CN114646847A - 一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，属于高电压绝缘研究领域。本发明目的在于研究无机粉体介质在不同压力下的电击穿特性；本发明由电极系统、实验腔、充气加压装置组成，所述电极系统的接高压电极和接地电极通过螺栓固定在实验腔侧壁，做为实验的测试电极；所述实验腔由上盖、下盖、罐体通过长螺栓连接固定组成，作为实验容器；所述充气加压装置的充气气囊放置在实验腔内部上侧，由软管穿过上盖与打气装置连接，用于给无机粉体提供不同压力改变其堆砌状态；本发明可以研究交流、直流条件下不同种类、不同粒径、不同堆砌状态无机粉体的电击穿特性。
Description
技术领域
本发明涉及电气绝缘测试领域，具体为一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统。
背景技术
气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)作为可能取代架空线路、电力电缆以及穿墙套管的替代方案，在大容量、长距离输电领域已经得到日益广泛的应用，传统的GIL使用SF6作为绝缘介质而存在成本太高、分解物对设备和人有损害、对工作环境有一定要求、对环境有危害等缺点，而一些无机粉体的绝缘性能、导热性能都不错，是一种可替代SF6气体的材料，无机粉体绝缘管道(IPIL)是哈尔滨理工大学李忠华教授课题组提出的一种新的概念，即用无机粉体替代部分或全部SF6气体。
经过前人的大量研究已经发现，电介质的击穿过程及其击穿电压的大小不但取决于电介质的自身绝缘性能，而且还与电场分布、环境温度、散热条件的性质有关、加压速度和电压作用的持续性等有关。固体电介质根据其击穿机理的不同，可分为电击穿、热击穿、弱点击穿与老化击穿四种形式。发生哪种击穿形式，取决于介质的性能和工作条件。而绝缘介质通常都会长期处于随时高压的状态，这导致绝缘材料的绝缘性能随时面临着被破坏的危险，进而对电网形成威胁造成停电或仪器损坏，在IPIL中也会存在同样的问题，所以有必要对无机粉体介质的击穿强度进行深入的研究。
不同于传统的液体与固体电介质研究并应用在相应领域，本发明提出的一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，适用于研究不同种类、不同粒径和不同堆砌状态的无机粉体介质的电击穿特性。
发明内容
为了解决现有技术的问题，进行无机粉体电击穿特性研究，本文申请提出了一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统。
本发明的无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，包括实验腔、电极系统和充气加压装置。
本发明提出了一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，通过螺栓把电极固定在实验腔侧壁，构成电极测试系统，然后将无机粉体加入实验腔内，通过长螺栓将上盖、垫片、罐体和下盖连接固定，再通过由气囊、气体导管和打气装置配合组成的充气加压装置，实现对无机粉体外部压力的变化，改变无机粉体的堆砌状态。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1)本发明可以研究无机粉体介质在不同压力下的击穿场强。
2)本发明可以通过充气加压装置改变无机粉体的堆砌状态，可以研究不同堆砌状态的无机粉体介质在不同压力下的击穿场强。
3)本发明可以通过改变外加电压条件，可以研究在不同波形电压下的无机粉体介质的击穿场强。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述：
图1为无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统结构示意图；
图2为实验腔下盖；
图3为实验腔上盖；
图4为电极系统；
图5为垫片俯视图；
图6为实验腔罐体；
图中：1、为上盖，2、为垫片，3、为下盖，4、为长螺栓，5、为气囊导气管，6、为气囊，7、为接高压电极，8、为接地电极，9、为实验腔罐体，10、预留螺栓通孔，11、预留气囊导气管通孔，12、预留电极通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图所示，本实施例的无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，包括：实验腔做为实验容器承装无机粉体；电极系统用于测试电击穿特性；充气加压装置用于提供不同大小的压力给无机粉体，改变无机粉体的堆砌状态，具体操作如下所述：
1)施加电压前，将接高压电极7、接地电极8通过实验腔罐体9上的预留电极通孔12进行固定，并确定好两电极的间距；
2)在完成步骤1)之后，将气囊导气管5通过上盖1上的预留气囊导气管通孔11与气囊6进行稳定的胶连，确保气囊6在后续的充气过程中不会发生漏气；
3)完成步骤2)之后，将实验腔的下盖3、垫片2、罐体9通过螺栓4穿过预留螺栓通孔10进行连接固定，组成可以承装无机粉体的容器；
4)完成步骤3)之后，将选取的无机粉体均匀平铺倒入实验腔内，依次盖上连接好气囊导气管5的气囊6、垫片2、上盖1并拧紧螺栓4，形成封闭的实验腔，使用打气装置通过气囊导气管5给气囊6充气，给无机粉体施加外部压力，进而改变无机粉体的堆砌状态；
5)完成步骤4)之后，逐步升高施加在试样上的电压，直至发生介质击穿，通过万用表记录击穿电压大小；
6)根据步骤5)所得结果，分析不同粉体、不同粒径、不同堆砌状态、不同粉体(不同材质、不同粒径)复配如何影响无机粉体介质的电击穿强度，并探讨分析无机粉体电击穿特性的机理。
最后说明的是，本发明的实施例的上述描述是为了示例和说明的目的而给出的。它们并不是穷举性，也不意于将本发明限制于这些精确描述的内容，在上述教导的指引下，还可以有许多改动和变化。这些实施例被选中和描述仅是为了最好解释本发明的原理以及它们的实际应用，从而使得本领域技术人员能够更好地在各种实施例中并且使用适合于预期的特定使用的各种改动来应用本发明。因此，应当理解的是，本发明意欲覆盖在下面权利要求范围内的所有改动和等同。
Claims (9)
1.一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：包括实验腔、电极系统和充气加压装置，其中所述实验腔主要由上盖、下盖、垫片、罐体组成并通过长螺栓穿过上盖、下盖、垫片、罐体上匹配的通孔连接固定，所述电极系统由接高压电极和接地电极组成并通过长螺栓穿过实验腔侧壁上匹配的定位孔固定在实验腔内部，所述接高压电极与所述接地电极之间间距为5mm，所述充气加压装置由气囊、气管和打气装置组成。
2.根据权利要求1所述一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：所述实验腔的上盖、下盖、罐体的材质均为3240环氧树脂。
3.根据权利要求1所述一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：所述垫片和气囊材质均为橡胶。
4.根据权利要求1所述一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：所述电极系统材质均为黄铜。
5.根据权利要求1所述无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：所述实验腔的上盖、下盖、垫片、罐体上设有匹配的通孔；所述的接高压电极、接地电极与实验腔侧壁设有匹配的定位通孔。
6.根据权利要求1所述一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：所述实验腔的上盖、下盖、垫片和罐体通过长螺栓固定连接。
7.根据权利要求1所述一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：所述电极系统包括两种电极，分为接高压电极和接地电极。
8.根据权利要求1所述一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：电极系统的接高压电极和接地电极与实验腔的侧壁固定连接。
9.根据权利要求1所述一种无机粉体介质在不同压力下的击穿场强测试系统，其特征在于：所述充气加压装置的气囊放置于实验腔内部上侧，用于给无机粉体提供不同大小的压力，改变无机粉体的堆砌状态。
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