CN111551828A - 一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法 - Google Patents

一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，包括如下步骤：将一次侧绕组的线圈穿过环形磁体容器，一次侧绕组的两端之间串联连接有保护电阻、电源及示波器，一次侧绕组位于二次侧绕组即环形磁体容器内，二次侧示波器直接连接在环形磁体容器绝缘法兰两绝缘隔断面：第一绝缘隔断面和第二绝缘隔断面之间，两绝缘隔断面一侧通过磁体容器形成电气连接，另一侧能通过绝缘材料形成绝缘隔断；采用电源输出电信号，利用互感器原理，在线测试带有单个绝缘隔断的环形磁体容器的绝缘性能；所述环形磁体容器带有单个绝缘隔断，所述电源为具有间歇输出电信号的简谐波电源。

Description

一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法
技术领域
本发明属于磁体线圈测试技术领域，尤其涉及环形磁体容器绝缘性能测试技术。
背景技术
托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形装置，其通过真空室外部的线圈在通电状态下产生的巨大螺旋型磁场约束真空室内部等离子体运动，使其加热直至核聚变反应的触发。为了能够提供一个内部高强的磁场，环形磁体被广泛的应用于托卡马克装置结构中。由于部分磁体线圈工作于高场强状态下，其自身的刚度满足不了运行要求，需采用不锈钢结构的环形容器将磁体线圈包络在内，以提高磁体线圈的整体刚度。然而，由于磁体线圈通有大电流，尤其是超导托卡马克装置中的线圈，其电流在几十千安以上，外部的金属磁体容器易感应出涡流，既影响线圈运行，同时会产生大量的涡流热，因此磁体容器需采用绝缘隔断结构设计以避免容器成环之后感应涡流损害线圈。
在磁体正常运行的过程中，线圈在绝缘法兰两端感应出电动势，若绝缘法兰的绝缘强度不能抵制该感应电动势的作用，绝缘结构将发生破坏，直接影响到磁体的正常运行。因此，在正式运行前，需对绝缘法兰的电绝缘性能进行测试，判断出其是否能满足磁体运行要求。由于绝缘法兰两侧的磁体容器连接成为一个导体，普通的直流耐压测试无法测量出绝缘法兰的绝缘强度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明设计出一种用于环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，可用于测量环形磁体容器绝缘法兰的电绝缘强度。
本发明的技术方案为：一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，包括如下步骤：
将一次侧绕组的线圈穿过环形磁体容器，一次侧绕组的两端之间串联连接有保护电阻、电源及示波器，一次侧绕组位于二次侧绕组即环形磁体容器内，二次侧示波器直接连接在环形磁体容器绝缘法兰两绝缘隔断面：第一绝缘隔断面和第二绝缘隔断面之间，两绝缘隔断面一侧通过磁体容器形成电气连接，另一侧能通过绝缘材料形成绝缘隔断；采用电源输出电信号，利用互感器原理，在线测试带有单个绝缘隔断的环形磁体容器的绝缘性能；所述环形磁体容器带有单个绝缘隔断，所述电源为具有间歇输出电信号的简谐波电源。
本发明还提出一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，包括如下步骤：
步骤一：将测试样品固定于绝缘支撑上，所述测试样品为环形磁体容器绝缘法兰；
步骤二：将测试电源发生器输出端连接至所测试样品磁体线圈两终端，将磁体线圈两终端及绝缘法兰两端分别通过预定变比连接至两个示波器输入端；
步骤三：将预先设定的测试电压脉冲数据通过电源发生器输出至测试样品磁体线圈终端，使得电压脉冲在磁体线圈中产生震荡曲线，并通过线圈的匝数比作用于绝缘法兰两端，产生感应电压；
步骤四：调整示波器显示设置，读取线圈终端输出电压及绝缘法兰输出电压；
步骤五：通过对比线圈终端输入电压大小和波形与绝缘法兰两端感应电压大小和波形，得出该电压值下绝缘法兰的绝缘性能；
步骤六：测试接地放电并调整输入电压大小，直至获得测试数值要求下的绝缘法兰电绝缘性能，最终测试完成。
进一步的，所述测试样品带有单个绝缘隔断的环形磁体容器，电源为具有间歇输出电信号的简谐波电源。
进一步的，所进行的电测试方法需保证环境温度在20±5℃，环境相对湿度50±10％。
