CN113866525A - 一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法 - Google Patents
一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113866525A CN113866525A CN202111109569.8A CN202111109569A CN113866525A CN 113866525 A CN113866525 A CN 113866525A CN 202111109569 A CN202111109569 A CN 202111109569A CN 113866525 A CN113866525 A CN 113866525A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- cylinder
- space charge
- cavity
- oil bath
- 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.)
- Granted
Links
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 34
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 60
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 22
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 22
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000010724 circulating oil Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
- G01R29/24—Arrangements for measuring quantities of charge
-
- 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)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
本发明能公开了一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法，上电极腔与下电极腔连接，绝缘油浴筒设置于上电极腔的内部并与上电极腔连接，脉冲激励单元设置于上电极腔内并位于绝缘油浴筒的外部；外电极筒贯穿绝缘油浴筒的底部并与密封连接，内电极设置于外电极筒内，内电极的下端与电极头连接，外电极筒设有弹簧；下电极安装于底座上，上端与下电极腔的下端密封连接，信号接收单元设置于下电极的下表面并与电极头正对，下电极内设有加热管路；压力控制单元与上电极腔连接。本发明能够进行不同电压条件下温度梯度场与外施压力联合作用下的空间电荷分布特性测量，研究外施电压、温度梯度与外施压力对电介质材料电气性能的共同影响。
Description
技术领域
本发明涉及电气绝缘测试领域，具体涉及一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法。
背景技术
随着高压直流输电系统的快速发展，电介质绝缘材料越来越广泛地应用于超、特高压直流输变电设备当中。电力设备普遍工作在高温、高场强、高压强工况下，部分设备中心温度甚至达到100℃以上，且常见材料上下表面存在温度差的情况，这对电介质材料的绝缘特性提出极高要求。由于电介质绝缘材料内部存在陷阱，载流子入陷会造成空间电荷积聚现象，导致局部电场畸变，降低材料绝缘特性。针对压力对绝缘材料空间电荷特性的影响，有初步研究表明1)对于弹性模量较小的材料，外施压力会导致材料形变，改变内部场强导致测量结果无法真实反映材料的空间电荷特性；2)不同外施压力会在材料内部产生不同机械应力，影响材料内部微粒和陷阱的分布，导致空间电荷分布特性的变化。
针对空间电荷特性的研究，目前普遍采用基于脉冲电声法(PEA)的空间电荷分布测量装置，然而，当前基于脉冲电声法的空间电荷测量装置普遍是在单一温度下进行测量，少有做到材料上下表面形成温差的空间电荷测量装置，且目前对于外施压力导致的空间电荷特性变化还亟待深入研究。电介质材料在高温、高场强、高压强联合作用下空间电荷分布特性的研究对于超、特高压直流输变电设备的绝缘材料选择、绝缘结构设计以及实际工况运行模拟具有重大意义。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法，本发明能够进行不同电压条件下温度梯度场与外施压力联合作用下的空间电荷分布特性测量，研究外施电压、温度梯度与外施压力对电介质材料电气性能的共同影响。
本发明采用的技术方案如下：
一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，包括上电极腔、下电极腔、下电极、脉冲激励单元、密封的绝缘油浴筒、弹簧电极测试单元、信号接收单元、压力控制单元和底座；
