CN109633393A - 一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法 - Google Patents

一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109633393A
CN109633393A CN201910039239.2A CN201910039239A CN109633393A CN 109633393 A CN109633393 A CN 109633393A CN 201910039239 A CN201910039239 A CN 201910039239A CN 109633393 A CN109633393 A CN 109633393A
Authority
CN
China
Prior art keywords
flashover
electrode
ageing oven
control device
insulating material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910039239.2A
Other languages
English (en)
Inventor
杨雁
向星宇
吴广宁
曹保江
刘进源
郁郁
高波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201910039239.2A priority Critical patent/CN109633393A/zh
Publication of CN109633393A publication Critical patent/CN109633393A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • G01R31/1218—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 using optical methods; using charged particle, e.g. electron, beams or X-rays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Insulators (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法，包括密闭的透明老化箱，老化箱内设置有加热装置和用于放置试样的绝缘板；老化箱外试样对应位置设置有摄像机；试样上连接第一电极和第二电极，第一电极和第二电极之间按预设距离设置；第一电极和第二电极连接闪络发生装置；闪络发生装置连接电压测量仪；还设置有控制装置和用于老化箱抽真空的真空泵；摄像机、加热装置、真空泵、电压测量仪和闪络发生装置均连接到控制装置；老化箱内还设置有温度传感器，温度传感器连接控制装置；本发明真实模拟闪络发生情况，精确测量污闪电压，通过污闪电压表征绝缘性能。

Description

一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法
技术领域
本发明涉及高压电力设备复合绝缘材料的绝缘性能检测领域，具体涉及一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法。
背景技术
近年来，相较于普通的瓷质绝缘外套，高温硫化硅橡胶(HTV)凭借其有益的憎水性、憎水迁移性、耐电腐蚀性等性能受到电网公司青睐，逐渐应用于绝缘子、避雷器、套管等电气设备；不同于一般绝缘设备，复合套管会因过热、涉及制造缺陷等原因，随着时间推移而发生相应的老化现象；老化后的高温硫化硅橡胶(HTV)憎水性会降低，并伴有绝缘油漏出；漏出的绝缘油以油膜的形式覆盖在外套表面并逐渐渗入硅橡胶内部，严重影响HTV的憎水迁移特性，提高套管发生污闪事故的危险；而传统的污闪评估方法与实验平台已经不能满足新型复合绝缘材料的绝缘性能的测试与表征。
发明内容
本发明提供一种高温、高压条件下复合绝缘材料硅橡胶沿面闪络实验方法及实验装置。
本发明采用的技术方案是：一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，包括密闭的透明老化箱，老化箱内设置有加热装置和用于放置试样的绝缘板；老化箱外试样对应位置设置有摄像机；试样上连接第一电极和第二电极，第一电极和第二电极之间按预设距离设置；第一电极和第二电极连接闪络发生装置；闪络发生装置连接电压测量仪；还设置有控制装置和用于老化箱抽真空的真空泵；摄像机、加热装置、真空泵、电压测量仪和闪络发生装置均连接到控制装置；老化箱内还设置有温度传感器，温度传感器连接控制装置。
进一步的，所述绝缘板通过支架设置在老化箱内。
进一步的，所述闪络发生装置包括依次连接的调压器、变压器、分压限流电阻和分压机；调压器连接到交流电源；调压器、变压器和分压器均接地；第一电极接地，第二电极连接到分压限流电阻和分压机之间。
