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一种用于电树枝引发实验的实时观测装置 Download PDF

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Abstract

一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，属于电缆绝缘材料抗电树性能研究技术领域。本发明为了解决现有技术无法对多个试样的电树枝引发和生长情况进行实时观测，效率低下，实验周期较长的问题。地电极平放在透明油槽底部，高压电极的针电极预埋在试样之中，试样底部涂有导电漆并置于地电极上；多个高压电极等距排列并在同一横向直线上，并通过电极支架固定在实验支架上；高压电极的铜柱通过导线串联并与高压电源连接；透明油槽通过油槽支架固定在实验支架上，透明油槽的右侧由左至右布置有聚光器和光源，透明油槽的左侧由左至右布置有摄像头和显微镜，显微镜与光源、聚光器保持同轴安装在可调节支架上，摄像头通过导线连接计算机。本发明用于电树枝引发实验。

Description

一种用于电树枝引发实验的实时观测装置
技术领域
本发明涉及一种电缆绝缘材料电树枝老化实验的实时观测装置，属于电缆绝缘材料耐电树性能研究技术领域。
背景技术
交联聚乙烯(XLPE)由于具有优越的电、机械和热稳定性能而被广泛应用于现代挤出电力电缆绝缘。近年来，随着城市和现代工业的迅速发展，高压及超高压XLPE绝缘电缆在我国城市电网中得到越来越广泛的应用。但在电力电缆的实际运行中，由于电缆中存在杂质或缺陷，将使绝缘层中局部电场集中，并逐渐引发电树枝，此外，XLPE绝缘电缆受到电、热等应力的长期老化作用，也会出现电树枝，电树枝是电缆绝缘失效的重要因素，因此研究电缆XLPE绝缘中电树枝的引发、生长机理，对于电力电缆可靠性评估以及电力系统的安全运行具有重要意义。
在实验室内研究电树枝现象，多数研究者通常先对试样进行电树枝引发实验，电压施加固定的时间后，将电压切断，试样取出，再通过显微镜逐一观察试样中电树枝的引发和生长情况；个别研究者则实现了对单个试样的电树枝引发和生长的实时观测，但每次实验都需要多次更换试样并重新对焦和标定，实验周期较长。以上研究方法虽然简单且容易实现，但无法对多个试样的电树枝引发和生长情况进行实时观测，效率低下，实验周期较长。因此，目前仍缺乏一种在对试样施加电压过程中，同时观测多个试样中的电树枝引发和生长情况的实验装置。
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，根据本发明的一个方面，提供了一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，以至少解决现有技术无法对多个试样的电树枝引发和生长情况进行实时观测，效率低下，实验周期较长的问题。
本发明一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，包括高压电源、电极、电极支架、透明油槽、光源、聚光器、油槽支架、摄像头、显微镜和计算机；电极包括地电极和多个高压电极，地电极平放在透明油槽底部，高压电极为一个铜柱连接针电极，针电极预埋在试样之中，试样底部涂有导电漆并置于地电极上；多个高压电极等距排列并在同一横向直线上，并通过电极支架固定在实验支架上；高压电极的铜柱通过导线串联并与高压电源连接；透明油槽通过油槽支架固定在实验支架上，透明油槽的右侧由左至右布置有聚光器和光源，透明油槽的左侧由左至右布置有摄像头和显微镜，所述摄像头与光源、聚光器同轴设置，所述摄像头通过导线连接计算机。
进一步地：所述地电极为矩形铜板。
进一步地：所述透明油槽中充有变压器油或硅油，避免试样表面出现放电。
进一步地：所述摄像头通过可调节摄像头支架与实验支架建立连接。通过调整摄像头支架，分别对显微镜进行上下、前后和左右微调来确定试样中电树枝的位置，最后变焦得到清晰的电树枝图像。
进一步地：所述摄像头、聚光器和光源置在同一横向可调支架上。
进一步地：所述针电极与试样同轴设置。
进一步地：所述高压电源1的输出范围在0kV-200kV之间。观测电树枝的引发和生长过程的同时，电压始终保持，不需切断。
本发明所达到的效果为：
本发明对电极和试样进行有效位置固定，在无需切断电源的情况下,通过摄像头、聚光器、光源的整体横向滑动实现对每个试样中电树枝生长情况的实时观测，便于在同一实验条件下观察和分析电树枝生长情况，并实时拍照记录，通过显微镜变焦放大缩小观察电树枝整体和局部电树枝生长情况，并测量其长度，显著提高了电树枝引发和生长实验的效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中可移动显微镜部分和电极支架部分主视图；
图3为图2的俯视图。
图中；1-高压电源；2-电极；3-电极支架；4-透明油槽；5-光源；6-聚光器；7-油槽支架；8-摄像头；9-显微镜；10-可调节摄像头支架；11-计算机。
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。
本发明的实施例提供了一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，包括高压电源1、电极2、电极支架3、透明油槽4、光源5、聚光器6、油槽支架7、摄像头8、显微镜9、可调节摄像头支架10和计算机11；电极2包括地电极和多个高压电极，地电极平放在透明油槽4底部，高压电极为一个铜柱连接针电极，针电极预埋在试样之中，试样底部涂有导电漆并置于地电极上；多个高压电极等距排列并在同一横向直线上，并通过电极支架3固定在实验支架上；高压电极的铜柱通过导线串联并与高压电源1连接；透明油槽4通过油槽支架7固定在实验支架上，透明油槽4的右侧由左至右布置有聚光器6和光源5，透明油槽4的左侧由左至右布置有摄像头8和显微镜9，所述摄像头8与光源5、聚光器6同轴设置，所述摄像头8通过导线连接计算机11。
另外，根据一种实现方式，所述地电极为矩形铜板。
另外，根据一种实现方式，所述透明油槽4中充有变压器油或硅油。避免试样表面出现放电。
另外，根据一种实现方式，所述摄像头8通过可调节摄像头支架10与实验支架建立连接。通过调整摄像头支架，分别对显微镜进行上下、前后和左右微调来确定试样中电树枝的位置，最后变焦得到清晰的电树枝图像。
另外，根据一种实现方式，所述摄像头8、聚光器6和光源5设置在同一横向可调支架上。
另外，根据一种实现方式，所述高压电源1的输出范围在0kV-200kV之间。观测电树枝的引发和生长过程的同时，电压始终保持，不需切断。
通过以上描述可知，本发明的摄像头8、显微镜9、试样、聚光器6和光源5在同一直线上，并且显微镜、聚光器和光源在同一支架上；该支架可以横向滑动和固定。先移动显微镜与一个试样纵向中心对齐，通过调整摄像头支架，分别对显微镜进行上下、前后和左右微调来确定试样中电树枝的位置，最后变焦得到清晰的电树枝图像。通过计算机软件保存图像并记录实验时间，由于所有试样都保持相对水平位置，所以只要横向移动摄像头就可观察到其余试样电树枝图像，当调到合适观测位置时，旋紧旋钮来固定摄像头以便得到稳定的电树枝图像。高压电源1通过导线分别连接铜柱，铜柱连接试样的中的预埋针电极，试样底部涂抹导电漆并和油槽底部的接地铜板紧密接触，透明油槽中充有变压器油或硅油，避免试样表面出现放电。摄像头8通过导线连接计算机11，显微镜所有图像信息都通过计算机处理和记录。
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 (7)

