CN109541408A - 一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,包括腔体、绝缘套管法兰、电极、盲板法兰、横向加热法兰机构和纵向加热法兰机构,腔体包括腔主体和观察窗,腔主体为内部中空的壳体结构,观察窗固定于腔主体首端和尾端,腔主体的侧壁上设置有多个法兰安装孔;绝缘套管法兰、盲板法兰、横向加热法兰机构和纵向加热法兰机构与法兰安装孔配合设置,使测试腔具有横向测试和纵向测试两种结构,且两种测试方案可以灵活调整;电极一端伸入腔主体的内部,另一端穿过套管法兰由密封压帽锁紧固定,在外部旋松密封压帽后抽送电极杆即可完成电极的在线调节,甚至可以通过旋转、更换腔体顶部法兰等方式,在不取出液体的情况下改变腔体内液体的测试方案。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘特性检测技术领域,特别是涉及一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔。
背景技术
相变冷却技术依托于低沸点氟化液产品,已成熟应用于散热技术。且对比于传统的氯氟烃、氢氯氟烃乃至氢氟烃,3M及科慕等公司研发的氟化液更具备不可燃、无毒、高绝缘、低GWP(Global Warming Potential)和低ODP(Ozone Depletion Potential)的特点,已成为电力电子器件及设备散热的首选方案之一。
但应用于大功率电力电子器件及设备时,其高压工况所带来的绝缘问题急待考核。现有的商用介电强度测试电极杯均依据IEC-60156的工频绝缘油击穿测试标准,其结构非常固定,无法集成加热、压强等功能,更无法完成沸腾态的实现。现有的研究机构自制的绝缘液体击穿、局部放电测试、流注特性测试电极杯结构非常固定,仅面向单一测试设计方案,如果调整则需要对整个结构进行改动。目前还有依托烧杯等容器设计的实验方案,经验证,其稳定性较差。
因而,现有的绝缘液体的绝缘特性的测试装置,具有结构不灵活,稳定性差的缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,以解决上述现有技术存在的问题,使电极位置和测试方案可以灵活调整,且测试结构稳定,测试结果精准。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明提供一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,包括腔体、绝缘套管法兰、电极、盲板法兰和横向加热法兰机构;
所述腔体包括腔主体和观察窗,所述腔主体为内部中空的壳体结构,所述观察窗固定于所述腔主体的前端和后端,所述腔主体的侧壁上设置有多个法兰安装孔;所述绝缘套管法兰设置有两个,两个所述绝缘套管法兰分别安装于所述腔主体两侧的所述法兰安装孔处,所述盲板法兰安装于所述腔主体顶部的所述法兰安装孔处,所述横向加热法兰安装于所述腔主体底部的所述法兰安装孔处;
所述绝缘套管法兰包括套管法兰和密封压帽,所述电极一端伸入所述腔主体的内部,所述电极另一端穿过所述套管法兰由所述密封压帽锁紧固定;所述横向加热法兰机构包括横向加热法兰和设置于所述横向加热法兰内部的横向加热铜芯,所述横向加热铜芯底部设置有加热盘,所述加热盘上设置有加热贴片。
优选地,还包括定位法兰机构,所述定位法兰机构与所述腔主体顶部的所述法兰安装孔配合设置,所述定位法兰机构顶部为定位法兰,底部为与所述定位法兰固定的定位销,所述定位销伸入所述腔主体内部,用于对插入所述腔主体内部的所述电极进行定位。
优选地,所述电极为针电极或板电极。
优选地,所述密封压帽与所述套管法兰的接触端面之间还设置有双层密封胶圈。
优选地,所述加热贴片与所述加热盘黏贴固定,所述加热贴片为陶瓷电阻。
本发明还提供了另一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,包括腔体、绝缘套管法兰、电极、盲板法兰和纵向加热法兰机构;