进一步的，步骤一中，测试样品需置于未形成电气环路的绝缘支撑上进行测试，或测试样品与支撑之间需进行绝缘隔断处理，以避免金属支撑对磁体容器绝缘隔断处的影响。
进一步的，步骤二中，在测量时，一次侧需串联一保护电阻，用以保护在二次侧出现短路情况时，对一次侧的逆变电压过大损伤测量仪器或绕组的匝间绝缘。
进一步的，步骤二中，所采取的变比数值使得输入至示波器的电压值在示波器的量程范围内。
进一步的，步骤三和步骤六中，一次侧绕组输入的电压峰值不大于绕组匝间绝缘的耐压测试输入电压，以避免输入电压过大对绕组绝缘产生破坏性影响。
进一步的，步骤三中，依据绝缘法兰两端的电压波形图，判定绝缘法兰是否发生电气连接。
进一步的，步骤六中，每调整电压输出值大小，需对线圈终端及绝缘法兰终端进行接地放电处理，保证所采取措施的安全性。
有益效果：
本发明的测试方法相对于现有技术，具有如下优点：
1、所述测试方法利用变压器感应原理可实现环状磁体容器绝缘隔断处绝缘性能的在线检测。
2、所述测试方法可广泛用于带有单处绝缘隔断的环形磁体容器的绝缘性能测试。
附图说明
图1为本发明测试方法的电测量系统电路原理图；
图2为本发明测试方法的接线图。
附图标记说明：1、一次侧电路；11、线圈终端进口；12、电源；13、保护电阻；14、线圈终端出口；15、一次侧示波器；16、一次侧绕组；2、二次侧电路；21、二次侧绕组(磁体容器)；22、第一绝缘隔断面；23、二次侧示波器；24、第二绝缘隔断面；
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明设计了一种适用于带有单个绝缘隔断的环状金属磁体容器的绝缘性能测试方法，能够在线测试磁体容器绝缘法兰的电绝缘性能。
具体地，如图1所示，磁体电测量系统的测试电路包括一次侧电路和二次侧电路，一次侧电路包括一次侧绕组16，保护电阻13，一次侧示波器15和电源12，电源12通过保护电阻13与一次侧示波器15串联连接，然后连接在一次侧绕组16的线圈终端进口11和出口14之间，二次侧电路包括二次侧绕组(即磁体容器)21和二次侧示波器23，二次侧示波器23连接在二次侧绕组21的两绝缘隔断面即第一绝缘隔断面22和第二绝缘隔断面24上。其原理是一次侧线圈的电压在二次侧激励出感应电压，若二次侧开路，则二次侧断开位置两端电压输出值与一次侧成比例关系；若二次侧出现短路，则二次侧电压出现骤变。
具体实施方式，如图2所示，一次侧绕组16在二次侧绕组(磁体容器)21内，一次侧绕组16的两线圈终端即线圈终端进口11和线圈终端出口14穿过磁体容器后，与保护电阻13、电源12及示波器15相连接，二次侧示波器直接连接在两绝缘隔断面：第一绝缘隔断面22和第二绝缘隔断面24上，两绝缘隔断面一侧通过磁体容器形成电气连接，另一侧能通过绝缘材料形成绝缘隔断。磁体电测量系统涵盖了一次侧和二次侧，其绕组为一次侧，带有绝缘隔断的金属磁体容器为二次侧，在电流通过一次侧绕组时，会在二次侧隔断处激励出感应电压。其具体测量方法包括以下详细步骤：
101，将测试样品固定于绝缘支撑上，确保测试样品与支撑之间未形成电气连接，所述测试样品为带有单个绝缘隔断的环状金属磁体容器。
102，将电源发生器输出端通过保护电阻后连接至所测试样品磁体线圈，即一次侧线圈两终端，将一次侧示波器输入端连接至磁体线圈两终端。
103，将二次侧示波器的输入段连接至磁体容器，即绝缘法兰管两端，磁体容器即包围线圈的法兰管。
104，连接电源，对电源进行预热，并调整各个示波器的显示设置。
105，将预先设定的测试电压脉冲数据通过电源发生器输出至测试样品磁体终端，使得电压脉冲在磁体线圈中产生震荡曲线，并通过线圈的匝数比作用于绝缘法兰两端，产生感应电压。
106：调整各个示波器的显示设置，读取线圈终端输出电压及绝缘法兰输出电压，并将采集数据保存至可移动存储设备。
107，通过对比线圈终端输入电压大小和波形与绝缘法兰两端感应电压大小和波形，得出该电压值下绝缘法兰的绝缘性能，当绝缘性能优良时，两个示波器的输出曲线形状相似，均呈现周期性震荡曲线，当绝缘被击穿时，曲线成脉冲锐减势态。
108：测试接地放电并调整输入电压大小，直至获得测试数值要求下的绝缘法兰电绝缘性能。
109，测试完成后，对一次侧及二次侧进行接地放电。
110，整理测试仪器，并依据测试数据出具测试报告。
以上实施方式仅是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只限于这些说明，在不脱离本发明构思的前提下，简单推衍派生出来的系列方法，都应视为属于本发明的权利保护范围。

