CN107144770A - 一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置 - Google Patents

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高明
卢志明
姜春莹
何春光
汪从敏
程国开
陆骏
唐昕
邢锦锋
王小亮
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation
    • G01R31/1272—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements

Abstract

本发明公开了一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，用于聚乙烯等其他固体高分子绝缘材料的水树老化研究，其特点是可以同时得到四种不同的整流电压波形，在相应波形电压下对交联聚乙烯材料进行加速水树老化，可研究水树枝在不同极性整流电压老化下的生长特性，同时可以研究直流电压中的谐波成分对水树枝生长的影响。它具有装置简单，能够同时老化多个样本，灵活方便，适用范围广的特点。

Description

一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置
技术领域
本发明涉及固体高分子绝缘材料实验装置技术领域，特别是指一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置。
背景技术
高压直流输电由于较高的运行可靠性和调度灵活性，已广泛应用于新能源发电、城市供电扩容和海岛输电中。而交联聚乙烯(Cross-Linked Polyethylene，XLPE)电力电缆由于免维护和易安装等优点，成为直流电缆的首要选择。然而交流XLPE电缆在电场、水分的长期共同作用下，运行15年左右，XLPE电缆会在绝缘层引发水树而影响其寿命。直流电缆中水树的生长速度比较缓慢，但是在谐波的作用下，水树生长会得到加速。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，对交联聚乙烯等固体高分子绝缘材料进行水树老化实验，用于研究不同极性整流电压对交联聚乙烯电缆水树老化的研究。其特点是装置简单，安全可靠，适用范围广，本装置可得到四种整流电压波形(正全波、负全波、正半波、负半波)。
基于上述目的本发明提供的一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，包括：按信号传输方向顺次连接的信号发生器、功率放大器、变压器、限流电阻、整流电路。
在一些实施方式中，调节所述信号发生器频率或波形的参数，能够获得不同的电压波形。
在一些实施方式中，调节所述信号发生器输出的幅值和功率放大器的放大倍数，能够获得不同大小的电压。
在一些实施方式中，改变样本接入点，可对样本施加不同波形的整流电压。
从上面所述可以看出，本发明提供的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，具有如下优点：
1、该实验装置能同时产生四种整流电压波形，可以对材料同时进行四种直流电压电压波形下的水树老化实验，保证实验时环境条件的一致性。
2、该实验装置的桥式整流电路的输入是同一个电压，同时输出四种波形整流电压，确保输出整流电压波形在所含谐波参数上的一致性，例如所含谐波成分的频率等。
3、该实验装置接线简单，可以同时老化四种波形下多个实验样本，便于同时研究其他因素对水树老化特性的影响。
4、该实验装置体积小，可以将实验装置的一部分，如整流电路和老化样本放置在温湿度老化试验箱中，用于研究温度等因素对水树老化特性的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置结构示意图；
图2为本发明实施例的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置中的整流电路结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
本发明实施例提供了一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置。参考图1，为本发明实施例的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置结构示意图。
所述的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，包括：按信号传输方向顺次连接的信号发生器、功率放大器、变压器、限流电阻、整流电路。
其中，将XLPE样本接入电路，使用时首先确保接线正确，调节信号发生器频率或波形的参数，可以获得不同的电压波形；调节信号发生器输出的幅值和功率放大器的放大倍数，可以获得不同大小的电压；改变样本接入点，可对样本施加不同波形的整流电压。
参考图2，为本发明实施例的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置中的整流电路结构图。
在进行试验时，当样品接入图2中①②端子间时，施加于样品上的电压为正极性全波，当样品反向接入①②端子间时，施加于样品上的电压为负极性全波，当样品一端接端子①，一端接地时，施加于样品上的电压为正极性半波，当样品一端接端子②，一端接地时，施加于样品上的电压为负极性半波。
通过不同端子间的引出，可得四种不同电压波形(正全波、负全波、正半波、负半波)，调节信号发生器参数(频率、幅值)、功率放大器的放大倍数，输出电压的波形、大小也会发生改变。
由上述实施例可见，本发明的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，通过桥式整流电路，可得到四种直流电压波形(正全波、负全波、正半波、负半波)，在相应波形的电压下对交联聚乙烯材料进行加速水树老化，可研究水树枝在不同极性整流波形电压老化下的生长特性，同时可以研究直流电压中的谐波成分对水树枝生长的影响，为后面水树枝的预防与修复的研究提供基础。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，其特征在于，包括：按信号传输方向顺次连接的信号发生器、功率放大器、变压器、限流电阻、整流电路。
2.根据权利要求1所述的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，其特征在于，调节所述信号发生器频率或波形的参数，能够获得不同的电压波形。
3.根据权利要求1所述的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，其特征在于，调节所述信号发生器输出的幅值和功率放大器的放大倍数，能够获得不同大小的电压。
4.根据权利要求1所述的固体高分子绝缘材料水树老化实验装置，其特征在于，改变样本接入点，可对样本施加不同波形的整流电压。
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