进一步的，所述支架包括竖向设置的第一立杆和第二立杆；第一立杆和第二立杆之间设置有横杆；绝缘板设置在横杆中部。
进一步的，所述老化箱为立方体结构，加热装置包括四根加热管；四根加热管分别设置在老化箱的四根棱上。
进一步的，所述绝缘板为环氧云母制备。
一种硅橡胶沿面闪络实验装置的实验方法，包括以下步骤：
步骤1：控制装置控制真空泵对老化箱进行抽真空；
步骤2：控制装置控制加热装置加热，当温度传感器检测温度值达到设定值后，控制装置控制加热装置停止加热，从而保持老化箱的恒温；
步骤3：控制装置控制闪络发生装置和摄像机启动，闪络发生装置持续升压；通过摄像机观察试样表面情况，当发生闪络时，控制装置识别摄像机拍摄图像；记录发生闪络时电压测量仪测量数据；
步骤4：重复步骤1-3，N次，取与初始计算平均值误差在设定阈值内的闪络电压值的平均值作为该条件下的污闪电压Uf：
式中：Ui为第i次测量得到的闪络电压值，N为测量次数。
本发明的有益效果是：
(1)本发明可真实模拟闪络发生情况，通过测量所得的污闪电压绘制曲线，来合理分析不同材质、配方和不同外界条件下对硅橡胶试样的绝缘性能产生的影响；
(2)本发明通过摄像机可记录从加压开始到硅橡胶试样发生闪络的整个过程，并对整个过程进行高速截图处理，通过这些图片可以清晰地对不同外界条件，不同材质、配方的硅橡胶试样进行对比分析，得到相应条件和材质配方下的试样的闪络电压特性，从而分析其对硅橡胶试样绝缘性能的影响。
附图说明
图1为本发明实验装置结构示意图。
图2为本发明中闪络发生装置结构示意图。
图中：1-老化箱，2-加热装置，3a-第一立杆，3b-第二立杆，4-横杆，5-绝缘板，6a-第一电极，6b-第二电极，7-试样，8-温度传感器，9-闪络发生装置，10-电压测量仪，11-管道，12-真空泵，13-摄像机，14-控制装置，15-交流电源，16-调压器，17-变压器，18-分压限流电阻，19-分压机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示，一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，包括密闭的透明老化箱1，老化箱1内设置有加热装置2和用于放置试样7的绝缘板5；老化箱1外试样对应位置设置有摄像机13；试样7上连接第一电极6a和第二电极6b，第一电极6a和第二电极6b之间按预设距离设置；第一电极6a和第二电极6b连接闪络发生装置9；闪络发生装置9连接电压测量仪10；还设置有控制装置14和用于老化箱1抽真空的真空泵12；摄像机13、加热装置2、真空泵12、电压测量仪10和闪络发生装置9均连接到控制装置14；老化箱1内还设置有温度传感器8，温度传感器8连接控制装置14。
绝缘板5通过支架设置在老化箱1内；支架包括竖向设置的第一立杆3a和第二立杆3b；第一立杆3a和第二立杆3b之间设置有横杆4；绝缘板5设置在横杆4中部。
闪络发生装置9包括依次连接的调压器16、变压器17、分压限流电阻18和分压机19；调压器16连接到交流电源15；调压器16、变压器17和分压器19均接地；第一电极6a接地，第二电极6b连接到分压限流电阻18和分压机19之间。
老化箱1为立方体结构，加热装置2包括四根加热管；四根加热管分别设置在老化箱1的四根棱上；绝缘板5为环氧云母制备。
一种硅橡胶沿面闪络实验方法，包括以下步骤：
首先，搭建实验平台；第一电极6a和第二电极6b采用指形铜电极，控制装置14采用集成了通讯模块、A/D转换装置等结构的上位机；真空泵12通过管道11接通老化箱1，为老化箱1抽真空；摄像机13采用高速摄像机，上位机接收摄像机13、电压测量仪10、温度传感器8采集到的信号，并控制闪络发生装置9、加热装置2和真空泵12的开断。
第二步：开启真空泵12，并启动加热装置2
通过上位机发送控制指令开启真空泵12，对透明老化箱1的箱体内进行抽真空；当抽真空处理结束后，上位机设定实验测试温度，启动加热装置2对老化箱1内进行加热，通过温度传感器8接收信号，可实时观测老化箱1内温度的变化；当到达设定温度后，关闭加热装置2，当检测到温度低于设定值后重新启动加热装置2，从而保持老化箱1内的温度恒定。
第三步：测试闪络电压，记录闪络过程
通过上位机发送指令给闪络发生装置9和摄像机13，启动闪络发生装置9和摄像机13；控制闪络发生装置9通过均匀升压持续升压，当观察到硅橡胶试样7发生沿面闪络时，通过上位机记录由电压测量仪10传输的闪络电压数据；同时保存摄像机13采集到的闪络过程发生的影响资料。
第四步：获得闪络电压的拟合曲线
通过上位机取测量数据中与初始计算平均值相差不超过10％的闪络电压值的平均值作为该条件下的硅橡胶的污闪电压。
式中：Ui为第i次测量得到的闪络电压值单位为kV，N为测量次数。
通过所得到的污闪电压，进行拟合后得到的拟合曲线存储到上位机。