上电极腔的下端与下电极腔的上端连接，绝缘油浴筒设置于上电极腔的内部并与上电极腔连接，脉冲激励单元设置于上电极腔内并位于绝缘油浴筒的外部；
弹簧电极测试单元包括外电极筒、内电极和电极头，外电极筒设置于绝缘油浴筒内，外电极筒的下端贯穿绝缘油浴筒的底部并与绝缘油浴筒的底部密封连接，内电极设置于外电极筒内并能沿外电极筒滑动，内电极的下端与电极头连接，外电极筒设有用于为内电极施加推力的弹簧；
下电极安装于底座上，下电极的上端与下电极腔的下端密封连接，信号接收单元设置于下电极的下表面并与电极头正对，下电极内设有加热管路；
压力控制单元与上电极腔连接并用于为上电极腔施加向下的力。
优选的，所述绝缘油浴筒连接有第一油循环系统，绝缘油浴筒上设有油入口和油出口，绝缘油浴筒的油入口和油出口分别与第一油循环系统的油出口和油入口连接，绝缘油浴筒的油入口位置低于绝缘油浴筒的油出口位置。
优选的，绝缘油浴筒采用聚四氟乙烯筒。
优选的，下电极的上端面与下电极腔的下端面之间通过密封圈密封连接。
优选的，外电极筒的下端设有用于对内电极进行限位的电极帽，电极帽与外电极筒的下端螺纹连接，电极帽的下端面上开设有供内电极穿过的通孔，内电极设置于所述通孔内，内电极位于所述通孔以上的部位设有限位挡销。
优选的，内电极的下端与电极头之间通过螺纹可拆卸连接。
优选的，下电极内设置加热管路采用冷却管道，冷却管道连接有第二油循环系统，冷却管道的两端分别与第二油循环系统的油出口和油入口连接。
优选的，压力控制单元包括压力扣、刻度尺、步进电机以及压力控制系统，压力扣与上电极腔外部连接，压力扣与上电极腔之间设有压力传感贴片，刻度尺的下端固定设置，刻度尺的上端贯穿压力扣，压力扣上开设有供刻度尺穿过的通孔；
步进电机固定设置，步进电机通过减速器连接有螺杆，所述螺杆的下端与减速器连接，螺杆的上端与压力扣螺纹连接，压力扣上开设有与所述螺杆螺纹连接的螺纹孔。
优选的，信号接收单元采用压电传感器。
本发明还提供了一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量方法，该空间电荷测量方法采用本发明如上所述的考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置进行，包括如下过程：
在下电极上表面加硅油，将电介质绝缘材料试样放置在下电极的上表面，利用电极头将电介质绝缘材料试样压紧于下电极的上表面；
利用绝缘油浴筒将外电极筒加热至第一预设温度；利用下电极内设置加热管路将下电极加热至第二预设温度；
通过压力控制单元调节上电极腔的位移，使电极头对电介质绝缘材料试样的压力达到预设压力，再将上电极腔和下电极腔位置相对固定；
对电介质绝缘材料试样施加脉冲信号，利用信号接收单元接收经过电介质绝缘材料试样的脉冲信号；
利用信号接收单元接收的脉冲信号得到电介质绝缘材料试样的空间电荷。
与现有技术相比，本发明有如下的有益效果：
本发明的考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置通过设置绝缘油浴筒能够对外电极筒进行控温，通过热传导能够使得电极头达到预设温度，对电介质绝缘材料试样的上表面进行加热；下电极内设有加热管路，因此整个下电极能够进行控温，使得电介质绝缘材料试样的下表面达到预设温度，通过控制电介质绝缘材料试样上下表面的不同温度能够使电介质绝缘材料试样在厚度方向达到预设的温度梯度；弹簧电极测试单元中利用弹簧的弹力能够保证电极头将电介质绝缘材料试样压紧于下电极的表面，从而使得电介质绝缘材料试样与电极头以及电介质绝缘材料试样和下电极之间没有空隙、保证良好的接触；压力控制单元与上电极腔连接，利用压力控制单元能够通过上电极腔、弹簧电极测试单元将压力传递给电介质绝缘材料试样上，使得电介质绝缘材料试样上能够被施加预设的压力；同时，采用密封的绝缘油浴筒能够防止绝缘油浴筒内的高温对电阻及电容的影响以及实现整个上电极的绝缘与绝热。综上，本发明通过向传统空间电荷测量装置引入温度梯度场与压力控制单元，实现了高场强、高温下温度梯度、高压强条件下的空间电荷的准确测量，进一步模拟电介质材料在实际工况下的空间电荷特性，研究外施电压、温度梯度与外施压力对电介质材料电气性能的共同影响。
附图说明
图1是本发明考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置的整体结构示意图；
图2是本发明下电极的内部(去掉上盖后)结构示意图；
图3是本发明压力控制装置的安装结构示意图；
图中：1为电容器，2为上电极筒盖板，3为上电极筒，4为第一密封圈，5为高温油浴循环管道，6为第二密封圈，7为内电极，8为下电极筒，9为第三密封圈，10为可更换电极头，11为铜底座，12为压电传感器，13为放大器，14为BNC接头，15为下电极，16为电介质绝缘材料试样，17为电极帽，18为可更换弹簧，19为外电极筒，20为聚四氟乙烯筒，21为低温油浴循环管道，22为刻度尺，23为压力扣，24为压力传感器贴片，25为步进电机，26为螺杆。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明做出进一步的说明。
