CN112666433A - 一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明为解决现有击穿装置无法对平行于绝缘复合界面电场的方向的击穿电压进行测量的问题，提供一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，包括箱体、两个电极，以及位于箱体外部的承重件；箱体底部和顶部分别设有压力保持件和压力传导件，待测电缆附件绝缘试样位于压力保持件和压力传导件之间；两个电极分别贴合于待测电缆附件绝缘试样的复合界面两侧，且关于待测电缆附件绝缘试样的轴线对称设置；电极上连接有能够导电的调节杆，调节杆延伸至箱体外部，至少一个调节杆上套设安装有弹性组件，弹性组件位于电极和箱体之间，两个调节杆之间连接有用于对待测电缆附件绝缘试样施加电压的电压控制装置；承重件上表面用于承受外部施加的机械力，下表面与压力传导件相抵。

Description

一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置

技术领域

本发明属于电压测试领域，涉及一种击穿电压测试装置，尤其是一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置。

背景技术

交联聚乙烯电缆由于具有优异的电气性能而被广泛应用于电力工业中。随着城市化进程的不断推进，对交联聚乙烯电力电缆以及电缆附件的需求量也越来越大。在长期的实际运行中，由于电缆附件往往具有多层绝缘复合结构，不同绝缘材料之间在性能上存在较大差异，使得电缆附件成为输电系统的薄弱环节。据统计，电缆实际运行的故障中，70％以上的故障都是由电缆附件故障引起的。

在现场安装的过程中，电缆附件复合界面并非紧密接触，存在的气隙、杂质和微小突起等容易造成电场分布不均的缺陷，这类缺陷会导致局部放电。电缆附件复合界面不仅会受到法向电场的作用，还会受到切向电场的作用，使得电缆附件复合界面的击穿强度远低于绝缘材料本身。

击穿强度是表征电介质材料绝缘性能的重要参数之一，对绝缘介质击穿特性的研究，对于评估电缆及电缆附件的绝缘状态等具有重要意义。相比法向电场，切向电场对电缆附件绝缘复合界面击穿强度的影响更大。但是，现存的击穿装置一般都是测量绝缘复合界面在垂直于电场方向的击穿电压，缺少对平行于绝缘复合界面电场方向击穿电压的测量。

发明内容

本发明的目的在于解决现有击穿装置无法对平行于绝缘复合界面电场的方向的击穿电压进行测量，导致关于击穿强度的评估不准确的问题，提供一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，包括箱体、两个电极，以及位于箱体外部的承重件；

所述箱体用于容放和测量待测电缆附件绝缘试样，箱体底部和顶部分别设有压力保持件和压力传导件，待测电缆附件绝缘试样位于压力保持件和压力传导件之间；

两个所述电极分别贴合于待测电缆附件绝缘试样的复合界面两侧，且关于待测电缆附件绝缘试样的轴线对称设置；电极上连接有能够导电的调节杆，所述调节杆延伸至箱体外部，至少一个调节杆上套设安装有弹性组件，所述弹性组件位于电极和箱体之间；

两个所述调节杆之间连接有用于对待测电缆附件绝缘试样施加电压的电压控制装置；

所述承重件上表面用于承受外部施加的机械力，下表面与压力传导件相抵。

本发明进一步的改进在于：

所述箱体内还盛放有液体绝缘介质，所述液体绝缘介质浸没待测电缆附件绝缘试样，击穿强度大于待测电缆附件绝缘试样。

所述液体绝缘介质为变压器油。

所述承重件包括承重盘和至少两根导向限位螺杆；

所述导向限位螺杆贯穿承重盘设置，与承重盘螺纹配合，各导向限位螺杆在承重盘上均布；

所述导向限位螺杆设置在箱体顶部。

所述承重件上表面承受的外部施加的机械力，具体是通过放置在承重盘上的施重块施加的。

所述承重盘和压力传导件固定连接。

所述调节杆上套设有两个螺母，两个螺母均位于箱体外部；

一个调节杆上的两个螺母之间设置有高压电源线，使该调节杆通过高压电源线与电压控制装置相连；

另一个调节杆上的两个螺母之间设置有接地线，使该调节杆通过接地线与电压控制装置相连。

所述电极为罗格夫斯基形电极。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，可用于测量平行于绝缘复合界面电场的方向的击穿电压，能够用于研究电缆附件绝缘复合界面处在切向电场作用下的击穿行为和机理；通过调节杆能够改变两个电极之间的距离，用于放置待测电缆附件绝缘试样，放置后通过弹性组件能够将电极压紧在待测电缆附件绝缘试样上，通过承重件可以施加不同的机械力，通过压力传导件将机械力传递至待测电缆附件绝缘试样，压力保持件和压力传导件共同作用可将待测电缆附件绝缘试样进一步固定在箱体内；本发明结构简单紧凑，但能够实现高效和准确测量，使用方便。

