CN105486926A - 条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统 - Google Patents

Abstract

条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，属于高电压与绝缘技术领域。本发明为解决条状绝缘材料表面电阻率工作现场测量时可能存在容性电流，进而影响测量结果的问题。本发明的高压极与测量极之间电气连接试样，测量极置于保护极内，静电计与测量极电气连接，高压直流电源与高压极电气连接；高压极用于为试样一端提供高电位，测量极用于为试样另一端提供地电位，高压极与测量极相配合使试样表面流过电流；测量极将测试电流收集后送入静电计进行电流测量；保护极用于屏蔽高压极与测量极之间的空间容性电流；静电计用于测量流过试样的电流。本发明用于存在较大干扰的工作现场环境下测量条状绝缘材料表面电阻率。

Description

条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统

技术领域

本发明涉及一种绝缘材料表面电阻率测试系统，具体涉及一种条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，属于高电压与绝缘技术领域。

背景技术

随着国民经济的持续增长，电能在工业生产及人民生活中扮演的角色越来越重要，发电设备与电力传输设备的生产及使用绝离不开绝缘材料。绝缘材料的性能对保障电力设备的正常运行起着重要的作用。因此电力设备在生产或检修时经常要对其介电参数进行测量，以判断绝缘材料的性能。表面电阻率是判断绝缘材料性能的重要指标之一，如：电机绝缘用环氧云母带等。经典的绝缘材料等效电路表明，被测绝缘材料可以用并联的电阻和电容等效表示，即：测量所得电流为阻性电流和容性电流之和，其中容性电流为干扰量。当测试用直流电源为理想电源时(即无波动)可知，容性电流为零。但实际使用的直流电源均无法达到理想电源的水平(“纹波系数”就是用来表征直流电源波动程度的物理量)，导致实际测量中不可避免的存在容性干扰电流。另外，由于电力设备用绝缘材料电阻率较高，使得测试电流较小(一般为nA～pA级)，外界电磁环境干扰将对测试电流产生较大影响。而设备生产或检修的现场多为存在其他大型电力设备工作或启停的状况，大型电力设备的工作或启停将产生空间电磁波传播，也将对测试产生干扰。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于此，本发明从减小容性电流及空间电磁波干扰两方面出发，提供了一种条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统。

条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，包括高压极、测量极、保护极、静电计和高压直流电源；

高压极与测量极之间电气连接试样，测量极置于保护极内，静电计与测量极电气连接，高压直流电源与高压极电气连接；

高压极用于为试样一端提供高电位，测量极用于为试样另一端提供地电位，高压极与测量极相配合使试样表面流过电流；测量极将测试电流收集后送入静电计进行电流测量；保护极用于屏蔽高压极与测量极之间的空间容性电流；试样为被测绝缘材料；静电计用于测量流过试样的电流；高压直流电源用于产生高压直流电压。

进一步地，其中，所述高压极材质为紫铜。在绝缘材料电阻率测量时要求采用电导率较高的金属材料，同时也要考虑工程应用上的成本限制，因此一般采用以上两个条件均可接受的紫铜作为电极材料。

进一步地，其中，所述测量极材质为紫铜。在绝缘材料电阻率测量时要求采用电导率较高的金属材料，同时也要考虑工程应用上的成本限制，因此一般采用以上两个条件均可接受的紫铜作为电极材料。

进一步地，其中，所述保护极包括上壳体与下壳体，上壳体与下壳体之间电气连接，并接地；所述上壳体与下壳体材质均为铝合金。如此设置，首先，由于测量极须位于保护极内且与保护极无电气连接，将保护极分为两部分便与安装与调试；其次，铝合金材质较轻较软，便与加工且成本低。

进一步地，其中，所述试样在高压极与测量极之间的距离大于10mm，且低于30mm。因保护极局部位于高压极与测量极之间且保护极具有一定厚度，若高压极与测量极之间小于10mm将不利于保护极安装；若高压极与测量极之间距离大于30mm，容性电流较小，对测试干扰较小，可能无必要安装保护极。

进一步地，其中，所述上壳体与下壳体间存在缝隙；试样穿过缝隙与测量极电气连接，且试样与上壳体和下壳体无电气连接。因试样需要与测量极电气连接，而测量极位于保护极内部，因此必须留一通道使试样穿过保护极，并且试样不能与保护极电气连接，否则将导致测试电流泄漏，影响测量结果。