1.一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，其特征在于：包括高压电源(1)、电极(2)、电极支架(3)、透明油槽(4)、光源(5)、聚光器(6)、油槽支架(7)、摄像头(8)、显微镜(9)和计算机(11)；电极(2)包括地电极和多个高压电极，地电极平放在透明油槽(4)底部，高压电极为一个铜柱连接针电极，针电极预埋在试样之中，试样底部涂有导电漆并置于地电极上；多个高压电极等距排列并在同一横向直线上，并通过电极支架(3)固定在实验支架上；高压电极的铜柱通过导线串联并与高压电源(1)连接；透明油槽(4)通过油槽支架(7)固定在实验支架上，透明油槽(4)的右侧由左至右布置有聚光器(6)和光源(5)，透明油槽(4)的左侧由左至右布置有摄像头(8)和显微镜(9)，所述摄像头(8)与光源(5)、聚光器(6)同轴设置，所述摄像头(8)通过导线连接计算机(11)。
2.根据权利要求1所述的一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，其特征在于：所述地电极为矩形铜板。
3.根据权利要求1所述的一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，其特征在于：所述透明油槽(4)中充有变压器油或硅油。
4.根据权利要求3所述的一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，其特征在于：所述摄像头(8)通过可调节摄像头支架(10)与实验支架建立连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，其特征在于：所述摄像头(8)、聚光器(6)和光源(5)设置在同一横向可调支架上,聚光器和光源可以沿着支架滑动调节位置，可调支架可以横向大幅度滑动和固定，同时也可以实现上下、左右和前后方向的微调。
6.根据权利要求1所述的一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，其特征在于：所述针电极与试样同轴设置。
7.根据权利要求1所述的一种用于电树枝引发实验的实时观测装置，其特征在于：所述高压电源(1)的输出范围在0kV-200kV之间。
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