本发明通过摄像机可记录从加压开始到试样发生闪络的整个过程，将视频资料自动存储到上位机，同时电压测量仪10将测得的数据参数发送到上位机；通过上位机筛除偏差数据后，通过平均值法将所得参数拟合成一条函数曲线，即可得到其闪络电压；本实验装盒子有效的模拟了恒温条件下的复合绝缘材料硅橡胶沿面闪络状态，可精确得到试样的闪络电压值。

Claims (7)

1.一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，其特征在于，包括密闭的透明老化箱(1)，老化箱(1)内设置有加热装置(2)和用于放置试样(7)的绝缘板(5)；老化箱(1)外试样对应位置设置有摄像机(13)；试样(7)上连接第一电极(6a)和第二电极(6b)，第一电极(6a)和第二电极(6b)之间按预设距离设置；第一电极(6a)和第二电极(6b)连接闪络发生装置(9)；闪络发生装置(9)连接电压测量仪(10)；还设置有控制装置(14)和用于老化箱(1)抽真空的真空泵(12)；摄像机(13)、加热装置(2)、真空泵(12)、电压测量仪(10)和闪络发生装置(9)均连接到控制装置(14)；老化箱(1)内还设置有温度传感器(8)，温度传感器(8)连接控制装置(14)。
2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，其特征在于，所述绝缘板(5)通过支架设置在老化箱(1)内。
3.根据权利要求1所述的一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，其特征在于，所述闪络发生装置(9)包括依次连接的调压器(16)、变压器(17)、分压限流电阻(18)和分压机(19)；调压器(16)连接到交流电源(15)；调压器(16)、变压器(17)和分压器(19)均接地；第一电极(6a)接地，第二电极(6b)连接到分压限流电阻(18)和分压机(19)之间。
4.根据权利要求2所述的一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，其特征在于，所述支架包括竖向设置的第一立杆(3a)和第二立杆(3b)；第一立杆(3a)和第二立杆(3b)之间设置有横杆(4)；绝缘板(5)设置在横杆(4)中部。
5.根据权利要求1所述的一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，其特征在于，所述老化箱(1)为立方体结构，加热装置(2)包括四根加热管；四根加热管分别设置在老化箱(1)的四根棱上。
6.根据权利要求1所述的一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置，其特征在于，所述绝缘板(5)为环氧云母制备。
7.如权利要求1所述一种硅橡胶沿面闪络实验装置的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：控制装置(14)控制真空泵(12)对老化箱(1)进行抽真空；
步骤2：控制装置(14)控制加热装置(2)加热，当温度传感器(8)检测温度值达到设定值后，控制装置(14)控制加热装置(2)停止加热，保持老化箱(1)内恒温；
步骤3：控制装置(14)控制闪络发生装置(9)和摄像机(13)启动，闪络发生装置(9)持续升压；通过摄像机(13)观察试样(7)表面情况，当发生闪络时，控制装置(14)识别摄像机(13)拍摄图像；记录发生闪络时电压测量仪(10)测量数据；
步骤4：重复步骤1-3N次，取与初始计算平均值误差在设定阈值内的闪络电压值的平均值作为该条件下的污闪电压Uf：
式中：Ui为第i次测量得到的闪络电压值，N为测量次数。
CN201910039239.2A 2019-01-16 2019-01-16 一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法 Pending CN109633393A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910039239.2A CN109633393A (zh) 2019-01-16 2019-01-16 一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910039239.2A CN109633393A (zh) 2019-01-16 2019-01-16 一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109633393A true CN109633393A (zh) 2019-04-16

Family

