CN207992376U - 一种聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置，其包括脉冲电压发生器、实验舱、针电极、高速摄像机、板电极、计算机、显示器、高压探头、温度传感器、高频电流传感器和示波器；脉冲电压发生器分别与针电极和高压探头电连接，实验舱内装有绝缘油，针电极垂直固定在实验舱内，板电极固定在针电极下方，高速摄像机和高频电流传感器设于实验舱外侧，计算机与高速摄像机电连接，显示器与计算机电连接，高频电流传感器与板电极电连接，温度传感器埋设于绝缘油中，高压探头、高频电流传感器和显示器均接入示波器。本实用新型能够实时观测局部放电信号和电树枝生长情况，同时将局部放电信号和电树枝生长情况相对应。

Description

一种聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置

技术领域

本实用新型涉及绝缘性能检测技术领域，特别是涉及一种聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置。

背景技术

硅橡胶和交联聚乙烯聚合物为绝缘材料中的代表，因其优良的电气绝缘性能广泛应用于高压电力设备的绝缘系统。电力行业因绝缘而引起的电气事故频发，改善绝缘材料的耐电压等级和耐老化性能是保障电力设备长期稳定运行的关键。然而，随着电压等级的提升及较多电力电子设备的接入，传统工作在直流或交流下的电气设备需要越来越多承受高频脉冲，面对高频脉冲造成的电应力老化，对电力设备的绝缘性能提出了更高要求。

电压等级的提高可能导致聚合物中出现电树枝老化现象，加剧电气设备绝缘老化，降低了电气设备的可靠性。电树枝的生长机理也是众多研究者及工程人员的研究重点。目前交流及直流电缆电树枝激发方式主要通过周期性施加间隔直流电压预压(直流下采用极性相反的脉冲来激发电树枝)，虽然该方式能够模拟直流及交流电压下空间电荷注入、研究电荷积累对电树枝的影响，但是该方法不能在高频脉冲电压下激发电树发生并同时检测局部放电信号，无法将局部放电信号和电树枝生长情况对应，为高频脉冲电压下电缆运检提供判断依据。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置，能够实时观测局部放电信号和电树枝生长情况，同时将局部放电信号和电树枝生长情况相对应。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置，所述观测装置包括脉冲电压发生器、实验舱、针电极、高速摄像机、板电极、计算机、显示器、高压探头、温度传感器、高频电流传感器和示波器；所述脉冲电压发生器的输出端分别与所述针电极和高压探头电连接，所述实验舱为长方体形，所述实验舱内装有绝缘油，所述针电极垂直固定在所述实验舱内，所述板电极固定在所述针电极下方的实验舱底部，所述高速摄像机设于所述实验舱外侧，所述计算机与所述高速摄像机电连接，所述显示器与所述计算机电连接，所述高频电流传感器设于所述实验舱远离所述高速摄像机的外侧，且所述高频电流传感器与所述板电极电连接，所述温度传感器埋设于所述绝缘油中，所述高压探头、所述高频电流传感器和所述显示器均接入所述示波器。

优选的，还包括金属屏蔽箱，所述脉冲电压发生器、实验舱、高速摄像机、高压探头、温度传感器和高频电流传感器均设于所述金属屏蔽箱内。

优选的，还包括温控装置，所述温控装置与所述温度传感器电连接，所述温控装置用于调节实验环境的温度。

优选的，所述脉冲电压发生器由波形发生器和功率放大器连接组成。

优选的，所述实验舱舱壁下端设有阀门。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型通过脉冲电压发生器对针电极施加高频脉冲电压来激发聚合物产生电树枝，高频脉冲电压信号通过高压探头同步至示波器，同时高速摄像机将观测到的电树枝的生长情况通过计算机传输到示波器，高频电流传感器将检测到的局部放电信号传输到示波器，通过上述方式，从而能够实时观测局部放电信号和电树枝生长情况，同时将局部放电信号和电树枝生长情况相对应。

附图说明

图1是本实用新型实施例的聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置的原理框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，是本实用新型实施例的聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置的原理框图。本实用新型实施例的观测装置包括脉冲电压发生器1、实验舱2、针电极3、高速摄像机4、板电极5、计算机6、显示器7、高压探头8、温度传感器9、高频电流传感器10和示波器11。

脉冲电压发生器1的输出端分别与针电极3和高压探头8电连接，实验舱2为长方体形，实验舱2内装有绝缘油(图未示)，针电极3垂直固定在实验舱2内，板电极5固定在针电极3下方的实验舱2底部，高速摄像机4设于实验舱2外侧，计算机6与高速摄像机4电连接，显示器7与计算机6电连接，高频电流传感器10设于实验舱2远离高速摄像机4的外侧，且高频电流传感器10与板电极5电连接，温度传感器9设于绝缘油中，高压探头8、高频电流传感器10和显示器7均接入示波器11。

