CN211014516U - 一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电气测试领域内的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，包括主控模块，所述主控模块分别与高频脉冲发生单元、二氧化硫试验箱、二氧化硫气瓶、测量模块、显示模块以及记录模块相连，所述高频脉冲发生单元分别与测量模块和测试电极单元相连，所述测试电极单元设置在二氧化硫试验箱中，所述二氧化硫试验箱与二氧化硫气瓶相连，所述二氧化硫气瓶与测量模块相连，所述测量模块分别与二氧化硫试验箱、高频脉冲发生单元、记录模块以及显示模块相连；参数调节灵活、可以进行酸性污染环境的模拟，使得聚酰亚胺进行耐电晕性能的测试结果很小，精度高，本实用新型可用于聚酰亚胺耐电晕寿命的测试。

Description

一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置

技术领域

本实用新型涉及一种老化测试装置。

背景技术

变频电机工作在高频、快速变化的重复脉冲电压下，端部过电压产生的电应力在电机定子绝缘内分布不均，易导致局部放电逐渐腐蚀绝缘材料表面，最终发生绝缘失效现象。为提高变频电机绝缘可靠性，组成绝缘结构的绝缘材料一般要求具有耐电晕性能。作为变频电机常用的匝间绝缘材料，聚酰亚胺耐电晕性能评定成为评估电机绝缘质量的重要组成部分。聚酰亚胺具有耐高温、高强度、柔韧性好和耐电老化等优良性能，对变频电机的轻型化和小型化十分有利，因此在变频电机的绝缘部分得到了广泛应用。

近年来由于大工业企业的迅速发展, 部分地区出现了酸雨、酸雾等湿沉降水及工业污秽物逐渐增大并向远方漂移等新情况, 局部地区酸性湿沉降水的PH值甚至小于3.0。变频电机绝缘长期在高酸性环境下工作其酸性环境会腐蚀绝缘层，并最终导致变频电机导致绝缘过早失效甚至引发各种电气事故，给变频电机的正常运行带来了隐患，故需要对聚酰亚胺进行耐电晕性能。

现有技术中，测试聚酰亚胺在高频脉冲条件下的耐电晕性能的装置，参数调节不灵活、不能进行酸性污染环境的模拟，使得聚酰亚胺进行耐电晕性能的测试结果误差较大，精度不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，参数调节灵活、可以进行酸性污染环境的模拟，使得聚酰亚胺进行耐电晕性能的测试结果很小，精度高。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，包括主控模块，所述主控模块分别与高频脉冲发生单元、二氧化硫试验箱、二氧化硫气瓶、测量模块、显示模块以及记录模块相连，所述高频脉冲发生单元分别与测量模块和测试电极单元相连，所述测试电极单元设置在二氧化硫试验箱中，所述二氧化硫试验箱与二氧化硫气瓶相连，所述二氧化硫气瓶与测量模块相连，所述测量模块分别与二氧化硫试验箱、高频脉冲发生单元、记录模块以及显示模块相连，所述记录模块与显示模块相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，试验人员通过显示模块对试样所施加的脉冲参数（如脉冲的峰峰值、频率、上升时间、占空比等）以及二氧化硫老化条件参数（如箱内温度、喷雾状态、二氧化硫浓度、喷雾时间等）进行设置，显示模块接收到外部参数设置信号并发出启动指令时，将其传送至主控模块，由主控模块调节二氧化硫气瓶产生的空气压力，调节二氧化硫试验箱内的温度、喷雾压力、喷雾时间、二氧化硫浓度等参数并开启高频脉冲发生单元并将待测试样的外施高频脉冲的参数（如脉冲的峰峰值、频率、上升时间、占空比等）调节到设定值，同时主控模块发出指令启动测量模块和记录模块对待测试样的实时状态进行测量并记录。当待测试样被击穿时，由于外部负载发生了变化，测量模块将该信号发送至主控模块，经过主控模块分析确认后发送信号切断二氧化硫气瓶、二氧化硫试验箱和高频脉冲发生单元的开关，试验人员可直接从显示模块，读取耐电晕寿命、外施高频脉冲参数和二氧化硫环境参数；参数调节灵活、可以进行酸性污染环境的模拟，使得聚酰亚胺进行耐电晕性能的测试结果很小，精度高，本实用新型可用于聚酰亚胺耐电晕寿命的测试。

作为本实用新型的进一步改进，所述测试电极单元包括绝缘支架，所述绝缘支架的上部设置有上电极，所述绝缘支架的中部设置有下电极，所述上电极位于下电极的正上方，所述下电极接地，所述上电极与高频脉冲发生单元相连，这样可以确保放置在上电极和下电极之间的聚酰亚胺试样不会和二氧化硫试验箱接触。