参照图1～2，本发明的考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，从上至下包括上电极筒3、下电极筒8和铜底座11，上电极筒3上连接有压力控制单元。上电极筒3的顶部设置有上电极筒盖板2，上电极筒3和上电极筒盖板2共同作为所述上电极腔，上电极筒3内部设置有聚四氟乙烯筒20，聚四氟乙烯筒20具有油浴腔和底板，聚四氟乙烯筒20的油浴腔位于上电极筒3内，聚四氟乙烯筒20的底板与上电极筒3的下端通过螺栓连接，上电极筒3的内腔设有脉冲激励单元，脉冲激励单元的电容器1设置在聚四氟乙烯筒20的顶部，脉冲激励单元还设有与外部高压源及脉冲源相连的脉冲耦合电路；聚四氟乙烯筒20上连接有弹簧电极测试单元，弹簧电极测试单元包括与脉冲输出信号隔离连接的外电极筒19，外电极筒19内部设有可放置弹簧18的弹簧腔，弹簧腔的下端连接可推压弹簧的内电极7，内电极7能够沿着弹簧腔上下自由滑动，弹簧18始终为内电极7提供向下的力，内电极7下端与可更换电极头10通过螺纹连接，外电极筒19底端安装用于对内电极7进行限位的电极帽17，内电极7贯穿电极帽17，内电极7与电极帽17之间设置有限位结构，该限位结构既要保证内电极7的行程，还要保证内电极7与电极帽17之间相互不分离。外电极筒19设置于聚四氟乙烯筒20的内腔，外电极筒19的下端贯穿聚四氟乙烯筒20的底板并与该底板之间密封连接，外电极筒19与聚四氟乙烯筒20之间形成环形的油浴腔室，聚四氟乙烯筒20将脉冲激励单元与弹簧电极测试单元分隔开来。聚四氟乙烯筒20上相对的两侧设置有与所述油浴腔室连通的油入口和油出口，如图1所示，在聚四氟乙烯筒20的左右两侧，油入口高度低于油出口的高度，油入口和油出口与油循环系统的出入口通过高温油浴循环管路5连接。聚四氟乙烯筒顶部设有聚四氟乙烯盖板，聚四氟乙烯筒与其上盖板之间设置有第一密封圈4，所述的聚四氟筒底部隔板与外电极筒之间设置有第二密封圈6，两密封圈使聚四氟乙烯筒20内部保持良好的密闭性。上电极筒3与聚四氟乙烯筒20的侧壁上开同心孔连接高温油浴循环管路5。
上电极筒3的下端和下电极筒8的上端之间通过螺栓连接，下电极筒8作为所述下电极腔，可更换电极头10位于下电极筒8内，下电极15设置于下电极筒8与铜底座11之间，下电极筒8的下端、下电极15以及铜底座11之间通过螺栓连接，下电极筒8的下端与下电极15的上表面之间通过第三密封圈9密封，防止滴入的硅油渗漏。待测试的电介质绝缘材料试样16在设置时设置于下电极筒8内并位于下电极15上表面的中心、并与可更换电极头10正对。下电极15的下表面设有压电传感器12，下电极通过压电传感器12和放大器13经由BNC接头14连接到外部的示波器和计算机。压电传感器12外壳通过螺栓固定在下电极15的下表面，铜底座11与下电极15侧面通过螺纹连接。如图2所示下电极15内部开管道连接低温油浴循环管路21，低温油浴循环管路21连接的低温油循环系统可为下电极15内部的管道提供循环的油，通过控制油温，可控制下电极15的温度。
参照图3，压力控制单元包括压力扣23、刻度尺22、步进电机25以及压力控制系统，上电极筒3的周向均匀设置若干个压力扣23，若干个压力扣23均套在一个圆形固定圈上，压力扣23与原型固定圈固定连接，使得若干个压力扣23连接为整体结构。上电极筒3的下端设有一圈外凸的凸缘，压力扣23和圆形固定圈连接而成的整体结构套在上电极筒3的外部，压力扣23的下表面与上电极筒3下端凸缘的上表面接触，且压力扣23与上电极筒3的凸缘在接触位置放置压力传感贴片24，步进电机25安装于步进电机底座上，步进电机25通过减速器连接有螺杆26，刻度尺22竖直安装在步进电机底座上，压力扣23上开设有供刻度尺22穿过的通孔以及与螺杆26螺纹连接的螺纹孔，压力控制系统与步进电机25连接，压力控制系统通过调节步进电机25的同步运行来改变压力扣23位移、进而调节上电极筒3的位移，实现压力调整可更换电极头10对电介质绝缘材料试样16上施加压力的大小。
为了测量高场强下电介质绝缘材料的空间电荷特性，需对试样施加高达数十千伏的直流电压，本测量装置外部配有直流高压源，输出电压可达40kV。
脉冲源的脉宽及重复频率直接决定了空间电荷测试的分辨率及准确度。本发明空间电荷测量装置脉冲源的最高输出电压为1kV，重复频率1000Hz，脉宽5ns。
该测量装置的金属外壳、直流高压源的地线、脉冲源的地线以及示波器的地线单点接地，防止由于地电位浮动所引起的放电，影响测试结果的准确性。
实施例1：
本发明一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量方法，包括如下步骤：
1)根据测试所需的试样与上电极之间紧密接触程度，选择合适线径及长度的弹簧18放置于外电极筒19内部，将内电极7压于弹簧下部，将电极帽17拧到外电极筒19上；
2)将固定上电极筒3与下电极筒8的螺丝拧开，抬起上电极筒3，将电介质绝缘材料试样16放在下电极15的上表面中心处。放下上电极筒3，使电极头压住电介质绝缘材料试样16，电极头与电介质绝缘材料试样16之间不存在缝隙；
3)控制步进电机驱动螺杆26旋转，将上电极筒3向下拉，当电介质绝缘材料试样16受到的压力达到预设值时，使上电极筒3与下电极筒8之间的位置相对固定，并通过螺栓将上电极筒3与下电极筒8在该位置下固定连接，从而保证了电介质绝缘材料试样16受到的压力；