所述腔体包括腔主体和观察窗,所述腔主体为内部中空的壳体结构,所述观察窗固定于所述腔主体的前端和后端,所述腔主体的侧壁上设置有多个法兰安装孔;所述绝缘套管法兰安装于所述腔主体顶部的所述法兰安装孔处,所述盲板法兰设置有两个,两个所述盲板法兰分别安装于所述腔主体两侧的两个所述法兰安装孔处,所述纵向加热法兰机构安装于所述腔主体底部的所述法兰安装孔处;
所述绝缘套管法兰包括套管法兰和密封压帽,所述电极一端伸入所述腔主体的内部,所述电极另一端穿过所述套管法兰由所述密封压帽锁紧固定;所述纵向加热法兰机构包括纵向加热法兰、设置于所述纵向加热法兰内部的纵向加热铜芯和固定于所述加热铜芯顶部的电极头,所述电极头伸入所述腔主体内部,所述纵向加热铜芯底部还设置有加热盘,所述加热盘上设置有加热贴片。
优选地,还包括定位法兰机构,所述定位法兰机构与所述腔主体侧面的所述法兰安装孔配合设置,所述定位法兰机构顶部为定位法兰,底部为与所述定位法兰固定的定位销,所述定位销伸入所述腔主体内部,用于对插入所述腔主体内部的所述电极和所述电极头进行定位。
优选地,所述电极为针电极或板电极;所述电极头为加热针电极头或加热板电极头。
优选地,所述密封压帽与所述套管法兰的接触端面之间还设置有双层密封胶圈。
优选地,所述加热贴片与所述加热盘黏贴固定,所述加热贴片为陶瓷电阻。
本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果:
本发明提供的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,能够对低沸点绝缘液体的静止态及沸腾态下局部放电特性、流注特性及击穿特性进行测试研究;同时优化了传统绝缘液绝缘特性测试装置,使电极可在填充介质的情况下灵活可调,甚至可在填充介质的情况下调整其测试方案。由于绝缘液体介质容易受到环境污染物、湿度等影响,因而,不取出介质在线调整方法有利于避免介质在取出和注入过程中带来的物性变化,有利于控制测试结果的人为误差。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔的立体装配图;
图2为图1的爆炸图;
图3为本发明实施例一中低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔的电极定位方法的示意图;
图4为本发明实施例二中低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔的立体装配图;
图5为图4的爆炸图;
图6为本发明实施例二中加热板电极头的结构示意图;
图中:1-腔体、2-绝缘套管法兰、3-电极、4-盲板法兰、5-横向加热法兰机构、6-定位法兰机构、7-纵向加热法兰机构;
11-腔主体、12-观察窗;
21-套管法兰、22-密封压帽;
51-横向加热法兰、52-横向加热铜芯;
61-定位法兰、62-定位销;
71-纵向加热法兰、72-纵向加热铜芯、73-电极头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,以解决现有技术存在的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一:
本实施例提供一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其具体为一种横向测试结构,试验中极间隙横向设置,加热源产生的气泡流方向为纵向,与极间隙垂直设置;本实施例中的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔具体结构如图1-3所示,包括腔体1、绝缘套管法兰2、电极3、盲板法兰4和横向加热法兰机构5;
腔体1包括腔主体11和观察窗12,腔主体11为内部中空的矩形壳体结构,观察窗12通过螺栓固定于腔主体11的前端和后端,腔主体11的四个侧壁上分别设置有一个法兰安装孔,且四个法兰安装孔两两相对,并且尺寸均相同;绝缘套管法兰2设置有两个,两个绝缘套管法兰2分别通过螺栓固定安装于腔主体11两侧的法兰安装孔处,盲板法兰4通过螺栓固定安装于腔主体11顶部的法兰安装孔处,横向加热法兰安装于腔主体11底部的法兰安装孔处。
绝缘套管法兰2包括套管法兰21和密封压帽22,电极3一端伸入腔主体11的内部,电极3另一端穿过套管法兰21由密封压帽22锁紧固定,为了保证密封性,密封压帽22与套管法兰21的接触端面之间还设置有双层密封胶圈。