进一步地，其中，所述缝隙的各条边到试样之间的距离均不超过2mm。距离过大将影响屏蔽效果。

进一步地，其中，所述试样两端分别被高压极压板及测量极压板压紧固定在高压极及测量极上，高压极压板及测量极压板靠重力将试样压紧。高压极压板与测量极压板为绝缘材料且重量应足够重，能够使试样被压紧。由于条状试样重量一般较轻，靠自身重量无法与高压极或测量极紧密贴合，影响测试结果，因此需在试样上方施加一定的压力；利用压板的重量自然压紧既满足了使试样与电极贴紧的要求也拆装方便，适合工程使用；利用绝缘材料为压板安装简单方便，只要压紧试样即可，若使用金属作为压板需注意其位置，如果金属压板边缘超出所在电极平面投影范围，将影响测量结果(例如，高压极压板边缘位于高压极与测量极之间)。

本发明的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统所达到的效果为：本发明通过保护极的屏蔽作用减小了测试电流中的容性电流干扰，同时减弱了外界电磁环境对测试电流产生的测试干扰，增加了测量的准确性。

附图说明

图1是条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统的结构示意图；

图中：1-高压极；2-测量极；3-保护极；4-试样；5-静电计；6-高压直流电源；3-1上壳体；3-2下壳体；7-1高压极压板；7-2测量极压板。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，它包括：高压极1，测量极2，保护极3，试样4，静电计5，高压直流电源6，压板；

其中，所述高压极1材质为紫铜，与高压直流电源6电气连接，为试样4一端提供高电位。

其中，所述测量极2材质为紫铜，与静电计5电气连接，用于为试样4另一端提供地电位，与高压极1相配合使试样4表面流过电流，并将测试电流收集后送入静电计5进行电流测量；

其中，所述保护极3包括上壳体3-1与下壳体3-2，所述的上壳体3-1与下壳体3-2材质均为铝合金。

其中，所述试样4在高压极1与测量极2之间的距离a大于10mm且小于30mm。

其中，所述上壳体3-1与下壳体3-2之间电气连接，并接地；

其中，所述压板包括高压极压板7-1及测量极压板7-2，材质均为聚四氟乙烯；

所述测量极2位于上壳体3-1与下壳体3-2所包围的空间内；

所述上壳体3-1与下壳体3-2间存在缝隙3-3；

所述试样4穿过缝隙3-3与测量极2电气连接，且试样4与上壳体3-1和下壳体3-2无电气连接；

所述试样4两端分别被高压极压板7-1及测量极压板7-2压紧固定在高压极1及测量极2上；

所述高压极压板7-1及测量极压板7-2靠重力将试样4压紧；

所述缝隙3-3为矩形，且缝隙3-3的4条边到试样4之间的距离b均不超过2mm。

虽然本发明所揭示的实施方式如上，但其内容只是为了便于理解本发明的技术方案而采用的实施方式，并非用于限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭示的核心技术方案的前提下，可以在实施的形式和细节上做任何修改与变化，但本发明所限定的保护范围，仍须以所附的权利要求书限定的范围为准。

Claims (8)

1.条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：包括高压极(1)、测量极(2)、保护极(3)、静电计(5)和高压直流电源(6)；

高压极(1)与测量极(2)之间电气连接试样(4)，测量极(2)置于保护极(3)内，静电计(5)与测量极(2)电气连接，高压直流电源(6)与高压极(1)电气连接；

高压极(1)用于为试样(4)一端提供高电位，测量极(2)用于为试样(4)另一端提供地电位，高压极(1)与测量极(2)相配合使试样(4)表面流过电流；测量极(2)将测试电流收集后送入静电计(5)进行电流测量；保护极(3)用于屏蔽高压极(1)与测量极(2)之间的空间容性电流；试样(4)为被测绝缘材料；静电计(5)用于测量流过试样(4)的电流；高压直流电源(6)用于产生高压直流电压。

2.根据权利要求1所述的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：所述高压极(1)材质为紫铜。

3.根据权利要求1所述的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：所述测量极(2)材质为紫铜。

4.根据权利要求1所述的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：所述保护极(3)包括上壳体(3-1)与下壳体(3-2)，上壳体(3-1)与下壳体(3-2)之间电气连接，并接地；所述上壳体(3-1)与下壳体(3-2)材质均为铝合金。

5.根据权利要求1所述的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：所述试样(4)在高压极(1)与测量极(2)之间的距离(a)大于10mm，且小于30mm。

6.根据权利要求4或5所述的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：所述上壳体(3-1)与下壳体(3-2)间存在缝隙(3-3)；试样(4)穿过缝隙(3-3)与测量极(2)电气连接，且试样(4)与上壳体(3-1)和下壳体(3-2)无电气连接。

7.根据权利要求6所述的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：所述缝隙(3-3)的各条边到试样(4)之间的距离(b)不超过2mm。

8.根据权利要求1所述的条状绝缘材料表面电阻率测试三电极系统，其特征在于：所述试样(4)两端分别被高压极压板(7-1)及测量极压板(7-2)压紧固定在高压极(1)及测量极(2)上，高压极压板(7-1)及测量极压板(7-2)靠重力将试样(4)压紧。