2.本发明的箱体内还盛放有能够浸没待测电缆附件绝缘试样的液体绝缘介质，避免测量时出现边缘效应和闪络现象。

3.本发明中承重件包括承重盘和导向限位螺杆，导向限位螺杆能够保证承重盘位置的准确性，进而保证外部施加力可以准确作用于待测电缆附件绝缘试样。

4.本发明中承重盘和压力传导件固定连接，避免每次测量时重复调整承重盘的位置，使操作更加便捷。

5.本发明中接地线和高压电源线均通过套设在调节杆上的两个螺母进行连接，拆卸方便。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为采用本发明电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置实施例测量待测电缆附件绝缘试样的示意图；

图2为本发明实施例中向待测电缆附件绝缘试样施加机械力的示意图；

图3为本发明实施例中电极贴合在待测电缆附件绝缘试样复合界面的示意图。

其中：1-待测电缆附件绝缘试样、2-承重盘、3-导向限位螺杆、4-施重块、5-压力传导件、6-螺母、7-弹性组件、8-压力保持件、9-箱体、10-电极、11-调节杆、12-复合界面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1至图3，本发明提供了一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，包括箱体9、两个电极10，以及位于箱体9外部的承重件。待测电缆附件绝缘试样1放置在箱体9内，箱体9底部和顶部分别设有压力保持件8和压力传导件5，待测电缆附件绝缘试样1位于压力保持件8和压力传导件5之间，本发明的一个实施例中，待测电缆附件绝缘试样1由两个相互接触的试样组成，两个试样之间的接触面为复合界面12。两个电极10分别贴合于待测电缆附件绝缘试样1的复合界面12两侧，且关于待测电缆附件绝缘试样1的轴线对称设置，两个试样通过相关的设备制成大小相等的矩形棱柱形试样，之后将试样的待测界面准确地贴合在一起，并保证复合界面12通过两个电极10的圆心，电极10采用罗格夫斯基形电极。电极10上连接有能够导电的调节杆11，调节杆11延伸至箱体9外部，箱体9供调节杆11穿过处可以开设两个圆孔，便于调节杆11的位置调整。至少一个调节杆11上套设安装有弹性组件7，弹性组件7位于电极10和箱体9之间，通过弹性组件7能够改变两个电极10之间的距离，在两个电极10之间放有试样时，弹性组件7处于收缩状态，若仅一个调节杆11上设有弹性组件7，当向外拉动对应侧电极10时，弹性组件7进一步收缩，以方便试样的取出和放入，放入试样后，释放电极10，电极10便会在弹性组件7的弹力作用下夹紧试样。两个调节杆11之间连接有用于对待测电缆附件绝缘试样1施加电压的电压控制装置，作为一种优选的连接方式，每个调节杆11上均套设有两个螺母6，两个螺母6均位于箱体9外部，一个调节杆11上的两个螺母6之间设置有高压电源线，使该调节杆11通过高压电源线与电压控制装置相连，另一个调节杆11上的两个螺母6之间设置有接地线，使该调节杆11通过接地线与电压控制装置相连。

承重件包括承重盘2和至少两根导向限位螺杆3，导向限位螺杆3贯穿承重盘2设置，与承重盘2螺纹配合，各导向限位螺杆3在承重盘2上均匀布置，导向限位螺杆3设置在箱体9顶部，承重盘2上表面用于承受外部施加的机械力，下表面与压力传导件5相抵，可以直接与压力传导件5固定连接，导向限位螺杆3能够保证承重盘2位置的准确，进而保证外施应力可以准确作用于试样上。