作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘支架包括四个相互对称设置的支撑螺杆，所述支撑螺杆的上端连接有上绝缘板，所述支撑螺杆的中部连接有中绝缘板所述支撑螺杆的下端连接有下绝缘板，所述上绝缘板、中绝缘板和下绝缘板相互平行设置并且水平放置，所述下电极设置中绝缘板上，所述上电极与上绝缘板相连，这样绝缘支架的绝缘性能好、耐腐蚀、承重能力强、稳定可靠。

作为本实用新型的进一步改进，所述上电极穿过上绝缘板的部分经均压罩与高频脉冲发生单元相连，所述下电极穿过中绝缘板的部分经均压罩接地，这样可以使得上下电极的局部电场更均衡，电压波动小，使得测试精度更高。

作为本实用新型的进一步改进，所述高频脉冲发生单元包括外接电源，所述外接电源与高频升压变压器相连，所述高频升压变压器与整流器相连，所述整流器电容与逆变器相连，所述逆变器与上电极相连，这样外接电源输入的外接正弦电压信号经过高频升压变压器升压后，将升压后的电压信号经过整流器、电容和逆变器调成所需的高频高压脉冲，使得施加在上电极和下电极上的电压更稳定可靠。

作为本实用新型的进一步改进，所述测量模块包括高压探头、压力传感器、温度传感器、时间计数器以及二氧化硫浓度传感器，所述记录模块包括示波器，所述显示模块包括工控机，所述高压探头的一端与逆变器相连，另一端与示波器相连，所述示波器与工控机相连，所述压力传感器的一端二氧化硫气瓶相连，另一端与工控机相连，所述压力传感器的一端与所述温度传感器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，所述时间计数器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，所述二氧化硫浓度传感器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，所述工控机与主控模块相连，这样高压探头可测量输出的高脉冲电压并在示波器上记录显示，同时电压值可在工控机上显示，压力传感器测出二氧化硫气瓶的压力并在工控机上显示，时间计数器可测量二氧化硫试验箱中喷雾时间并在工控机上显示，二氧化硫浓度传感器可测量二氧化硫试验箱中的二氧化硫浓度并在工控机上显示工控机将电压值、压力值、喷雾时间，温度以及二氧化硫浓度等参数发送至主控模块，通过主控模块进行反馈控制。

作为本实用新型的进一步改进，所述主控模块与短路保护电路相连，所述短路保护电路与报警器相连，一旦出现漏电流超过设定阈值或因操作问题造成的短路现象，短路保护电路启动并将信号传送至主控模块关闭二氧化硫气瓶、二氧化硫试验箱和高频脉冲发生单元的电源并使整套装置停止工作，保证试验安全，同时启动报警器通知试验人员进行处理。

作为本实用新型的进一步改进，所述主控模块为MCU，这样可以制造成本。

作为本实用新型的进一步改进，所述主控模块为DSP，这样可以使得计算处理速度更快。

附图说明

图1为本实用新型装置连接图。

图2为本实用新型高频脉冲发生单元结构示意图。

图3为本实用新型测试电极单元结构示意图。

图4为本实用新型流程图。

其中，1电容，2下绝缘板，3下电极，4均压罩，5支撑螺杆，6上绝缘板，7待测试样，8上电极，9中绝缘板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

如图1-3所示的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，包括主控模块，主控模块分别与高频脉冲发生单元、二氧化硫试验箱、二氧化硫气瓶、测量模块、显示模块以及记录模块相连，高频脉冲发生单元分别与测量模块和测试电极单元相连，测试电极单元设置在二氧化硫试验箱中，二氧化硫试验箱与二氧化硫气瓶相连，二氧化硫气瓶与测量模块相连，测量模块分别与二氧化硫试验箱、高频脉冲发生单元、记录模块以及显示模块相连，记录模块与显示模块相连；测试电极单元包括绝缘支架，绝缘支架的上部设置有上电极8，绝缘支架的中部设置有下电极3，上电极8位于下电极3的正上方，下电极3接地，上电极8与高频脉冲发生单元相连；绝缘支架包括四个相互对称设置的支撑螺杆5，支撑螺杆5的上端连接有上绝缘板6，支撑螺杆5的中部连接有中绝缘板9支撑螺杆5的下端连接有下绝缘板2，上绝缘板6、中绝缘板9和下绝缘板2相互平行设置并且水平放置，下电极3设置中绝缘板9上，上电极8与上绝缘板6相连；上电极8穿过上绝缘板6的部分经均压罩4与高频脉冲发生单元相连，下电极3穿过中绝缘板9的部分经均压罩4接地；高频脉冲发生单元包括外接电源，外接电源与高频升压变压器相连，高频升压变压器与整流器相连，整流器电容1与逆变器相连，逆变器与上电极8相连；测量模块包括高压探头、压力传感器、温度传感器、时间计数器以及二氧化硫浓度传感器，记录模块包括示波器，显示模块包括工控机，高压探头的一端与逆变器相连，另一端与示波器相连，示波器与工控机相连，压力传感器的一端二氧化硫气瓶相连，另一端与工控机相连，压力传感器的一端与温度传感器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，时间计数器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，二氧化硫浓度传感器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，工控机与主控模块相连；主控模块与短路保护电路相连，短路保护电路与报警器相连；主控模块为MCU；主控模块为DSP。