在工作时，首先，通过温度传感器9测量实验舱2内的温度，调节实验环境的温度使温度参数，将实验舱2内的温度达到实验所需温度。为了方便调节温度，本实施例的观测装置还包括温控装置12，温控装置 12与温度传感器9电连接，温控装置12用于调节实验环境的温度。

然后，将聚合物试样置于板电极5上，针电极3部分插入聚合物试样中，脉冲电压发生器1能够产生电压，电压通过针电极3施加在聚合物试样上，从而激发聚合物产生电树枝。高速摄像机4实时拍摄电树枝的生长情况，并将电树枝的生长情况发送给计算机6进行存储和分析，计算机6将电树枝的生长情况显示在显示器7上，并传输到示波器11。同时，高频电流传感器10检测到电树枝在高频脉冲电压下产生的局部放电信号，并将局部放电信号传输到示波器11。高压探头8能够将高频脉冲电压通过1000:1的变比进行分压，分压后的低压信号接入示波器 11，这样，局部放电信号、低压信号和电树枝的生长情况都可以同时在示波器11上实现可视化，便于分析。

本实施例的脉冲电压发生器1可以由波形发生器和功率放大器连接组成，能够产生不同频率、不同波形、不同电压等级的电压。通过改变针电极3的输入电压信号可以得到不同条件下的电树枝生长特性，从而得出影响电树枝生长的电压波形因素，以分析影响电气设备绝缘性能的关键。

由于实验舱2中装有绝缘油，针电极3、聚合物试样和板电极5均放在绝缘油中，可以降低聚合物试样表面的沿面放电。在本实施例中，实验舱2舱壁下端设有阀门21，绝缘油可通过阀门21排放。

为了降低实验环境对局部放电的干扰，在本实施例中，观测装置还包括金属屏蔽箱13，脉冲电压发生器1、实验舱2、高速摄像机4、高压探头8、温度传感器9和高频电流传感器10均设于金属屏蔽箱13内。

通过上述方式，本实用新型实施例的聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置通过脉冲电压发生器对针电极施加高频脉冲电压来激发聚合物产生电树枝，高频脉冲电压信号通过高压探头同步至示波器，同时高速摄像机将观测到的电树枝的生长情况通过计算机传输到示波器，高频电流传感器将检测到的局部放电信号传输到示波器，通过上述方式，从而能够实时观测局部放电信号和电树枝生长情况，同时将局部放电信号和电树枝生长情况相对应。

需要注意的是，本实用新型的观测装置可以对聚合物的电树枝及电树枝的局部放电进行观测，但是本领域技术人员在不改变本实用新型技术方案的前提下，容易想到将本实用新型的观测装置应用于其他绝缘材料的电树枝及电树枝的局部放电观测，因此，将本实用新型用于其他绝缘材料的电树枝及电树枝的局部放电观测同样在本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种聚合物的电树枝及其局部放电的观测装置，其特征在于，所述观测装置包括脉冲电压发生器、实验舱、针电极、高速摄像机、板电极、计算机、显示器、高压探头、温度传感器、高频电流传感器和示波器；所述脉冲电压发生器的输出端分别与所述针电极和高压探头电连接，所述实验舱为长方体形，所述实验舱内装有绝缘油，所述针电极垂直固定在所述实验舱内，所述板电极固定在所述针电极下方的实验舱底部，所述高速摄像机设于所述实验舱外侧，所述计算机与所述高速摄像机电连接，所述显示器与所述计算机电连接，所述高频电流传感器设于所述实验舱远离所述高速摄像机的外侧，且所述高频电流传感器与所述板电极电连接，所述温度传感器埋设于所述绝缘油中，所述高压探头、所述高频电流传感器和所述显示器均接入所述示波器。

2.根据权利要求1所述的观测装置，其特征在于，还包括金属屏蔽箱，所述脉冲电压发生器、实验舱、高速摄像机、高压探头、温度传感器和高频电流传感器均设于所述金属屏蔽箱内。

3.根据权利要求1所述的观测装置，其特征在于，还包括温控装置，所述温控装置与所述温度传感器电连接，所述温控装置用于调节实验环境的温度。

4.根据权利要求1所述的观测装置，其特征在于，所述脉冲电压发生器由波形发生器和功率放大器连接组成。

5.根据权利要求1所述的观测装置，其特征在于，所述实验舱舱壁下端设有阀门。