承重件上表面承受的外部施加的机械力，可以通过放置在承重盘2上的施重块4施加，也可以通过其他压力调节与检测装置施加，通过承压盘2、压力传导件5、压力保持件8将确定数值的压力施加于复合界面12上，导向限位螺杆3使所施加的压力在复合界面12上均匀分布。为避免在大气环境下，在电极10边缘发生局部放电，试样表面出现闪络放电，应将试样和电极10浸入液体绝缘介质中，使得绝缘介质液面没过整个试样系统，所选用液体绝缘介质可以为常用的变压器油，也可以为其他击穿强度高于待测试样的液体绝缘介质，添加液体绝缘介质的方式，可以在箱体9上部和下部开设两个口，用于与注入绝缘介质的装置相通，注入绝缘介质的装置不唯一。若注入液体绝缘介质，箱体9和调节杆11之间可采用相应的密封装置，避免液体绝缘介质漏出。在试样具体安装操作过程中，将试样置于电极10之间，应先保持电极10与试样的非紧密接触，之后调节施加在试样系统复合界面12上的压力，并记录，最后调节弹性组件7，使得电极10与试样系统紧密贴合，以保证电极10之间距离与试样厚度相同。

电压控制装置通过高压电源线和接地线将试验电压施加于待测电缆附件绝缘试样1的复合界面12处，所选用电压控制装置可以为现有技术条件下任意一种符合要求的电源装置，其应满足：采用计算机进行实验过程中电压的调节与记录，电压稳定、可靠，可提供满足不同测试要求的多种升压方式，升压速度均匀且可调；在试样系统复合界面12发生击穿时，能够快速降低电压，具有良好的抗电磁干扰能力等。

本发明书中所描述的上述内容仅仅是对本发明具体实施方式所做的说明，但并非是对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员对本发明的技术方案做出的非创造性修改或变形，只要不偏离本发明说明书的内容或超越本发明权利要求书所规定的范围，均应被认为属于本发明的保护范围

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，包括箱体(9)、两个电极(10)，以及位于箱体(9)外部的承重件；

所述箱体(9)用于容放和测量待测电缆附件绝缘试样(1)，箱体(9)底部和顶部分别设有压力保持件(8)和压力传导件(5)，待测电缆附件绝缘试样(1)位于压力保持件(8)和压力传导件(5)之间；

两个所述电极(10)分别贴合于待测电缆附件绝缘试样(1)的复合界面(12)两侧，且关于待测电缆附件绝缘试样(1)的轴线对称设置；电极(10)上连接有能够导电的调节杆(11)，所述调节杆(11)延伸至箱体(9)外部，至少一个调节杆(11)上套设安装有弹性组件(7)，所述弹性组件(7)位于电极(10)和箱体(9)之间；

两个所述调节杆(11)之间连接有用于对待测电缆附件绝缘试样(1)施加电压的电压控制装置；

所述承重件上表面用于承受外部施加的机械力，下表面与压力传导件(5)相抵。

2.根据权利要求1所述一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，所述箱体(9)内还盛放有液体绝缘介质，所述液体绝缘介质浸没待测电缆附件绝缘试样(1)，击穿强度大于待测电缆附件绝缘试样(1)。

3.根据权利要求2所述一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，所述液体绝缘介质为变压器油。

4.根据权利要求1至3任一所述一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，所述承重件包括承重盘(2)和至少两根导向限位螺杆(3)；

所述导向限位螺杆(3)贯穿承重盘(2)设置，与承重盘(2)螺纹配合，各导向限位螺杆(3)在承重盘(2)上均布；

所述导向限位螺杆(3)设置在箱体(9)顶部。

5.根据权利要求4所述一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，所述承重件上表面承受的外部施加的机械力，具体是通过放置在承重盘(2)上的施重块(4)施加的。

6.根据权利要求5所述一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，所述承重盘(2)和压力传导件(5)固定连接。

7.根据权利要求6所述一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，所述调节杆(11)上套设有两个螺母(6)，两个螺母(6)均位于箱体(9)外部；

一个调节杆(11)上的两个螺母(6)之间设置有高压电源线，使该调节杆(11)通过高压电源线与电压控制装置相连；

另一个调节杆(11)上的两个螺母(6)之间设置有接地线，使该调节杆(11)通过接地线与电压控制装置相连。

8.根据权利要求7所述一种电缆附件绝缘复合界面击穿电压测试装置，其特征在于，所述电极(10)为罗格夫斯基形电极。

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