CN107576898A - 测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，包括：固定座，固定座包括上、下绝缘盖板，上绝缘盖板开设有第一装配通孔，下绝缘盖板开设有第二装配通孔；高压电极组件，高压电极组件包括针电极及第一导电杆，所述第一导电杆包括第一安装端及第一接线端，针电极设置于第一安装端上；接地电极组件，接地电极组件包括球电极及第二导电杆，第二导电杆包括第二安装端及第二接线端，球电极设置于第二安装端上；及试验槽，针电极和球电极均位于待测绝缘液体的液面以下。因而由于上述实验装置的结构简单、体量轻小，能够简化实验操作步骤和降低成本，同时方便试验结束后的拆分清洁与维护，且装拆方便。

Description

测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置

技术领域

本发明涉及材料性能检测技术领域，特别是涉及一种测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置。

背景技术

在高压电力行业中，电力设备中使用的绝缘液体材料的绝缘性能直接决定了电力设备和电网运行的安全性和可靠性，因而定期对相关绝缘液体材料的电学性能进行检测显得尤为必要，其中绝缘液体材料在直流电场下的电学特性是评判绝缘材料绝缘强度的重要指标。现行常用的检测方法是通过控制电极对之间的放电间隙，进而通过击穿放电并测量绝缘液体的相关参数，之后进行科学评价。然而，现有的实验设备通常结构复杂、体量大，导致造价较高，试验成本增加，此外实验操作步骤繁琐，试验结束后也不便于拆分清洁和维护。

发明内容

基于此，本发明有必要提供一种测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，结构简单、体量轻小，能够简化实验操作步骤和降低成本，同时方便试验结束后的拆分清洁与维护。

其技术方案如下：

一种测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，包括：

固定座，所述固定座包括间隔设置的上绝缘盖板和下绝缘盖板，所述上绝缘盖板开设有第一装配通孔，所述下绝缘盖板开设有与所述第一装配通孔相对的第二装配通孔；

试验槽，所述试验槽抵设于所述上绝缘盖板和所述下绝缘盖板之间，且所述试验槽、所述上绝缘盖板和所述下绝缘盖板之间围设形成封闭的试验腔，所述试验腔内盛装有待测绝缘液体；

高压电极组件，所述高压电极组件包括针电极、及穿设于所述第一装配通孔内的第一导电杆，所述第一导电杆包括伸入所述试验腔内的第一安装端、及用于接入高压电流的第一接线端，所述针电极设置于所述第一安装端上；及

接地电极组件，所述接地电极组件包括球电极、及穿设于所述第二装配通孔内的第二导电杆，所述第二导电杆包括伸入所述试验腔内的第二安装端、及用于与接地连接的第二接线端，所述球电极设置于所述第二安装端上，所述球电极与所述针电极间隔相对配合形成放电间隙，所述针电极和所述球电极均位于所述待测绝缘液体的液面以下。

应用上述测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置测试时，通过将第一导电杆穿设于上绝艳盖板上的第一装配通孔内，并将针电极安装在第一安装端上，之后将第二导电杆穿设于第二装配通孔内、并将球电极安装在第二安装端上，如此可以灵活调整针电极与球电极之间的放电间距大小；同时保证试验槽与上绝缘盖板、下绝缘盖板紧密压接并围设形成封闭的试验腔，又可以防止试验时过于激烈造成待测绝缘液体飞溅到装置外部造成人身伤害；最后将第一导电杆的第一接线端与高压直流电源导线连接接入电流、将第二导电杆的第二接线端接地良好即可进行相关测试试验。如此不仅由于上述实验装置的结构简单、体量轻小，能够简化实验操作步骤和降低成本，同时还方便试验结束后对装置进行拆分清洁与维护，装拆方便，利于提升试验效率。

下面对本申请的技术方案作进一步地说明：

在其中一个实施例中，还包括第一绝缘护套，所述第一绝缘护套的端部开设有装配通孔，所述第一绝缘护套套装于所述第一导电杆的第一安装端上，所述针电极穿设于所述装配通孔内并伸出所述第一绝缘护套。如此能够提升针电极侧的绝缘性能，预防在实验过程中产生电晕放电，避免对试验结果产生非预期影响，导致试验结果准确性差。

在其中一个实施例中，还包括至少一个锁固件，所述第一导电杆的外周壁设有第一螺纹连接部，所述锁固件设有第二螺纹连接部，所述第一螺纹连接部与所述第二螺纹连接部旋接时，所述第一安装端与所述第一绝缘护套之间配合形成避空间隙。如此当旋转第一导电杆时，通过第一螺纹连接部与第二螺纹连接部的螺纹传动，能够使第一导电杆灵活实现纵向移动，进而便于调整针电极与球电极间的放电间隙至合适值，以满足不同试验测试需要；此外避空间隙能提供第一导电杆足够的移动空间，避免与第一绝缘护套间发生碰撞干涉。

在其中一个实施例中，还包括第二绝缘护套，所述第二绝缘护套套装于所述第二导电杆的第二安装端上。如此能够提升球电极侧的绝缘性能，预防在实验过程中产生电晕放电，避免对试验结果产生非预期影响，导致试验结果准确性差。

在其中一个实施例中，所述第二安装端的端面凹设有限位凹部，所述球电极嵌设于所述限位凹部内。如此能够实现球电极的安装固定，避免试验过程中由于受反应产生的冲击力滚动，导致与针电极对位偏移，影响装置的正常工作。

在其中一个实施例中，还包括第一密封件，所述试验槽的底壁和/或所述下绝缘盖板的顶面凹设有第一环形卡槽，所述第一密封件嵌装于所述第一环形卡槽内。如此能够有效防止待测绝缘液体从试验槽与下绝缘盖板间的装配缝隙内泄漏渗出到实验装置外部，避免造成实验材料浪费，同时不会污染周围环境。

在其中一个实施例中，还包括第二密封件，所述第二装配通孔的孔壁凹设有限位台阶，所述第二导电杆设有定位台阶，所述限位台阶和/或所述定位台阶凹设有第二环形卡槽，所述第二密封件嵌装于所述第二环形卡槽内。如此能提高实验装置的密封性能，避免待测绝缘液体从第二导电杆与下绝缘盖板的装配缝隙中泄漏渗出，避免造成实验材料浪费的同时还能防止污染周围环境。

在其中一个实施例中，所述固定座还包括至少三根绝缘立柱、至少三根支撑脚和至少三个锁紧件，所述绝缘立柱与所述支撑脚一一对应相对，且所述绝缘立柱包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端设有固定台阶，所述上绝缘盖板还开设有与所述绝缘立柱一一对应相对地至少三个第一连接通孔，所述下绝缘盖板还开设有与所述第一连接通孔一一对应相对地至少三个第二连接通孔，所述第一连接端穿设于所述第一连接通孔后、并与所述锁紧件连接，所述固定台阶与所述上绝缘盖板抵接，所述第二连接端穿设于所述第二连接通孔后、并与所述支撑脚连接。如此绝缘立柱可实现对上绝缘盖板、下绝缘盖板的稳固支撑，使得固定座的整体结构稳固，同时该连接方式结构简单，装拆方便，便于拆分后单个部件的清理与维护。

在其中一个实施例中，所述第一接线端和所述第二接线端的端部均向内凹设有接线槽。如此能通过接线槽直接与高压电线和接地线实现插接安装，连接方式简单，拆分便利。

在其中一个实施例中，所述试验槽上开设有可视窗；或所述试验槽为透明材料。如此便于试验人员实时观察试验槽内部情况，以便于作出有针对性的有效措施，确保试验的正常、安全进行。

附图说明

图1为本发明实施例所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置的结构示意图。

附图标记说明：

100、固定座，110、上绝缘盖板，111、第一装配通孔，120、下绝缘盖板，121、第二装配通孔，121a、限位台阶，130、绝缘立柱，140、支撑脚，150、锁紧件，200、试验槽，210、试验腔，300、高压电极组件，310、针电极，320、第一导电杆，321、第一安装端，322、第一接线端，400、接地电极组件，410、球电极，420、第二导电杆，421、第二安装端，422、限位凹部，423、第二接线端，424、定位台阶，500、放电间隙，600、第一绝缘护套，700、锁固件，800、避空间隙，900、第二绝缘护套，1000、第一密封件，1100、第二密封件，1200、接线槽。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，为本发明展示的一种实施例的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，包括：固定座100，所述固定座100包括间隔设置的上绝缘盖板110和下绝缘盖板120，所述上绝缘盖板110开设有第一装配通孔111，所述下绝缘盖板120开设有与所述第一装配通孔111相对的第二装配通孔121；试验槽200，所述试验槽200抵设于所述上绝缘盖板110和所述下绝缘盖板120之间，且所述试验槽200、所述上绝缘盖板110和所述下绝缘盖板120之间围设形成封闭的试验腔210，所述试验腔210内盛装有待测绝缘液体；高压电极组件300，所述高压电极组件300包括针电极310、及穿设于所述第一装配通孔111内的第一导电杆320，所述第一导电杆320包括伸入所述试验腔210内的第一安装端321、及用于接入高压电流的第一接线端322，所述针电极310设置于所述第一安装端321上；及接地电极组件400，所述接地电极组件400包括球电极410、及穿设于所述第二装配通孔121内的第二导电杆420，所述第二导电杆420包括伸入所述试验腔210内的第二安装端421、及用于与接地连接的第二接线端423，所述球电极410设置于所述第二安装端421上，所述球电极410与所述针电极310间隔相对配合形成放电间隙500，所述针电极310和所述球电极410均位于所述待测绝缘液体的液面以下。

应用上述测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置测试时，通过将第一导电杆320穿设于上绝艳盖板上的第一装配通孔111内，并将针电极310安装在第一安装端321上，之后将第二导电杆420穿设于第二装配通孔121内、并将球电极410安装在第二安装端421上，如此可以灵活调整针电极310与球电极410之间的放电间距大小；同时保证试验槽200与上绝缘盖板110、下绝缘盖板120紧密压接并围设形成封闭的试验腔210，又可以防止试验时过于激烈造成待测绝缘液体飞溅到装置外部造成人身伤害；最后将第一导电杆320的第一接线端322与高压直流电源导线连接接入电流、将第二导电杆420的第二接线端423接地良好即可进行相关测试试验。如此不仅由于上述实验装置的结构简单、体量轻小，能够简化实验操作步骤和降低成本，同时还方便试验结束后对装置进行拆分清洁与维护，装拆方便，利于提升试验效率。

请继续参阅图1，为了简化装置的整体结构，以降低造价，同时便于装拆以及清洗维护，本装置的主体部分(即固定座100)采用开放式结构。即在一个实施例中，所述固定座100还包括至少三根绝缘立柱130、至少三根支撑脚140和至少三个锁紧件150，所述绝缘立柱130与所述支撑脚140一一对应相对，且所述绝缘立柱130包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端设有固定台阶，所述上绝缘盖板110还开设有与所述绝缘立柱130一一对应相对地至少三个第一连接通孔，所述下绝缘盖板120还开设有与所述第一连接通孔一一对应相对地至少三个第二连接通孔，所述第一连接端穿设于所述第一连接通孔后、并与所述锁紧件150连接，所述固定台阶与所述上绝缘盖板110抵接，所述第二连接端穿设于所述第二连接通孔后、并与所述支撑脚140连接。

具体的，三根绝缘立柱130和三根支撑脚140呈稳定的三角形布置，且优选采用聚氯乙烯材料制作，如此不仅能形成稳定的支撑结构，同时具有优良的绝缘防护性能，其它实施方式中绝缘立柱130和支撑脚140的数量以及材料也可以是其它的可替代变换形式。三根绝缘立柱130的两端分别于上绝缘盖板110和下绝缘盖板120连接，形成周向开放的框架结构，便于实验人员对内部的试验槽200、待测绝缘液体的装拆与添加操作。

具体的，试验槽200为贯穿的圆柱筒体，竖直方式夹设在上绝缘盖板110与下绝缘盖板120之间，通过锁紧件150与绝缘立柱130上的螺纹旋接来压紧上绝缘盖板110与下绝缘盖板120，进而能压紧试验槽200，紧圆柱筒体内部空腔封闭，使得对待测绝缘液体的电击穿试验在封闭腔体内进行，提升实验装置的安全程度。支撑脚140的顶端内凹有螺纹孔，绝缘立柱130的底端制作外螺纹，通过外螺纹与螺纹孔的旋接能够实现绝缘立柱130与支撑脚140的快速、稳固安装。如此绝缘立柱130可实现对上绝缘盖板110、下绝缘盖板120的稳固支撑，使得固定座100的整体结构稳固，同时该连接方式结构简单，装拆方便，便于拆分后单个部件的清理与维护。