4)打开高温油浴循环系统，设置预期温度，使绝缘油充满聚四氟乙烯腔体并达到稳定循环状态，使电极头达到预设的温度；
5)打开低温油浴循环系统，设置预期温度，使绝缘油充满管道并达到稳定循环状态，使下电极上表面达到预设的温度；
6)待温度达到设定值并稳定后，设置波形发生器的波形与幅值以及直流高压源幅值，打开脉冲源与直流高压源，通过示波器及计算机显示页面测量并记录试样的空间电荷特性。
7)重复步骤3)～步骤6)，可以实现在不同温度梯度、压力和场强下试样的电热力联合作用的空间电荷特性。
实施例2：
本实施例与实施例1的区别仅在于：
在步骤1)中，选择劲度系数较小的弹簧可实现上电极筒与下电极筒接触，通过螺栓固定连接可测量压力值一定时不同温度下试样的空间电荷特性。
实施例3：
本实施例与实施例1的区别仅在于：
在步骤5)中，设置低温油浴循环系统预期温度与高温油浴循环系统保持一致，即可实现均一温度下试样的空间电荷特性测量。
实施例4：
本实施例与实施例1的区别仅在于：
在测量过程中，保持温度、压力不变，通过改变步骤6)中波形发生器的波形与幅值，可实现不同电压形式与场强条件下的空间电荷特性测量。
从上述技术方案可以看出，本发明可同时或分别进行高场强、高温下温度梯度和外施压力对电介质材料空间电荷特性的研究。通过对上电极腔体与信号接收单元分别进行高低温油浴循环以保持上下电极恒定温度，在上电极腔体内设置绝缘油循环于隔离脉冲激励单元的聚四氟乙烯筒内，既消除高温加热对电阻及电容的影响，又实现上电极的绝缘与绝热；下电极的低温油浴循环管路通过压缩机实现绝缘油的冷却，上下电极通过油浴循环导热在材料上下表面形成温差，研究温度梯度场对电介质材料空间电荷特性的影响；压力控制单元的引入实现对外施压力的可调可控，进一步研究压力对绝缘材料空间电荷分布特性的影响。本发明通过向传统空间电荷测量装置引入温度梯度场与压力控制单元，实现了高场强、高温下温度梯度、高压强条件下的空间电荷的准确测量，进一步模拟电介质材料在实际工况下的空间电荷特性。
Claims (10)
1.一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，包括上电极腔、下电极腔、下电极(15)、脉冲激励单元、密封的绝缘油浴筒、弹簧电极测试单元、信号接收单元、压力控制单元和底座；
上电极腔的下端与下电极腔的上端连接，绝缘油浴筒设置于上电极腔的内部并与上电极腔连接，脉冲激励单元设置于上电极腔内并位于绝缘油浴筒的外部；
弹簧电极测试单元包括外电极筒(19)、内电极(7)和电极头(10)，外电极筒(19)设置于绝缘油浴筒内，外电极筒(19)的下端贯穿绝缘油浴筒的底部并与绝缘油浴筒的底部密封连接，内电极(7)设置于外电极筒(19)内并能沿外电极筒(19)滑动，内电极(7)的下端与电极头(10)连接，外电极筒(19)设有用于为内电极(7)施加推力的弹簧(18)；
下电极(15)安装于底座上，下电极(15)的上端与下电极腔的下端密封连接，信号接收单元设置于下电极(15)的下表面并与电极头(10)正对，下电极(15)内设有加热管路；
压力控制单元与上电极腔连接并用于为上电极腔施加向下的力。
2.根据权利要求1所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，所述绝缘油浴筒连接有第一油循环系统，绝缘油浴筒上设有油入口和油出口，绝缘油浴筒的油入口和油出口分别与第一油循环系统的油出口和油入口连接，绝缘油浴筒的油入口位置低于绝缘油浴筒的油出口位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，绝缘油浴筒采用聚四氟乙烯筒(20)。
4.根据权利要求1所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，下电极(15)的上端面与下电极腔的下端面之间通过密封圈密封连接。
5.根据权利要求1所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，外电极筒(19)的下端设有用于对内电极(7)进行限位的电极帽(17)，电极帽(17)与外电极筒(19)的下端螺纹连接，电极帽(17)的下端面上开设有供内电极(7)穿过的通孔，内电极(7)设置于所述通孔内，内电极(7)位于所述通孔以上的部位设有限位挡销。
6.根据权利要求1所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，内电极(7)的下端与电极头(10)之间通过螺纹可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，下电极(15)内设置加热管路采用冷却管道，冷却管道连接有第二油循环系统，冷却管道的两端分别与第二油循环系统的油出口和油入口连接。
8.根据权利要求1所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，压力控制单元包括压力扣(23)、刻度尺(22)、步进电机(25)以及压力控制系统，压力扣(23)与上电极腔外部连接，压力扣(23)与上电极腔之间设有压力传感贴片(24)，刻度尺(22)的下端固定设置，刻度尺(22)的上端贯穿压力扣(23)，压力扣(23)上开设有供刻度尺穿过的通孔；