横向加热法兰机构5包括横向加热法兰51和设置于横向加热法兰51内部的横向加热铜芯52,横向加热铜芯52底部设置有加热盘,加热盘上黏贴有加热贴片,加热贴片为陶瓷电阻等片状加热元件,由加热贴片发热通过横向加热铜芯52对腔主体11内部的液体介质进行加热;在不需研究低沸点绝缘液体的沸腾态绝缘特性时,只需将横向加热法兰机构5更换为盲板法兰4即可。
为了便于对两个电极3进行定位,本具体实施例中提供了定位法兰机构6,定位法兰机构6与腔主体11顶部的法兰安装孔配合设置,定位法兰机构6顶部为定位法兰61,底部为与定位法兰61固定的定位销62,定位销62伸入腔主体11内部,定位销62可采用不同直径的圆柱销,直径等于所要求的极间隙,定位销62用于对插入腔主体11内部的两个电极3进行定位。
本实施例中,对于电极3的具体定位和锁紧方法,如图2、图3所示,当电极3插入套管法兰21后,电极3仍处于可活动状态,此时固定两侧绝缘套管法兰2结构,并在腔主体11上法兰孔固定定位法兰机构6,根据极间隙要求,定位销62可采用不同直径圆柱销,直径等于所要求的极间隙,缓慢将两侧电极3贴靠在定位销62上后,旋紧密封压帽22,密封压帽22与套管法兰21尾端之间设置有双层密封胶圈,旋紧后即可锁紧电极3,同时可以起到密封作用;此时拔出定位法兰机构6,注入液体后在腔体1顶部的法兰安装孔安装盲板法兰4即可。
于本具体实施例中,电极3为针电极或板电极(图2中所示腔体一侧的电极为板电极,另一侧为针电极),并且可以根据实验需求使用IEC标准或自制的任意电极。
实施例二:
本实施例也提供了一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,本实施例与实施例一的不同之处仅在于,本实施例提供的是一种纵向测试腔,试验中极间隙纵向设置,加热源产生的气泡流方向也为纵向,且气泡流方向与极间隙平行设置;
如图4、图5所示,本实施例区别于实施例一的技术方案仅在于:
绝缘套管法兰2安装于腔主体11顶部的法兰安装孔处,盲板法兰4设置有两个,两个盲板法兰4分别安装于腔主体11两侧的两个法兰安装孔处,纵向加热法兰机构7安装于腔主体11底部的法兰安装孔处;
具体的,纵向加热法兰机构7包括纵向加热法兰71、设置于纵向加热法兰71内部的纵向加热铜芯72和固定于纵向加热铜芯72顶部的电极头73,电极头73为加热针电极头(图5中所示的电极头为加热针电极头)或加热板电极头(如图6所示),且电极头73与电极3均可以可根据实验设计更换成不同形状的电极;具体的,电极头73螺纹连接于加热铜芯72顶部,且电极头73伸入腔主体11内部,纵向加热铜芯72底部也设置有加热盘,加热盘上设置有与实施例一中相同的加热贴片。
本实施例中也包括定位法兰机构6,区别于实施例一的是,定位法兰机构6与腔主体11侧面的法兰安装孔配合设置;对于本实施例中定位法兰机构6对电极3和电极头73的定位方法,以及电极的锁紧方法,其仅是定位法兰机构6插入腔主体11的位置不同,其余操作与实施例一中电极3的定位和锁紧方法相同,因此,本实施例中不再赘述。
需要说明的是,上述两个实施例中提供的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,腔体1的结构相同,腔主体11上设置的四个法兰安装孔的尺寸均相同,便于横向测试和纵向测试的灵活转换。
针对绝缘液体测试,对比传统介电强度测试用电极杯,及已有的局部放电、流注研究用实验腔体,本发明将其两者功能集成于一体,并具有灵活可调,测试方案灵活多变,电极定位方法操作方便,便于现象观察等优点;
其中,灵活可调,测试方案灵活多变具体体现为:腔体具有四个方位的安装结构,使得测试结构可以灵活调整,将点控温的法兰结构应用于测试中,实现对低沸点绝缘介质进行加热沸腾。
电极定位方法操作方便体现为:传统电极杯多使用封闭式弹簧结构,外用螺丝压紧,必须直接拖拽内部电极进行调整,因此在填充介质时无法在线调节。本发明可以在填充介质时,在外部靠松紧密封压帽后抽送电极杆完成在线调节,甚至可以通过旋转、更换腔体顶部法兰的方式,在不取出液体的情况下改变腔体内液体的测试方案。
