232B - 一种检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种检测装置,检测装置包括电器组件和测试组件;其改进之处在于:测试组件包括顶盖9将其分为上下的两个腔体;顶盖9设有测量口5和物料出入口4;高压电极导杆1穿过上腔体顶部和顶盖9,与底板10凸起部分设置的圆形地电极13对应设置;测量口5和物料出入口4分别与测量组件连接。本发明提供的一种检测装置,结构简单,安装方便,造价不高,可广泛应用于科研院校,工业检测部门。

Description

一种检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测装置,具体涉及一种用于电压测试等级到35kV及其以下在普冷温区电介质绝缘性能的检测装置。
背景技术
电介质的绝缘性能好坏直接关系到电力系统的可靠性及安全性。上世纪八十年代以来,高温超导材料的问世,使得超导技术得到了快速发展,国内外对超导变压器、超导限流器、超导电缆、超导储能装置和超导电机等超导电力设备的研制取得了很大的进展。随着超导电力设备电压等级的提高,研究低温环境下绝缘材料的电气性能,对超导技术的应用起到的作用也愈加重要。
高压电气设备的绝缘电介质有气体、液体、固体及其复合介质,其中气体是最常用的,例如SF6广泛应用于全封闭组合电器(GIS)、SF6气体绝缘输电管道、SF6电力变压器、直流输电换向阀、断路器和全封闭的SF6绝缘变电站等。对用作绝缘材料的电介质,不仅要求其绝缘强度高,而且随用途不同对电、热、机械、化学和物理等方面的性能也提出了要求。为此,必须研究电介质的电气性能和击穿机理,以及影响其绝缘强度的各种因素,进而了解绝缘老化和损伤的程度,以合理选择和使用绝缘材料。
本发明人经长期观察、研究发现虽然目前在大气环境常温下测量电介质的绝缘性能的设备发展比较完善,但仍极需一种低温环境、真空或者压力环境下检测电介质的绝缘性能的装置,以满足超导技术的发展,低温绝缘材料的应用日益广泛,快速、准确、方便、安全可靠的监测电解质在低温条件下的绝缘性能。
鉴于上述原因,本发明的目的是提供一个针对普冷温区电介质绝缘性能测试的装置。
发明内容
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种检测装置,所述检测装置包括电器组件和测试组件;其特征在于:所述测试组件包括顶盖9将其分为上下的两个腔体;所述顶盖9设有测量口5和物料出入口4;高压电极导杆1穿过所述上腔体顶部和所述顶盖9,与所述下腔体底板10凸起部分设置的圆形地电极13对应设置;所述测量口5和物料出入口4分别与测量组件连接。
其中,电器组件包括原边与电源相接、副边与保护电阻相接的变压器以及连接于与测试组件间的分压器。
其中,顶盖9顶面与电极螺旋装置2相接,所述顶盖9底面与侧壁11连接。
其中,顶盖9为片状圆环,靠近外侧边缘部分的物料出入口4为进、抽气口;所述测量口5和物料出入口4的开口方向均朝上。
其中,所述高压电极导杆1的顶端设有“T”型圆柱手柄,手柄处设有与所述电极螺旋装置2相匹配的螺纹;所述电极螺旋装置2与手柄连接的两端设有卡环;所述高压电极导杆1的底部设有高压电极12。
其中,高压电极12包括:圆形电极、平板电极或针电极。
其中,高压电极导杆1穿过顶盖9之间的部分设有绝缘层3;其位于所述上腔体的轴向上设有凸起;所述绝缘层与顶盖9连接处设有限位凸起;所述绝缘层3为聚四氟乙烯。
其中,绝缘层3上下两端分别设有沟槽,所述沟槽内设有密封胶圈。
其中,侧壁11的内壁设有加热片7。
其中,侧壁11外侧设有液氮槽6;所述液氮槽6外壁与所述侧壁11平行,所述液氮槽6外壁的高度低于侧壁11的高度;所述侧壁11和所述液氮槽6由位于装置的底部的底板10连接。