步进电机(25)固定设置，步进电机(25)通过减速器连接有螺杆，所述螺杆的下端与减速器连接，螺杆的上端与压力扣(23)螺纹连接，压力扣(23)上开设有与所述螺杆螺纹连接的螺纹孔。
9.根据权利要求1所述的一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置，其特征在于，信号接收单元采用压电传感器(12)。
10.一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量方法，其特征在于，该空间电荷测量方法采用如权利要求1-9任意一项所述的考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置进行，包括如下过程：
在下电极(15)上表面加硅油，将电介质绝缘材料试样(16)放置在下电极(15)的上表面，利用电极头(10)将电介质绝缘材料试样(16)压紧于下电极(15)的上表面；
利用绝缘油浴筒将外电极筒(19)加热至第一预设温度；利用下电极(15)内设置加热管路将下电极(15)加热至第二预设温度；
通过压力控制单元调节上电极腔的位移，使电极头(10)对电介质绝缘材料试样(16)的压力达到预设压力，再将上电极腔和下电极腔位置相对固定；
对电介质绝缘材料试样(16)施加脉冲信号，利用信号接收单元接收经过电介质绝缘材料试样(16)的脉冲信号；
利用信号接收单元接收的脉冲信号得到电介质绝缘材料试样(16)的空间电荷。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111109569.8A CN113866525B (zh) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | 一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111109569.8A CN113866525B (zh) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | 一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113866525A true CN113866525A (zh) | 2021-12-31 |
| CN113866525B CN113866525B (zh) | 2023-12-19 |
Family
ID=78993172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111109569.8A Active CN113866525B (zh) | 2021-09-22 | 2021-09-22 | 一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113866525B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114994414A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-09-02 | 电子科技大学 | 自由空间终端短路法高温高压下介电性能测试系统及方法 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1164122A (zh) * | 1996-03-01 | 1997-11-05 | 株式会社日立制作所 | 等离子处理机及其处理方法 |
| CN101738546A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-16 | 西安交通大学 | 一种电声脉冲法空间电荷测量装置、系统及方法 |
| CN103278690A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-09-04 | 中国石油天然气集团公司 | 一种施加可监控轴向压力的装置及方法 |
| CN103969517A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-08-06 | 清华大学 | 一种压力可调的空间电荷测量用高压电极装置 |
| CN104007329A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-08-27 | 西安交通大学 | 一种用于油纸绝缘材料内部空间电荷测量的系统 |
| CN104833630A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-12 | 中国石油大学(华东) | 焊接接头在薄液膜中的电化学测试装置及其操作方法 |
| CN105425057A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 西南大学 | 一种基于电声脉冲法的电介质材料空间电荷测试装置 |
| CN105548732A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 国网智能电网研究院 | 一种短时温升下绝缘材料中空间电荷特性测量系统及方法 |
