CN106770469A - 绝缘材料多功能参数测试平台 - Google Patents

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何金良
胡军
李传扬
张波
余占清
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    • G—PHYSICS
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Abstract

一种绝缘材料多功能参数测试平台,包括密封腔，所述密封腔固定于底座上，所述密封腔的前端安装有高压套管，所述密封腔内安装有探头二维移动平台、加压支架，所述加压支架的前后两端分别与所述高压套管、探头二维移动平台电连接。其有益效果是：能够对待测绝缘材料表面电势衰减特性进行测量，可以根据待测式样表面电势衰减特性，通过调节所述驱动机构控制器控制扫描所用时间及采样间隔时间，对式样表面进行扫描。可通过提高探针行走速度，来降低扫描过程中，由表面电势衰减对测量结果带来的影响。

Description

绝缘材料多功能参数测试平台
技术领域
本发明涉及绝缘材料性能测试领域，特别是一种绝缘材料多功能性能参数测试平台。
背景技术
聚合物绝缘材料以其优异的特性，被广泛应用于电力系统绝缘领域。其表面性能决定了电致发光(EL)是一种研究聚合物中陷阱特性、空间电荷的存贮和输运特性、聚合物的结构转变和分子运动的重要工具。EL技术可用于研究聚合物绝缘材料老化初始阶段特性，同时，可用于检测不同激励作用下电荷界面转移特性效应，也常被用于评价绝缘材料中无机填料分布及转移情况。
研究直流电压下不同气体环境中绝缘材料表面电势分布及衰减，表面电致发光特性，将有助于揭示直流电压下绝缘材料沿面闪络机理，进而针对性地设计绝缘表面结构，提高直流系统绝缘件闪络性能。为了获得表面电荷变化特性，很有必要对各类绝缘材料在带电情况下电荷积聚及断电后的电荷消散情况进行实时观察，这将为材料表面改性及研发抑制低电压下闪络的新型绝缘材料提供帮助，具有重要现实意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种绝缘材料多功能参数测试平台。具体设计方案为：
一种绝缘材料多功能参数测试平台,包括密封腔，所述密封腔固定于底座上，所述密封腔的前端安装有高压套管，所述密封腔内安装有探头二维移动平台、加压支架，所述加压支架的前后两端分别与所述高压套管、探头二维移动平台电连接，所述探头二维移动平台的前端安装有表面电势测量探头，所述探头二维移动平台的一侧安装有转接法兰，所述密封腔的后端底部设有高频电流传感器，所述密封腔的内部顶面由前到后依次安装有顶端观察窗、温湿度探测器探头、进气口、出气口、压力表，所述密封腔的内部通过所述进气口、出气口与外部连通，所述温湿度探测器探头与所述转接法兰电连接。
所述转接法兰与二维移动台控制器、温湿度显示器、静电电压表电连接，所述二维移动台控制器、温湿度显示器、静电电压表均位于所述密封腔的外部，所述密封腔的外部还设有光子计数探头、计算机，所述光子计数探头位于所述顶端观察窗的正上方，所述光子计数探头通过光子计数模块与所述计算机电连接，所述静电电压表、高频电流互感器均通过示波器与所述计算机电连接。
所述密封腔固定于底座上，所述所述密封腔的前后两端分别安装通过螺纹连接有高压端盖、高频端盖，所述高压套管由前向后贯穿所述高压端盖并固定于所述高压端盖的前端，所述高频电流互感器由后向前贯穿所述高频端盖并与所述密封腔的接地线电连接，所述密封腔内部压强为0.01Pa-0.8MPa。
所述高压套筒的外层为聚四氟乙烯套筒，内层为金属电极。
所述加压支架包括有机玻璃底座、指状电极，所述有机玻璃底座的前后两端均安装有指状电极，所述指状电极的底面铺设绝缘板，所述绝缘板为厚度3mm，边长40mm的板状结构。
所述光子计数探头的光谱计数波长范围为185nm-850nm。
通过本发明的上述计数方案得到的绝缘材料多功能参数测试平台，其有益效果是：