其中,下腔体真空下漏率为:1.0×10-8Pa*L/s,最高可以加0.5MPa正压。
本发明涉及的普冷温区电介质绝缘性能测试的装置,具有以下优点:
1、本发明结构简单紧凑,成本低,操作方便,安全可靠。
2、能测试普冷温区气、固、液电介质的绝缘性能,灵敏调节下腔体的温度、压力参数。
3、能灵活改变电极系统,模拟均匀和不均匀电场,能测量工频交直流、冲击击穿电压。
4、高压电极导杆做成连动装置,旋转导杆即可调节电极间距,便于操作,实用性强,安全可靠。
5、腔体密封性能好,正负压环境下均可使用。
附图说明
附图1:电介质绝缘性能测试装置示意图
其中:高压电极导杆—1、电极螺旋装置—2、绝缘层—3、物料出入口—4、测量口—5、液氮槽—6、加热片—7、电极系统—8、顶盖—9、底板—10、侧壁—11、高压电极—12、地电极—13
附图2:电介质绝缘性能测试装置电路图
具体实施方式
如图1所示,本发明包括:高压电极导杆1、电极螺旋装置2、绝缘层3、物料出入口4、测量口5、液氮槽6、加热片7、电极系统8、顶盖9、底板10、侧壁11。
所述高压电极导杆1上段有与电极螺旋装置2相匹配的螺纹,螺距是:1mm,穿过电极螺旋装置2,下端开孔攻丝,连接高压电极。高压电极为圆柱体,根据实验性质需更换不同大小的高压电极。通过更换不同的电极,模拟均匀和不均匀电场,可测试气体、固体和液体电介质的绝缘性能。
高压电极导杆1顶端设有“T”型圆柱手柄,旋转高压电极导杆1可改变高压电极与地电极间的间距;电极螺旋装置2呈倒“弓”形,下端用螺丝紧固在顶盖9上,上端支撑高压电极导杆1,同时防止在测试气体绝缘性能时,因腔体压力过大,冲出高压电极导杆1。为保持高压电极导杆1和电极螺旋装置2的连接气密性,在其与手柄连接的两端设置卡环以确保紧密连接。绝缘层3套在高压电极导杆1上,上下两端开有槽口,并放置“0”形密封胶圈,保证腔体的气密性。绝缘层3采用的是聚四氟乙烯材料,耐低温,绝缘性能好,隔离高压。绝缘层3中部与顶盖9连接处设有限位凸起,其上设有螺孔。绝缘层3顶部向下沿轴向方向车有相同厚度、等间距三个凸起,以改变聚四氟乙烯棒的形状增加爬电距离,即在两个导电部分之间沿绝缘材料表面的最短距离。同时也防止沿面闪络,防止绝缘子污损的情况下沿绝缘子表面发生的对地放电现象。
为保证良好的上、下腔体气密性,因而减少顶盖9上的开孔数,进气口和抽气口合二为一;温度测量口和压力测量口合二为一。测量口5通过8针的航空插头引出连接线,连接到相应的温度、压力测量设备,检测下腔体的温度和压力。
为避免密封胶圈过冷失效,液氮槽6的外壁高度低于侧壁11的高度,注入液氮后,通过侧壁11不锈钢壁传热,冷却下腔体,降低下腔体的温度;采用不同功率、片数的加热片7可调节下腔体内部的温度,从而测量不同温度区间的电介质击穿性能。加热片7对称排列在侧壁内,通过航空插头引出连接线,连接220V电源。液氮槽6的外壁高度必须低于侧壁11是为了防止加入液氮时,温度下降过低,使密封胶圈失效,无法保证上、下腔体的气密性。
如图1所示:以测试气体为例,本发明用于普冷温区内电介质绝缘性能测试装置的使用方法如下:实验前用酒精擦拭侧壁11内壁、底板10及高压电极,保证其下腔体内洁净。绝缘层3穿过顶盖9,并用螺丝紧固。用真空脂涂在绝缘层3的开槽处放置的“O”形密封胶圈上,以保证上、下腔体的气密性。高压电极导杆1穿过电极螺旋系统2,插入绝缘层3中,卡紧密封胶圈,用螺丝紧固好,下端连接相应的高压电极。顶盖9放置到侧壁11上,周围用螺丝紧固。旋转高压电极导杆1,设定好初次电极间距。用真空泵连接物料出入口4,对下腔体抽真空。下腔体真空下漏率为:1.0×10-8Pa*L/s,最高可以加0.5MPa正压。当其真空度达到10-2Pa时,通过检测口5连接温度、压力测量设备,测量当前下腔体的温度、压力。向液氮槽6加入液氮,检测下腔体的温度变化,随着液氮的不断挥发,下腔体的温度逐渐降低,当下腔体温度达到普冷温区150K-155K,约-123℃—-128℃时,停止加液氮,静置一段时间至温度稳定在153K左右。通过物料出入口4向腔体充入待测气体,检测此时的腔体压力至预定值,停止充气,用盲板密封好物料出入口4。