ID=66061038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910039239.2A Pending CN109633393A (zh) 2019-01-16 2019-01-16 一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109633393A (zh)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110132835A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 西南交通大学 一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法
CN110244201A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 西南交通大学 一种复合绝缘材料击穿实验装置和实验方法
CN110274850A (zh) * 2019-07-30 2019-09-24 西南交通大学 一种接触角测试装置及测试方法
CN110780167A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 西南交通大学 一种桶式复合绝缘材料绝缘性能检测装置
CN110780165A (zh) * 2019-11-08 2020-02-11 西南交通大学 变压器绕组过热匝间绝缘材料劣化测试装置及测试方法
CN111751684A (zh) * 2020-07-06 2020-10-09 华北电力大学 一种高频激励下绝缘材料的沿面闪络放电测量装置
CN113281378A (zh) * 2021-05-25 2021-08-20 华中科技大学 一种金属化膜电容器端部传热的解耦研究装置
CN117310402A (zh) * 2023-09-18 2023-12-29 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 一种低温绝缘材料的闪络特性的测试方法及系统
CN117310402B (zh) * 2023-09-18 2024-06-04 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 一种低温绝缘材料的闪络特性的测试方法及系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101103937A (zh) * 2006-07-10 2008-01-16 广州保瑞医疗技术有限公司 一种体外循环热灌注治疗仪
CN101604135A (zh) * 2008-06-11 2009-12-16 夏普株式会社 离子发生元件、带电装置和图像形成装置
CN102645618A (zh) * 2012-04-16 2012-08-22 浙江清科电力科技有限公司 一种污秽绝缘智能检测方法及检测系统装置
CN103941120A (zh) * 2014-03-31 2014-07-23 张奇 一种复合绝缘子憎水性检测及老化评估装置
CN105424742A (zh) * 2016-01-07 2016-03-23 嘉华特种水泥股份有限公司 一种油井水泥试块膨胀率测定装置
CN105548243A (zh) * 2016-01-07 2016-05-04 嘉华特种水泥股份有限公司 一种油井水泥膨胀率的检测方法
CN105629041A (zh) * 2016-03-03 2016-06-01 国网江西省电力科学研究院 一种染污绝缘子表面电弧图像信息采集方法及系统
CN108693452A (zh) * 2018-05-15 2018-10-23 哈尔滨理工大学 多种环境下绝缘材料沿面闪络电压的测量装置及测量方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101103937A (zh) * 2006-07-10 2008-01-16 广州保瑞医疗技术有限公司 一种体外循环热灌注治疗仪
CN101604135A (zh) * 2008-06-11 2009-12-16 夏普株式会社 离子发生元件、带电装置和图像形成装置
CN102645618A (zh) * 2012-04-16 2012-08-22 浙江清科电力科技有限公司 一种污秽绝缘智能检测方法及检测系统装置
CN103941120A (zh) * 2014-03-31 2014-07-23 张奇 一种复合绝缘子憎水性检测及老化评估装置
CN105424742A (zh) * 2016-01-07 2016-03-23 嘉华特种水泥股份有限公司 一种油井水泥试块膨胀率测定装置
CN105548243A (zh) * 2016-01-07 2016-05-04 嘉华特种水泥股份有限公司 一种油井水泥膨胀率的检测方法
CN105629041A (zh) * 2016-03-03 2016-06-01 国网江西省电力科学研究院 一种染污绝缘子表面电弧图像信息采集方法及系统
CN108693452A (zh) * 2018-05-15 2018-10-23 哈尔滨理工大学 多种环境下绝缘材料沿面闪络电压的测量装置及测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