能够对待测绝缘材料表面电势衰减特性进行测量，可以根据待测式样表面电势衰减特性，通过调节所述驱动机构控制器控制扫描所用时间及采样间隔时间，对式样表面进行扫描。
可通过提高探针行走速度，来降低扫描过程中，由表面电势衰减对测量结果带来的影响。
附图说明
图1是本发明所述绝缘材料多功能参数测试平台的结构示意图；
图中，1、密封腔；2、底座；3、高压套管；4、二维移动平台；5、加压支架；6、表面电势测量探头；7、转接法兰；8、顶端观察窗；9、温湿度测量器探头；10、进气口；11、出气口；12、压力表；13、二维移动台控制器；14、温湿度显示器；15、静电电压表；16、光子计数探头；17、计算机；18、光子计数模块；19、高频电流互感器；20、示波器；21、高频端盖；22、高压端盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述。
一种绝缘材料多功能参数测试平台,包括密封腔1，所述密封腔1固定于底座2上，所述密封腔1的前端安装有高压套管3，所述密封腔1内安装有探头二维移动平台4、加压支架5，所述加压支架5的前后两端分别与所述高压套管3、探头二维移动平台4电连接，所述探头二维移动平台4的前端安装有表面电势测量探头6，所述探头二维移动平台4的一侧安装有转接法兰7，所述密封腔1的后端底部设有高频电流传感器19，所述密封腔1的内部顶面由前到后依次安装有顶端观察窗8、温湿度探测器探头9、进气口10、出气口11、压力表12，所述密封腔1的内部通过所述进气口10、出气口11与外部连通，所述温湿度探测器探头9与所述转接法兰7电连接。
所述转接法兰7与二维移动台控制器13、温湿度显示器14、静电电压表15电连接，所述二维移动台控制器13、温湿度显示器14、静电电压表15均位于所述密封腔1的外部，所述密封腔1的外部还设有光子计数探头16、计算机17，所述光子计数探头16位于所述顶端观察窗8的正上方，所述光子计数探头16通过光子计数模块18与所述计算机17电连接，所述静电电压表15、高频电流互感器19均通过示波器20与所述计算机17电连接。
所述密封腔1固定于底座2上，所述所述密封腔1的前后两端分别安装通过螺纹连接有高压端盖22、高频端盖21，所述高压套管3由前向后贯穿所述高压端盖22并固定于所述高压端盖22的前端，所述高频电流互感器19由后向前贯穿所述高频端盖21并与所述密封腔1的接地线电连接，所述密封腔1内部压强为0.01Pa-0.8MPa。
所述高压套筒3的外层为聚四氟乙烯套筒，内层为金属电极。
所述加压支架5包括有机玻璃底座5a、指状电极5b，所述有机玻璃底座5a的前后两端均安装有指状电极5b，所述指状电极5b的底面铺设绝缘板5c，所述绝缘板4c为厚度3mm，边长40mm的板状结构。
所述光子计数探头16的光谱计数波长范围为185nm-850nm。
所述底座，用于支撑所述密闭腔体，为不锈钢材料，焊接于密闭腔体底部。
所述密闭腔体，为厚度5mm，内径150mm，长300mm不锈钢金属筒，为绝缘材料测试提供环境，并能够承受0.01Pa-0.8MPa个大气压力。
所述高压套管，为聚四氟乙烯套筒及其中心连接的直径为10mm，长度为200mm金属电极组成，其作用为测试过程中电压输入。
所述高压端盖及端盖，为直径160mm腔体法兰端盖，由螺母与密闭腔体连接紧固。所述载物台，由铝材制成，焊接于所述密闭腔体底部，为一宽度100mm平面，实现密闭腔体内部载物功能。
所述顶端观察窗，为直径80mm，厚度8mm镀有宽波段增透膜的石英玻璃，起到光子增透作用；其上方放置所述光子计数探头，用于单光子发光测试。
所述温度湿度探测器探头，由所述转接法兰进行转接后，连接于所述温湿度显示器，用于腔内温度湿度实时显示。
所述进气口及出气口，分别连接至真空泵及气瓶，功能为试验前腔体内抽真空到0.01Pa，以及充入不同类型气体(如：空气、氮气及六氟化硫气体等)。所述正压表，能够实时显示腔体内部绝对压力大小，其显示范围为0.01MPa-0.8MPa。