Claims (10)

1.一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
将一次侧绕组的线圈穿过环形磁体容器，一次侧绕组的两端之间串联连接有保护电阻、电源及示波器，一次侧绕组位于二次侧绕组即环形磁体容器内，二次侧示波器直接连接在环形磁体容器绝缘法兰两绝缘隔断面：第一绝缘隔断面和第二绝缘隔断面之间，两绝缘隔断面一侧通过磁体容器形成电气连接，另一侧能通过绝缘材料形成绝缘隔断；采用电源输出电信号，利用互感器原理，在线测试带有单个绝缘隔断的环形磁体容器的绝缘性能；所述环形磁体容器带有单个绝缘隔断，所述电源为具有间歇输出电信号的简谐波电源。
2.一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将测试样品固定于绝缘支撑上，所述测试样品为环形磁体容器绝缘法兰；
步骤二：将测试电源发生器输出端连接至所测试样品磁体线圈两终端，将磁体线圈两终端及绝缘法兰两端分别通过预定变比连接至两个示波器输入端；
步骤三：将预先设定的测试电压脉冲数据通过电源发生器输出至测试样品磁体线圈终端，使得电压脉冲在磁体线圈中产生震荡曲线，并通过线圈的匝数比作用于绝缘法兰两端，产生感应电压；
步骤四：调整示波器显示设置，读取线圈终端输出电压及绝缘法兰输出电压；
步骤五：通过对比线圈终端输入电压大小和波形与绝缘法兰两端感应电压大小和波形，得出该电压值下绝缘法兰的绝缘性能；
步骤六：测试接地放电并调整输入电压大小，直至获得测试数值要求下的绝缘法兰电绝缘性能，最终测试完成。
3.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：
所述测试样品带有单个绝缘隔断的环形磁体容器，电源为具有间歇输出电信号的简谐波电源。
4.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：所进行的电测试方法需保证环境温度在20±5℃，环境相对湿度50±10％。
5.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：步骤一中，测试样品需置于未形成电气环路的绝缘支撑上进行测试，或测试样品与支撑之间需进行绝缘隔断处理，以避免金属支撑对磁体容器绝缘隔断处的影响。
6.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：步骤二中，在测量时，一次侧需串联一保护电阻，用以保护在二次侧出现短路情况时，对一次侧的逆变电压过大损伤测量仪器或绕组的匝间绝缘。
7.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：步骤二中，所采取的变比数值使得输入至示波器的电压值在示波器的量程范围内。
8.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：步骤三和步骤六中，一次侧绕组输入的电压峰值不大于绕组匝间绝缘的耐压测试输入电压，以避免输入电压过大对绕组绝缘产生破坏性影响。
9.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：步骤三中，依据绝缘法兰两端的电压波形图，判定绝缘法兰是否发生电气连接。
10.根据权利要求2所述的一种环形磁体容器绝缘法兰电测试方法，其特征在于：步骤六中，每调整电压输出值大小，需对线圈终端及绝缘法兰终端进行接地放电处理，保证所采取措施的安全性。
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