CN111157857A - 一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置 - Google Patents

一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置 Download PDF

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CN111157857A CN202010004276.2A CN202010004276A CN111157857A CN 111157857 A CN111157857 A CN 111157857A CN 202010004276 A CN202010004276 A CN 202010004276A CN 111157857 A CN111157857 A CN 111157857A
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杜伯学
王明洋
李忠磊
李进
侯兆豪
张卓远
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Abstract

本发明公开一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置,包括电极系统,电极系统置于低温介质以构造高温超导绝缘材料工作环境；电极系统上放置一个热电耦，与数字温度计相连，用于监测测试样品所处环境的温度；高压电极通过限流电阻与高压直流电源连接，地电极经导线与接地线连接；在高压电极端并联一个阻抗分压器，并通过示波器观测施加在测试样品上的电压；在接地线上环绕放置一个高频互感器，与示波器相连，用于采集实验中的沿面局部放电和沿面闪络信号。本发明通过改变电极系统与冷却介质的相对位置，可实现液氮温区到室温范围内不同温度下的绝缘材料沿面放电特性的测试。

Description

一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置
技术领域
本发明涉及应用于高温超导电力设备用绝缘材料性能测试装置，具体涉及一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置。
背景技术
高温超导技术的产生和发展推进了对于高温超导电力设备的研究，高温超导输电系统由高温超导电缆本体、电缆终端接头等部件组成，其中超导电缆和终端接头的绝缘材料和结构是保证整个超导输电系统安全稳定运行的重要环节。沿面闪络是电力设备绝缘包括超导电力设备绝缘中的一种严重故障类型，沿面闪络的发生将会引起电力系统保护装置动作而中断供电，甚至更严重的导致超导电力设备的不可逆损伤，造成财产的损失。而沿面闪络发生前的沿面局部放电将产生热量，局部放电将增大超导输电系统冷却装置的负荷，增加运行和维护成本，同时长期的局部放电的积累会最终导致绝缘击穿的产生，同样严重危害超导输电系统的安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种环境温度可控的应用于低温绝缘材料沿面局部放电和闪络特性测试的装置。
为解决上述技术问题，本发明提供一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置，包括电极系统，将电极系统置于低温杜瓦中，低温杜瓦中盛放低温介质以构造高温超导绝缘材料工作环境；
电极系统上放置一个热电耦，与数字温度计相连，用于监测测试样品所处环境的温度；
高压电极通过限流电阻与高压直流电源连接，地电极经导线与接地线连接；在高压电极端并联一个阻抗分压器，并通过示波器观测施加在测试样品上的电压；
在接地线上环绕放置一个高频互感器，与示波器相连，用于采集实验中的沿面局部放电和沿面闪络信号。
将高压电极和地电极与测试样品压紧，并用绝缘支架固定，构建电极系统。
所述高压电极和地电极为一对圆柱体。
所述高压电极和地电极均由黄铜或不锈钢制成，直径为35mm，高为4mm，电极间距为7mm。
所述支架由亚克力板和尼龙螺钉螺母构成，用于固定电极和测试样品。
所述热电耦为SMPW-TT-K-36-SLE型热电耦，实现液氮温区到室温范围的温度测量。
将高压电极和地电极与测试样品压紧，并用绝缘支架固定，构建电极系统。
有益效果
由附图4可见，通过改变电极系统与冷却介质的相对位置，可实现液氮温区到室温范围内不同温度下的绝缘材料沿面放电特性的测试。
附图说明
图1所示为绝缘材料沿面放电实验电极系统主视图。
图2所示为绝缘材料沿面放电实验电极系统俯视图。
图3所示为环境温度可控的绝缘材料沿面闪络实验装置示意图。
图4所示为环境温度可控的绝缘材料沿面闪络实验装置的控温方法示意图。
附图标记：1-高压电极，2-地电极，3-测试样品，4-支架，5-限流电阻，6-高压直流电源，7-热电偶，8-数字温度计，9-阻抗分压器，10-示波器，11-高频互感器，12-低温杜瓦。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式来对发明作进一步的说明。
如图1-3所示，一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置,其特征在于，包括以下部件：将高压电极1和地电极2与测试样品3压紧，并用绝缘支架4固定，构建电极系统；
将电极系统置于低温杜瓦12中，低温杜瓦12中盛放液氮等低温介质以构造高温超导绝缘材料工作环境；
电极系统上放置一个热电耦7，与数字温度计8相连，用于监测测试样品所处环境的温度；
高压电极1通过限流电阻5与高压直流电源6连接，地电极2经导线与接地线连接；在高压电极1端并联一个阻抗分压器9，并通过示波器10观测施加在测试样品上的电压；
在接地线上环绕放置一个高频互感器11，与示波器10相连，用于采集实验中的沿面局部放电和沿面闪络信号。
所述高压电极1和地电极2为一对圆柱体。
所述高压电极1和地电极2均由黄铜或不锈钢制成，直径为35mm，高为4mm，电极间距为7mm。
所述支架4由亚克力板和尼龙螺钉螺母构成，用于固定电极和测试样品。
所述热电耦7为SMPW-TT-K-36-SLE型热电耦，实现液氮温区到室温范围的温度测量。
图4所示为环境温度可控的绝缘材料沿面闪络实验装置的控温方法示意图。
当低温杜瓦中不存在冷却介质时，绝缘材料所处温区为室温；当低温杜瓦充满液氮且绝缘材料浸在液氮中时，绝缘材料所处温区为液氮温区；当低温杜瓦中存有部分液氮时，通过调整绝缘材料在液氮液面上方的高度，可以实现绝缘材料处于液氮与室温之间某一温度，位置固定且液氮未完全挥发的情况下在1K范围内温度可维持3-4分钟。

Claims (6)

1.一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置，其特征在于，包括电极系统，将电极系统置于低温杜瓦中，低温杜瓦中盛放低温介质以构造高温超导绝缘材料工作环境；
电极系统上放置一个热电耦，与数字温度计相连，用于监测测试样品所处环境的温度；
高压电极通过限流电阻与高压直流电源连接，地电极经导线与接地线连接；在高压电极端并联一个阻抗分压器，并通过示波器观测施加在测试样品上的电压；
在接地线上环绕放置一个高频互感器，与示波器相连，用于采集实验中的沿面局部放电和沿面闪络信号。
2.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置,其特征在于，所述高压电极和地电极为一对圆柱体。
3.根据权利要求2所述的一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置,其特征在于，所述高压电极和地电极均由黄铜或不锈钢制成，直径为35mm，高为4mm，电极间距为7mm。
4.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置,其特征在于，所述支架由亚克力板和尼龙螺钉螺母构成，用于固定电极和测试样品。
5.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置,其特征在于，所述热电耦为SMPW-TT-K-36-SLE型热电耦，实现液氮温区到室温范围的温度测量。
6.根据权利要求1所述的一种环境温度可控的低温绝缘材料沿面放电特性测试装置,其特征在于，将高压电极和地电极与测试样品压紧，并用绝缘支架固定，构建电极系统。
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