代文章: "硅橡胶沿面闪络及表面形貌实验研究", 《绝缘材料》 *
黄文力: "《快脉冲电压下的沿面放电》", 31 December 2013 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110132835A (zh) * 2019-05-30 2019-08-16 西南交通大学 一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法
CN110244201A (zh) * 2019-06-14 2019-09-17 西南交通大学 一种复合绝缘材料击穿实验装置和实验方法
CN110274850A (zh) * 2019-07-30 2019-09-24 西南交通大学 一种接触角测试装置及测试方法
CN110780165A (zh) * 2019-11-08 2020-02-11 西南交通大学 变压器绕组过热匝间绝缘材料劣化测试装置及测试方法
CN110780167A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 西南交通大学 一种桶式复合绝缘材料绝缘性能检测装置
CN110780167B (zh) * 2019-11-12 2021-08-17 西南交通大学 一种桶式复合绝缘材料绝缘性能检测装置
CN111751684A (zh) * 2020-07-06 2020-10-09 华北电力大学 一种高频激励下绝缘材料的沿面闪络放电测量装置
CN113281378A (zh) * 2021-05-25 2021-08-20 华中科技大学 一种金属化膜电容器端部传热的解耦研究装置
CN117310402A (zh) * 2023-09-18 2023-12-29 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 一种低温绝缘材料的闪络特性的测试方法及系统
CN117310402B (zh) * 2023-09-18 2024-06-04 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 一种低温绝缘材料的闪络特性的测试方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109633393A (zh) 一种复合绝缘材料沿面闪络实验装置及实验方法
CN104101820B (zh) 一种变压器油/纸绝缘老化实验装置及实验方法
CN103105568B (zh) 变压器油纸绝缘电热联合老化与局部放电一体化实验装置
CN109557439B (zh) 油纸绝缘缺陷套管运行工况模拟装置
CN106291122B (zh) 一种油浸式电容型套管进水受潮缺陷的测试方法及系统
CN107390064A (zh) 一种绝缘油或油纸绝缘的老化试验装置及使用方法
CN108828413B (zh) 基于介电响应特性的变压器绝缘纸板老化定量评估方法
CN104914364B (zh) 电容式油纸变压器套管绝缘状态评估的方法
CN109187653B (zh) 计及不同温度的水平分层土壤动态电阻特性试验方法
CN111929544B (zh) 一种电流及表面压力可调的电缆缓冲层烧蚀故障模拟装置及方法
CN106053955B (zh) 一种低频正弦激励下油纸绝缘系统相对介电常数的测试方法
CN110346701A (zh) 一种电热力多场耦合下的局部放电声光电联合测量平台
CN111781476A (zh) 变压器干式套管缺陷模拟和性能状态监测系统及方法
CN109001598A (zh) 一种应用去极化电量增长率评估变压器油纸绝缘老化状态的方法
CN110132835A (zh) 一种复合绝缘材料绝缘劣化评估系统及实验方法
CN106405353A (zh) 油纸复合绝缘介电响应测试系统
CN107422234B (zh) 一种评估服役中牵引变压器绝缘受潮状态的方法
CN107576856B (zh) 一种高压套管内绝缘不均匀受潮实验的方法
CN111856379A (zh) 低温环境中电流互感器运行特性模拟试验平台及监控系统
CN109061115A (zh) 一种变压器绝缘纸水分含量评估研究的实验方法
CN107329065B (zh) 一种评估服役中牵引变压器套管绝缘状态的方法
CN108020368A (zh) 电气强度试验装置
CN108535612A (zh) Sf6绝缘套管绝缘检测数据库构建方法及其检测方法、装置
CN113792475B (zh) 基于加权knn算法考虑变压器老化效应的水分含量评估方法
CN109060220A (zh) 一种电缆附件界面压力检测方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190416