| CN105759131A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-07-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种油-纸双层介质在宽温度梯度下空间电荷测量装置 |
| CN106771683A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-31 | 西安交通大学 | 一种高温抗干扰空间电荷测量装置及测量方法 |
| CN108490277A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-04 | 西安交通大学 | 适用于界面效应研究的空间电荷测量装置及其测量方法 |
| CN110333382A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-15 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种测量绝缘材料电离电流特性的三层试样结构及方法 |
-
2021
- 2021-09-22 CN CN202111109569.8A patent/CN113866525B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1164122A (zh) * | 1996-03-01 | 1997-11-05 | 株式会社日立制作所 | 等离子处理机及其处理方法 |
| CN101738546A (zh) * | 2009-12-18 | 2010-06-16 | 西安交通大学 | 一种电声脉冲法空间电荷测量装置、系统及方法 |
| CN103278690A (zh) * | 2013-05-20 | 2013-09-04 | 中国石油天然气集团公司 | 一种施加可监控轴向压力的装置及方法 |
| CN103969517A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-08-06 | 清华大学 | 一种压力可调的空间电荷测量用高压电极装置 |
| CN104007329A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-08-27 | 西安交通大学 | 一种用于油纸绝缘材料内部空间电荷测量的系统 |
| CN104833630A (zh) * | 2015-05-15 | 2015-08-12 | 中国石油大学(华东) | 焊接接头在薄液膜中的电化学测试装置及其操作方法 |
| CN105425057A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-03-23 | 西南大学 | 一种基于电声脉冲法的电介质材料空间电荷测试装置 |
| CN105548732A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-05-04 | 国网智能电网研究院 | 一种短时温升下绝缘材料中空间电荷特性测量系统及方法 |
| CN105759131A (zh) * | 2016-03-23 | 2016-07-13 | 哈尔滨理工大学 | 一种油-纸双层介质在宽温度梯度下空间电荷测量装置 |
| CN106771683A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-31 | 西安交通大学 | 一种高温抗干扰空间电荷测量装置及测量方法 |
| CN108490277A (zh) * | 2018-04-02 | 2018-09-04 | 西安交通大学 | 适用于界面效应研究的空间电荷测量装置及其测量方法 |
| CN110333382A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-10-15 | 国网陕西省电力公司电力科学研究院 | 一种测量绝缘材料电离电流特性的三层试样结构及方法 |
Non-Patent Citations (8)
| Title |
|---|
| RASHID HUSSAIN等: "Influence of temperature and electric field strength on the space charge behavior of liquid silicone rubber with carbon black nanofillers", 《IEEE TRANSACTIONS ON DIELECTRICS AND ELECTRICAL INSULATION》 * |
| RASHID HUSSAIN等: "Influence of temperature and electric field strength on the space charge behavior of liquid silicone rubber with carbon black nanofillers", 《IEEE TRANSACTIONS ON DIELECTRICS AND ELECTRICAL INSULATION》, vol. 27, no. 2, 25 March 2020 (2020-03-25) * |