本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:包括腔体、绝缘套管法兰、电极、盲板法兰和横向加热法兰机构;
所述腔体包括腔主体和观察窗,所述腔主体为内部中空的壳体结构,所述观察窗固定于所述腔主体的前端和后端,所述腔主体的侧壁上设置有多个法兰安装孔;所述绝缘套管法兰设置有两个,两个所述绝缘套管法兰分别安装于所述腔主体两侧的所述法兰安装孔处,所述盲板法兰安装于所述腔主体顶部的所述法兰安装孔处,所述横向加热法兰机构安装于所述腔主体底部的所述法兰安装孔处;
所述绝缘套管法兰包括套管法兰和密封压帽,所述电极一端伸入所述腔主体的内部,所述电极另一端穿过所述套管法兰由所述密封压帽锁紧固定;所述横向加热法兰机构包括横向加热法兰和设置于所述横向加热法兰内部的横向加热铜芯,所述横向加热铜芯底部设置有加热盘,所述加热盘上设置有加热贴片。
2.根据权利要求1所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:还包括定位法兰机构,所述定位法兰机构与所述腔主体顶部的所述法兰安装孔配合设置,所述定位法兰机构顶部为定位法兰,底部为与所述定位法兰固定的定位销,所述定位销伸入所述腔主体内部,用于对插入所述腔主体内部的所述电极进行定位。
3.根据权利要求1所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:所述电极为针电极或板电极。
4.根据权利要求1所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:所述密封压帽与所述套管法兰的接触端面之间还设置有双层密封胶圈。
5.根据权利要求1所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:所述加热贴片与所述加热盘黏贴固定,所述加热贴片为陶瓷电阻。
6.一种低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:包括腔体、绝缘套管法兰、电极、盲板法兰和纵向加热法兰机构;
所述腔体包括腔主体和观察窗,所述腔主体为内部中空的壳体结构,所述观察窗固定于所述腔主体的前端和后端,所述腔主体的侧壁上设置有多个法兰安装孔;所述绝缘套管法兰安装于所述腔主体顶部的所述法兰安装孔处,所述盲板法兰设置有两个,两个所述盲板法兰分别安装于所述腔主体两侧的两个所述法兰安装孔处,所述纵向加热法兰机构安装于所述腔主体底部的所述法兰安装孔处;
所述绝缘套管法兰包括套管法兰和密封压帽,所述电极一端伸入所述腔主体的内部,所述电极另一端穿过所述套管法兰由所述密封压帽锁紧固定;所述纵向加热法兰机构包括纵向加热法兰、设置于所述纵向加热法兰内部的纵向加热铜芯和固定于所述加热铜芯顶部的电极头,所述电极头伸入所述腔主体内部,所述纵向加热铜芯底部还设置有加热盘,所述加热盘上设置有加热贴片。
7.根据权利要求6所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:还包括定位法兰机构,所述定位法兰机构与所述腔主体侧面的所述法兰安装孔配合设置,所述定位法兰机构顶部为定位法兰,底部为与所述定位法兰固定的定位销,所述定位销伸入所述腔主体内部,用于对插入所述腔主体内部的所述电极和所述电极头进行定位。
8.根据权利要求6所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:所述电极为针电极或板电极;所述电极头为加热针电极头或加热板电极头。
9.根据权利要求6所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:所述密封压帽与所述套管法兰的接触端面之间还设置有双层密封胶圈。
10.根据权利要求6所述的低沸点绝缘液体绝缘特性测试腔,其特征在于:所述加热贴片与所述加热盘黏贴固定,所述加热贴片为陶瓷电阻。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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