所述转接法兰，为直径100mm法兰盖，其上连接一支航空插头，并开有两个直径5mm孔，其中，航空插头用于所述二维移动平台电控信号线转接，另外两孔分别用于所述探头及所述温度湿度探测器探头引出密闭腔体。转接法兰内部有深度10mm凹槽，用于连线接好后，由环氧树脂浇注，以达到在腔体内气压在高于外界气压后保证腔体密不透气的功能。
所述绝缘材料加压支架，包括有机玻璃底座及指状电极，电极下方放置所述绝缘材料，绝缘材料应被做成厚度3mm，边长40mm的板状。
所述表面电势测量探头，由所述探头二维移动台加持，能够实现探头在绝缘材料上方3mm处40mm×40mm区域内自由移动，其控制通过所述二维移动控制台实现，其感应电势通过所述静电电压表(型号为Trek347)进行显示，并将电势值实时输出给所述示波器进行采集。
所述光子计数探头其光谱相应范围为185nm-850nm，覆盖了紫外到远红外波段，能够采集较宽波段范围的光子信号。该光子计数探头后端连接所述光子计数模块其功能为对光子计数探头输入的信号进行模数转换，并对特定时间单元内单光子数目进行计数，通过所述计算机进行显示。
所述高频电流互感器，套接于所述密闭腔体接地线上，后端与所述示波器连接，用于观察沿面闪络电压波形，判断暗室中闪络发生。
上述计数方案仅体现了本发明计数方案的优选计数方案，本计数领域的计数人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种绝缘材料多功能参数测试平台,包括密封腔(1)，所述密封腔(1)固定于底座(2)上，其特征在于，所述密封腔(1)的前端安装有高压套管(3)，所述密封腔(1)内安装有探头二维移动平台(4)、加压支架(5)，所述加压支架(5)的前后两端分别与所述高压套管(3)、探头二维移动平台(4)电连接，所述探头二维移动平台(4)的前端安装有表面电势测量探头(6)，所述探头二维移动平台(4)的一侧安装有转接法兰(7)，所述密封腔(1)的后端底部设有高频电流传感器(19)，所述密封腔(1)的内部顶面由前到后依次安装有顶端观察窗(8)、温湿度探测器探头(9)、进气口(10)、出气口(11)、压力表(12)，所述密封腔(1)的内部通过所述进气口(10)、出气口(11)与外部连通，所述温湿度探测器探头(9)与所述转接法兰(7)电连接。
2.根据权利要求1中所述的绝缘材料多功能参数测试平台，其特征在于，所述转接法兰(7)与二维移动台控制器(13)、温湿度显示器(14)、静电电压表(15)电连接，所述二维移动台控制器(13)、温湿度显示器(14)、静电电压表(15)均位于所述密封腔(1)的外部，所述密封腔(1)的外部还设有光子计数探头(16)、计算机(17)，所述光子计数探头(16)位于所述顶端观察窗(8)的正上方，所述光子计数探头(16)通过光子计数模块(18)与所述计算机(17)电连接，所述静电电压表(15)、高频电流互感器(19)均通过示波器(20)与所述计算机(17)电连接。
3.根据权利要求1中所述的绝缘材料多功能参数测试平台，其特征在于，所述密封腔(1)固定于底座(2)上，所述所述密封腔(1)的前后两端分别安装通过螺纹连接有高压端盖(22)、高频端盖(21)，所述高压套管(3)由前向后贯穿所述高压端盖(22)并固定于所述高压端盖(22)的前端，所述高频电流互感器(19)由后向前贯穿所述高频端盖(21)并与所述密封腔(1)的接地线电连接，所述密封腔(1)内部压强为0.01Pa-0.8MPa。
4.根据权利要求1中所述的绝缘材料多功能参数测试平台，其特征在于，所述高压套筒(3)的外层为聚四氟乙烯套筒，内层为金属电极。
5.根据权利要求1中所述的绝缘材料多功能参数测试平台，其特征在于，所述加压支架(5)包括有机玻璃底座、指状电极，所述有机玻璃底座的前后两端均安装有指状电极，所述指状电极的底面铺设绝缘板，所述绝缘板为厚度3mm，边长40mm的板状结构。
6.根据权利要求1中所述的绝缘材料多功能参数测试平台，其特征在于，所述光子计数探头(16)的光谱计数波长范围为185nm-850nm。
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