| 宁鑫等: "一种适用于高温条件下的电声脉冲法空间电荷测量系统", 《中国电机工程学报》 * |
| 宁鑫等: "一种适用于高温条件下的电声脉冲法空间电荷测量系统", 《中国电机工程学报》, vol. 37, no. 6, 20 March 2017 (2017-03-20) * |
| 王霞等: "温度梯度–直流电场长期协同老化下XLPE中的空间电荷特性", 《中国电机工程学报》 * |
| 王霞等: "温度梯度–直流电场长期协同老化下XLPE中的空间电荷特性", 《中国电机工程学报》, vol. 36, no. 19, 5 October 2016 (2016-10-05), pages 1 - 3 * |
| 陈少卿等: "电极材料对低密度聚乙烯中空间电荷的影响", 《电工技术学报》 * |
| 陈少卿等: "电极材料对低密度聚乙烯中空间电荷的影响", 《电工技术学报》, vol. 27, no. 5, 26 May 2012 (2012-05-26) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114994414A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-09-02 | 电子科技大学 | 自由空间终端短路法高温高压下介电性能测试系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113866525B (zh) | 2023-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101907659B (zh) | 温度可控的pea空间电荷测试装置 | |
| CN104730354B (zh) | 一种可拆卸式电声脉冲空间电荷测量装置 | |
| CN106771683B (zh) | 一种高温抗干扰空间电荷测量装置及测量方法 | |
| CN108459046B (zh) | 薄膜型热电材料塞贝克系数及电导率的测试装置 | |
| CN109856516B (zh) | 一种高频方波电介质放电特性实验装置 | |
| CN113866525A (zh) | 一种考虑电热力耦合作用下的空间电荷测量装置及方法 | |
| CN102435852A (zh) | 一种高场强下金属化膜电容器绝缘电阻测量方法及装置 | |
| CN109387704A (zh) | 一种测量电介质材料介电模量的装置及测量方法 | |
| Tang et al. | Investigation of partial discharge between moving charged metal particles and electrodes in insulating oil under flow state and AC condition | |
| CN109239434A (zh) | 表面电位在线监测的测量装置 | |
| CN104267155A (zh) | 用于极端条件材料应变特性的测量装置 | |
| CN201935962U (zh) | 温度可控的pea空间电荷测试装置 | |
| CN108490277A (zh) | 适用于界面效应研究的空间电荷测量装置及其测量方法 | |
| CN111983319B (zh) | 一种金属材料微波表面电阻率高温测试装置及测试方法 | |
| CN106908699A (zh) | 放电腔及基于其的气体间隙击穿阈值的测量方法及装置 | |
| CN108896608B (zh) | 一种固体绝缘材料热刺激电流检测装置 | |
| US3737762A (en) | Apparatus and method for measuring the seebeck coefficient and resistivity of materials | |
| CN110398672B (zh) | 一种测量绝缘材料电离及电荷迁移参数的试样结构及方法 | |
| CN115685000A (zh) | 一种精准温湿度控制下的绝缘介质泄漏电流测量系统 | |
| CN112505455B (zh) | 一种基于温度的场强检测装置及方法 | |
| KR101787876B1 (ko) | 정전용량 변화를 이용한 플라즈마 밀도 측정 방법 및 장치, 그리고 측정용 탐침 | |
| CN217181068U (zh) | 一种固体绝缘的介电谱测量装置 | |
| CN221528885U (zh) | 基于单极探针的特高频传感器校验装置 | |
| CN207408532U (zh) | 一种变压器油纸绝缘热-振动联合老化在线监测装置 | |
| CN211744750U (zh) | 一种平板型电力半导体器件测试用新型高绝缘隔离双面加热平台 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |