CN108267644A - 一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其技术特点是：上电极、下电极结构相同且为对称设置的中空金属柱体，在上电极和下电极内部分别安装有上电极导液管和下电极导液管，上电极导液管输入端与进液管相连接，该进液管的输入端与设置在储液杯底部的电动循环泵相连接，上电极导液管输出端与下电极导液管输入端相连通，下电极导液管输出端与排液管相连接，该排液管输出端连接储液杯，储液杯内部装有绝缘导热液体且保持恒温。本发明设计合理，实现了在不同温度下测量绝缘材料介电特性的功能，使得温度控制更加精准与直接，采用热循环方式，避免了在绝缘材料中产生温度梯度场，不仅节省了测试时间，也保证了测试结果的准确性。
Description
技术领域
本发明属于高压电气试验技术技术领域，涉及绝缘材料介电性能测试，尤其是一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统。
背景技术
在绝缘材料的试验中，通常需要测试绝缘材料的电导率及空间电荷分布情况。在这两项试验中，绝缘材料的温度对测试结果有很大的影响。现有技术通常将测试材料放置在温度控制箱内，以实现对绝缘材料的温度控制。将测试材料放置在温度控制箱内进行试验的缺点是局部温度不易控制，绝缘材料真实温度与箱内温度存在一定误差，且被试材料达到设定温度所需要的时间较长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，解决使用温度控制箱进行绝缘材料测试存在的误差及测试时间长的问题。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，包括上电极和下电极，所述上电极、下电极为中空金属柱体，在上电极和下电极内部分别安装有上电极导液管和下电极导液管，导液管与电极底部紧密接触并尽量完全覆盖其表面，上电极导液管输入端与进液管相连接，该进液管的输入端与设置在储液杯底部的电动循环泵相连接，上电极导液管输出端与下电极导液管输入端相连通，下电极导液管输出端与排液管相连接，该排液管输出端连接储液杯，所述储液杯内部装有绝缘导热液体且绝缘导热液体保持恒温。
所述储液杯内置加热电阻丝并通过加热电阻丝控制绝缘导热液体保持恒温。
所述储液杯安装在控温加热底盘上并由控温加热底盘控制绝缘导热液体保持恒温。
所述上电极、下电极结构相同且均为中空金属U型圆柱体。
所述上电极和下电极对称设置。
所述上电极导液管和下电极导液管结构相同且均采用中空的同心圆金属圆管环绕式结构。
所述上电极导液管和下电极导液管的底部为蛇形结构并分别与上电极底部和下电极底部焊接在一起。
所述上电极导液管输出端与下电极导液管输入端之间通过导液软管相连接。
所述绝缘导热液体为绝缘油。
本发明的优点和积极效果是：
本发明充分利用绝缘材料的电导率、空间电荷分布等介电特性与温度的相关性，将导液管安装在上电极和下电极内并通过对流经导液管内部的绝缘导热液体进行温度控制，进而对与被测绝缘材料直接接触的上下电极直接控温，实现了在不同温度下测量绝缘材料介电特性的功能，使得温度控制更加精准与直接，并且采用热循环方式，实现了上、下电极工作温度的一致，避免了在绝缘材料中产生温度梯度场，不仅节省了测试时间，也保证了测试结果的准确性。
附图说明
图1是本发明的系统连接示意图；
图2是本发明的上电极结构示意图；
图3是本发明上电极底部的导液管结构示意图；
图4是本发明的试样直流电导测试系统结构示意图；
图5是本发明的试样空间电荷试验架构图；
其中，1-储液杯，2-绝缘油，3-循环泵，4-进液管，5-上电极导液管，6-上电极，7-导液软管，8-下电极，9-下电极导液管，10-排液管，11-控温加热底盘，12-加热电阻丝，13-待测试样。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。
一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，如图1至图3所示，包括上电极6、上电极导液管5、下电极8、下电极导液管9、进液管4、排液管10、储液杯1、电动循环泵3和控温加热底盘11。所述上电极、下电极结构相同且为对称的中空金属U型圆柱体，所述上电极导液管和下电极导液管结构相同，均采用中空的同心圆金属圆管环绕式结构，导液管的底部为蛇形结构并焊接在中空金属U型圆柱体的底部。上电极导液管输入端与进液管相连接，该进液管的输入端与设置在储液杯底部的电动循环泵相连接，该电动循环泵形成压力使得储液杯中的绝缘油2通过进液管流入导液管内，上电极导液管输出端通过塑料导液软管7与下电极导液管输入端相连接，下电极导液管输出端与排液管相连接，该排液管另一端连接储液杯。所述储液杯安装在控温加热底盘上，控温加热底盘通过内部的加热电阻丝12实现油温控制功能。
上述储液杯安装在控温加热底盘上，控温加热底盘通过内部的加热电阻丝实现油温控制功能。在实际应用时，还可以采用另外一种技术方案：储液杯通过内置的加热电阻丝对储液杯内的绝缘导热液体并控制绝缘导热液体保持恒温。不管是哪种方案，均需使导热液体一边加热保持恒温、一边循环，这样才能保证电极是恒温的。
在本实施例中，储液杯中的绝缘导热液体采用的是绝缘油，实际上还可以是其他绝缘导热液体，同样可以实现本发明的功能。
本发明的工作原理为：将待测试样13放置在上、下电极之间。通常上电极为高压极、下电极为接地极。通过加热的循环油传导作用来控制两个电极的温度：设定控温加热底盘的温度，对储液杯中的绝缘油进行加热。当绝缘油温度达到设定的温度并稳定后，接通电源使电动循环泵开始工作，使绝缘油按照一定的速率流动。绝缘油的流动路径为进液管、上电极导液管、下电极导液管、排液管，形成完整的闭环油路；在绝缘油循环过程中，维持控温加热底盘的设定温度，以确保储液杯中的油温保持不变。这样，通过绝缘油的循环，可以实现对电极的温度控制功能。
本发明在实际应用时，根据施加电压的不同，可以开展包括电导率试验、空间电荷试验等。
(1)电导率试验。采用本发明的控温电极系统测量电导率，测试系统的电气连接结构如图4所示，将本发明A与直流电源B和皮安表C。实验温度分别为30℃、40℃、50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃。由低到高调节直流电源输出电压，记录每一电压下皮安表的读数，便可计算出XLPE材料在不同温度、不同电场下的电导率。
(2)空间电荷试验。将测试试样安装在上电极和下电极之间，并将本发明与高压直流源、脉冲源、放大器、示波器及计算机连接在一起(这种连接方式是空间电荷试验的常规连接方式)，如图5所示。首先，测试试样在20℃、3kV/mm的标准温度及场强下的空间电荷分布，测试时间为5min，得到测量结果后，对其进行修正得到参考波形。然后，对试样采取加压—短路测量方式，将试样在40kV/mm场强下加压极化40min，每5s采样一次实验数据；短路时间为30min，每3s采样一次实验数据，实验温度分别为30℃、40℃、50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃。最后，对加压过程及短路过程中的5s、60s和1800s三个时间点的数据进行恢复，并绘制空间电荷分布图，从而得到试样内部空间电荷分布情况。
需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
Claims (9)
1.一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，包括上电极和下电极，其特征在于：所述上电极、下电极为中空金属柱体，在上电极和下电极内部分别安装有上电极导液管和下电极导液管，导液管与电极底部紧密接触并尽量完全覆盖其表面，上电极导液管输入端与进液管相连接，该进液管的输入端与设置在储液杯底部的电动循环泵相连接，上电极导液管输出端与下电极导液管输入端相连通，下电极导液管输出端与排液管相连接，该排液管输出端连接储液杯，所述储液杯内部装有绝缘导热液体且绝缘导热液体保持恒温。
2.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述储液杯内置有加热电阻丝并通过加热电阻丝控制绝缘导热液体保持恒温。
3.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述储液杯安装在控温加热底盘上并由控温加热底盘控制绝缘导热液体保持恒温。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述上电极、下电极结构相同且均为中空金属U型圆柱体。
5.根据权利要求4所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述上电极和下电极对称设置。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述上电极导液管和下电极导液管结构相同且均采用中空的同心圆金属圆管环绕式结构。
7.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述上电极导液管和下电极导液管的底部为蛇形结构并分别与上电极底部和下电极底部焊接在一起。
8.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述上电极导液管输出端与下电极导液管输入端之间通过导液软管相连接。
9.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于绝缘材料介电性能测试的可控温双电极系统，其特征在于：所述绝缘导热液体为绝缘油。
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