此时断开压力、温度检测设备,避免加高压损坏设备,按照图2所示的电路图,连接好线路,升压至气体击穿,低于35Kv,记录此时的击穿电压值,重复加压5次,分别记录各次的击穿电压值。断开高压设备后,利用加热片调节下腔体温度,根据加热片不同的功率和片数,设定其工作时间,同时测量下腔体的温度变化,至下腔体温度达到预定的温度区间值时,停止加热片工作,重复上述步骤,测量并记录当前温度、压力下的击穿电压值。
测试固体电介质时,待测试固体夹在底板10凸起部分的圆形地电极和高压电极导杆1下端的高压电极之间,加压和测量方式与上述测量气体时候一样。
测试液体电介质时,将待测液体注入下腔体中,待测液体需没过高压电极导杆1下端的高压电极,加压和测量方式与上述测量气体时候一样。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种检测装置,所述检测装置包括电器组件和测试组件;其特征在于:所述测试组件包括顶盖(9)将其分为上下的两个腔体;所述顶盖(9)设有测量口(5)和物料出入口(4);高压电极导杆(1)穿过所述上腔体顶部和所述顶盖(9),与所述下腔体底板(10)凸起部分设置的圆形地电极(13)对应设置;所述测量口(5)和物料出入口(4)分别与测量组件连接;
所述顶盖(9)顶面与电极螺旋装置(2)相接,所述顶盖(9)底面与侧壁(11)连接;
所述高压电极导杆(1)的顶端设有“T”型圆柱手柄,手柄处设有与所述电极螺旋装置(2)相匹配的螺纹;所述电极螺旋装置(2)与手柄连接的两端设有卡环;所述高压电极导杆(1)的底部设有高压电极(12);
所述高压电极(12)包括:圆形电极、平板电极或针电极。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述电器组件包括原边与电源相接、副边与保护电阻相接的变压器以及连接于与测试组件间的分压器。
3.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于:所述顶盖(9)为片状圆环,靠近外侧边缘部分的物料出入口(4)为进、抽气口;所述测量口(5)和物料出入口(4)的开口方向均朝上。
4.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述高压电极导杆(1)穿过顶盖(9)之间的部分设有绝缘层(3);其位于所述上腔体的轴向上设有凸起;所述绝缘层与顶盖(9)连接处设有限位凸起;所述绝缘层(3)为聚四氟乙烯。
5.根据权利要求4所述的检测装置,其特征在于,所述绝缘层(3)上下两端分别设有沟槽,所述沟槽内设有密封胶圈。
6.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述侧壁(11)的内壁设有加热片(7)。
7.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述侧壁(11)外侧设有液氮槽(6);所述液氮槽(6)外壁与所述侧壁(11)平行,所述液氮槽(6)外壁的高度低于侧壁(11)的高度;所述侧壁(11)和所述液氮槽(6)由位于装置的底部的底板(10)连接。
8.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述下腔体真空下漏率为:1.0×10-8Pa*L/s,最高可以加0.5MPa正压。
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