本实用新型中，高频脉冲发生单元由外接电源、高频升压变压器、整流器、电容1和逆变器组成，外接电源输入的外接正弦电压信号经过高频升压变压器升压后，将升压后的电压信号经过整流器、电容1和逆变器调成所需的高频高压脉冲。

待测试样7采用的是聚酰亚胺薄膜，放置在上电极8和下电极3之间以避免待测试样7直接接触到二氧化硫实验箱体表面，绝缘支架满足绝缘性能好、耐腐蚀、承重能力强、稳定可靠等要求。

主控模块采用MCU或DSP，当工控机接收到外部参数设置信号并发出启动指令时，将其传送至主控模块，由主控模块调节二氧化硫气瓶产生的空气压力，调节二氧化硫试验箱内的温度、喷雾时间、二氧化硫浓度等参数并开启高频脉冲发生单元并将待测试样7的外施高频脉冲的参数（如脉冲的峰峰值、频率、上升时间、占空比等）调节到设定值，同时主控模块发出指令启动测量模块和记录模块对待测试样7的实时状态进行测量并记录，试验人员可直接从显示模块读取耐电晕寿命、外施高频脉冲参数和二氧化硫环境参数。

当待测试样7被击穿时，由于外部负载发生了变化，测量模块将该信号发送至主控模块，经过主控模块分析确认后发送信号切断二氧化硫气瓶、二氧化硫试验箱和高频脉冲发生单元的开关。

本实用新型能够通过主控模块实现在线测试，高效、精确地评估变频电机绝缘系统的耐电晕寿命；能够快速、准确地模拟出变频电机绝缘在遭受长期酸性腐蚀后的绝缘性能；显示模块不仅能够接收外部控制信号并送至主控模块，还能对试验进程和结果进行实时显示和记录，便于实验分析。

本实用新型不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：包括主控模块，所述主控模块分别与高频脉冲发生单元、二氧化硫试验箱、二氧化硫气瓶、测量模块、显示模块以及记录模块相连，所述高频脉冲发生单元分别与测量模块和测试电极单元相连，所述测试电极单元设置在二氧化硫试验箱中，所述二氧化硫试验箱与二氧化硫气瓶相连，所述二氧化硫气瓶与测量模块相连，所述测量模块分别与二氧化硫试验箱、高频脉冲发生单元、记录模块以及显示模块相连，所述记录模块与显示模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述测试电极单元包括绝缘支架，所述绝缘支架的上部设置有上电极，所述绝缘支架的中部设置有下电极，所述上电极位于下电极的正上方，所述下电极接地，所述上电极与高频脉冲发生单元相连。

3.根据权利要求2所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述绝缘支架包括四个相互对称设置的支撑螺杆，所述支撑螺杆的上端连接有上绝缘板，所述支撑螺杆的中部连接有中绝缘板所述支撑螺杆的下端连接有下绝缘板，所述上绝缘板、中绝缘板和下绝缘板相互平行设置并且水平放置，所述下电极设置中绝缘板上，所述上电极与上绝缘板相连。

4.根据权利要求3所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述上电极穿过上绝缘板的部分经均压罩与高频脉冲发生单元相连，所述下电极穿过中绝缘板的部分经均压罩接地。

5.根据权利要求4所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述高频脉冲发生单元包括外接电源，所述外接电源与高频升压变压器相连，所述高频升压变压器与整流器相连，所述整流器电容与逆变器相连，所述逆变器与上电极相连。

6.根据权利要求5所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述测量模块包括高压探头、压力传感器、温度传感器、时间计数器以及二氧化硫浓度传感器，所述记录模块包括示波器，所述显示模块包括工控机，所述高压探头的一端与逆变器相连，另一端与示波器相连，所述示波器与工控机相连，所述压力传感器的一端二氧化硫气瓶相连，另一端与工控机相连，所述温度传感器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，所述时间计数器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，所述二氧化硫浓度传感器的一端与二氧化硫试验箱相连，另一端与工控机相连，所述工控机与主控模块相连。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述主控模块与短路保护电路相连，所述短路保护电路与报警器相连。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述主控模块为MCU。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的一种酸性环境下高频脉冲测试聚酰亚胺耐电晕寿命的装置，其特征在于：所述主控模块为DSP。

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