此外，所述试验槽200上开设有可视窗；或所述试验槽200为透明材料。如此便于试验人员实时观察试验槽200内部情况，以便于作出有针对性的有效措施，确保试验的正常、安全进行。具体的，试验槽200可采用亚克力、高强玻璃、透明塑料等材料制作，本实施例优选采用亚克力，因而便于观察试验槽200内部剩余溶液情况，反应情况等。

所述第一接线端322和所述第二接线端423的端部均向内凹设有接线槽1200。如此能通过接线槽1200直接与高压电线和接地线实现插接安装，连接方式简单，拆分便利。

试验中供给电流系统包括高压直流电源、脉冲发生装置、分压装置、探头和CCD高速摄像仪，高压直流电源的输出电流通过电线与脉冲发生装置连接，脉冲发生装置再通过电线与分压装置连接，进行分压后的高压电线端部最后直接与接线槽1200插接实现连接，可免于使用紧固件或紧固结构，可简化装置结构，提升装拆便利性，探头与分压装置通信连接，用于检测高压击穿时的电压信号，而CCD高速摄像仪则用于检测击穿瞬间针电极310、待测绝缘液体与板式电极之间的介质击穿、火花放电等物理化学影像，用于试验的理论解释提供依据。

在上述实施例的基础上，还包括第一绝缘护套600，所述第一绝缘护套600的端部开设有装配通孔，所述第一绝缘护套600套装于所述第一导电杆320的第一安装端321上，所述针电极310穿设于所述装配通孔内并伸出所述第一绝缘护套600。如此能够提升针电极310侧的绝缘性能，预防在实验过程中产生电晕放电，避免对试验结果产生非预期影响，导致试验结果准确性差。

还包括第二绝缘护套900，所述第二绝缘护套900套装于所述第二导电杆420的第二安装端421上。如此能够提升球电极410侧的绝缘性能，预防在实验过程中产生电晕放电，避免对试验结果产生非预期影响，导致试验结果准确性差。

具体的，上述绝缘护套采用绝缘材料制作，例如可以是聚氯乙烯、环氧树脂、橡胶等，本实施例优选是聚氯乙烯。

此外，还包括至少一个锁固件700，所述第一导电杆320的外周壁设有第一螺纹连接部，所述锁固件700设有第二螺纹连接部，所述第一螺纹连接部与所述第二螺纹连接部旋接时，所述第一安装端321与所述第一绝缘护套600之间配合形成避空间隙800。如此当旋转第一导电杆320时，通过第一螺纹连接部与第二螺纹连接部的螺纹传动，能够使第一导电杆320灵活实现纵向移动，进而便于调整针电极310与球电极410间的放电间隙500至合适值，以满足不同试验测试需要；此外避空间隙800能提供第一导电杆320足够的移动空间，避免与第一绝缘护套600间发生碰撞干涉。

其中，锁固件700可选是螺母件，采用金属、绝缘材料制作，优选是绝缘材料制作，且在优选的实施方式中其数量为两个，由此能够更好的实现对第一导电杆320的固定。第一导电杆320优选采用黄铜制作的圆柱杆，且该圆柱杆的直径与第一装配通孔111的直径适配，因而使得第一导电杆320与上绝缘盖板110的装配更加稳固。当需要对针电极310进行纵向调节时，具体有两种方式：其一是将两个螺母件安装到第一导电杆320上时预留出两者之间一定间距，位于下方的螺母件紧压上绝缘盖板110的上表面，因而通过接触摩擦力防止其与第一导电杆320一起转动；此时可通过旋动为与上方的螺母件带动第一导电杆320同步转动，进而通过螺纹关系使第一导电杆320下移从而改变针电极310与板式电极的放电间距。另一种方式是安装时将两个螺母件层叠压紧的旋转到第一导电杆320上，直接旋转第一导电杆320使其下移来调整其位置。

实际测试时，考虑到球电极410的特殊形状，为消除球电极410随意滚动影响试验正常进行，需进一步限定所述第二安装端421的端面凹设有限位凹部422，所述球电极410嵌设于所述限位凹部422内。其中，限位凹部422为内凹的球面、且与球电极410的球面形状适配，如此能够实现球电极410的安装固定，避免试验过程中由于受反应产生的冲击力滚动，导致与针电极310对位偏移，影响装置的正常工作。

请继续参阅图1，此外，还包括第一密封件1000，所述试验槽200的底壁和/或所述下绝缘盖板120的顶面凹设有第一环形卡槽，所述第一密封件1000嵌装于所述第一环形卡槽内。如此能够有效防止待测绝缘液体从试验槽200与下绝缘盖板120间的装配缝隙内泄漏渗出到实验装置外部，避免造成实验材料浪费，同时不会污染周围环境。

还包括第二密封件1100，所述第二装配通孔121的孔壁凹设有限位台阶121a，所述第二导电杆420设有定位台阶424，所述限位台阶121a和/或所述定位台阶424凹设有第二环形卡槽，所述第二密封件1100嵌装于所述第二环形卡槽内。如此能提高实验装置的密封性能，避免待测绝缘液体从第二导电杆420与下绝缘盖板120的装配缝隙中泄漏渗出，避免造成实验材料浪费的同时还能防止污染周围环境。

具体的，上述第一密封件1000、第二密封件1100可选是橡胶密封圈，或者在装配间隙填装的密封垫，或者涂装的密封胶水层。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，包括：

固定座，所述固定座包括间隔设置的上绝缘盖板和下绝缘盖板，所述上绝缘盖板开设有第一装配通孔，所述下绝缘盖板开设有与所述第一装配通孔相对的第二装配通孔；

试验槽，所述试验槽抵设于所述上绝缘盖板和所述下绝缘盖板之间，且所述试验槽、所述上绝缘盖板和所述下绝缘盖板之间围设形成封闭的试验腔，所述试验腔内盛装有待测绝缘液体；

高压电极组件，所述高压电极组件包括针电极、及穿设于所述第一装配通孔内的第一导电杆，所述第一导电杆包括伸入所述试验腔内的第一安装端、及用于接入高压电流的第一接线端，所述针电极设置于所述第一安装端上；及

接地电极组件，所述接地电极组件包括球电极、及穿设于所述第二装配通孔内的第二导电杆，所述第二导电杆包括伸入所述试验腔内的第二安装端、及用于与接地连接的第二接线端，所述球电极设置于所述第二安装端上，所述球电极与所述针电极间隔相对配合形成放电间隙，所述针电极和所述球电极均位于所述待测绝缘液体的液面以下。

2.根据权利要求1所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，还包括第一绝缘护套，所述第一绝缘护套的端部开设有装配通孔，所述第一绝缘护套套装于所述第一导电杆的第一安装端上，所述针电极穿设于所述装配通孔内并伸出所述第一绝缘护套。

3.根据权利要求2所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，还包括至少一个锁固件，所述第一导电杆的外周壁设有第一螺纹连接部，所述锁固件设有第二螺纹连接部，所述第一螺纹连接部与所述第二螺纹连接部旋接时，所述第一安装端与所述第一绝缘护套之间配合形成避空间隙。

4.根据权利要求1所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，还包括第二绝缘护套，所述第二绝缘护套套装于所述第二导电杆的第二安装端上。

5.根据权利要求1所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，所述第二安装端的端面凹设有限位凹部，所述球电极嵌设于所述限位凹部内。

6.根据权利要求5所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，还包括第一密封件，所述试验槽的底壁和/或所述下绝缘盖板的顶面凹设有第一环形卡槽，所述第一密封件嵌装于所述第一环形卡槽内。

7.根据权利要求1所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，还包括第二密封件，所述第二装配通孔的孔壁凹设有限位台阶，所述第二导电杆设有定位台阶，所述限位台阶和/或所述定位台阶凹设有第二环形卡槽，所述第二密封件嵌装于所述第二环形卡槽内。

8.根据权利要求1所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，所述固定座还包括至少三根绝缘立柱、至少三根支撑脚和至少三个锁紧件，所述绝缘立柱与所述支撑脚一一对应相对，且所述绝缘立柱包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端设有固定台阶，所述上绝缘盖板还开设有与所述绝缘立柱一一对应相对地至少三个第一连接通孔，所述下绝缘盖板还开设有与所述第一连接通孔一一对应相对地至少三个第二连接通孔，所述第一连接端穿设于所述第一连接通孔后、并与所述锁紧件连接，所述固定台阶与所述上绝缘盖板抵接，所述第二连接端穿设于所述第二连接通孔后、并与所述支撑脚连接。

9.根据权利要求1所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，所述第一接线端和所述第二接线端的端部均向内凹设有接线槽。

10.根据权利要求1所述的测量绝缘液体雷电冲击耐压特性的实验装置，其特征在于，所述试验槽上开设有可视窗；或所述试验槽为透明材料。