CN212646882U - 固体绝缘材料电热应力老化实验装置 - Google Patents
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Abstract
一种固体绝缘材料电热应力老化实验装置，属于固体材料绝缘监测与故障诊断技术领域。该装置包括主腔体、高压电极、套管、加热线圈、微晶面板、航空插头、高频电源。主腔体用石英玻璃材料制作，高压电极板采用平板电极模型，电极用不锈钢材料制作，电极下方放置固体绝缘材料试样，主腔体装有抽气孔和注气孔，加热装置由加热线圈实现，加热线圈采用右手螺旋定则方式绕制线圈盘，通过调节高频电源的输出电压和频率改变加热线圈的功率，加热线圈外部装有微晶面板。本实用新型原理简单，实现方便，可以实现仅固体绝缘材料一侧接触电压和温度的情况，模拟的实验条件更贴近电力设备内部实际运行环境，具有密封、坚固和可视化的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种固体绝缘材料电热应力老化实验装置，属于固体绝缘材料状态监测与故障诊断技术领域。
背景技术
电力设备作为电网中能量转换和传输的基础支撑，其运行可靠性直接关系到电网的经济运行和安全稳定。电力设备中固体绝缘材料在长期运行过程中受到电热应力的作用，逐渐发生老化导致其绝缘电气和机械性能下降，严重影响了电力设备的使用寿命。因此，适时有效地对电力设备内部固体绝缘材料的老化程度进行研究，进而提出抑制固体绝缘材料老化的有效防护方法，对于电力设备的安全运行具有重要的现实意义。
在电力设备实际运行中，固体绝缘材料老化过程是一个电热应力耦合作用下的老化过程。导体中电压和温度同时存在，其电压、热量主要是由导体产生的，而其它位置如外壳等无电压，温度也相对较低。靠近导体位置的固体绝缘材料，直接受到导体电热应力的耦合作用。而现有对固体绝缘材料老化实验的方法，通常采用的是恒温箱加热的方法对整个腔体加热，未能实现仅靠近导体位置的固体绝缘材料一侧引入电压和温度，与电力设备实际运行情况有一定差异。因此需要设计能够仅在固体绝缘材料一侧接触电压和温度的实验装置，这也是进行上述实验的难点。
发明内容
本实用新型提出一种固体绝缘材料电热应力老化实验装置，该实验装置可以实现对不同电压和温度应力下的固体绝缘材料老化实验，且仅固体绝缘材料一侧具有电压和温度，模拟的实验条件更贴近电力设备内部实际运行环境，整个装置具有密封、坚固和可视化的特点。
为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种固体绝缘材料电热应力老化实验装置，包括主腔体、高压电极、套管、加热线圈、微晶面板、航空插头、高频电源。主腔体是加速老化实验的箱体，用石英玻璃材料制作；高压电极板采用平板电极模型，电极用不锈钢材料制作，电极下方放置固体绝缘材料试样，用于模拟实际的工作情况；主腔体装有抽气孔和注气孔，分别实现主腔体抽真空和注入保护气体；加热装置由加热线圈实现，加热线圈采用右手螺旋定则方式绕制线圈盘，通过调节高频电源的输出电压和频率改变加热线圈的功率，实现对温度的精确控制；加热线圈外部装有微晶面板，实现加热线圈的绝缘保护。
所述固体绝缘材料电热应力老化实验装置，主腔体和高压电极引入线之间通过套管实现绝缘。
所述固体绝缘材料电热应力老化实验装置，微晶面板下部装有微晶材料制作的外壳支撑。
所述固体绝缘材料电热应力老化实验装置，加热线圈和高频电源之间通过电源线连接，电源线在微晶外壳内部。
所述固体绝缘材料电热应力老化实验装置，加热线圈的导线之间涂有绝缘漆。
所述固体绝缘材料电热应力老化实验装置，通过注气孔注入不同压力的保护气体，实现不同气体压力下的模拟。
所述固体绝缘材料电热应力老化实验装置，主腔体内外的高频电源线通过航空插头连接，实现高频电源线的密封和绝缘。
本实用新型的有益效果：原理简单，实现方便，充分利用了电磁感应技术的优势，据此方法设计的固体绝缘材料电热应力老化实验装置，结构简单，体积小，安装方便，经济适用，不仅实现了对不同电压和温度应力下的固体绝缘材料老化实验，也实现了仅固体绝缘材料一侧同时接触电压和温度的情况，模拟的实验条件更贴近电力设备内部实际运行环境，对于有效模拟电力设备内部固体绝缘材料的老化过程进而提出抑制固体绝缘材料老化的有效防护措施具有重要意义。
附图说明
图1为固体绝缘材料电热应力老化实验装置整体结构图。
图2为加热线圈结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
一种固体绝缘材料电热应力老化实验装置，包括主腔体、高压电极、套管、加热线圈、微晶面板、航空插头、高频电源组成，如图1所示。主腔体是加速老化实验的箱体，用石英玻璃材料制作，实现整个装置的外部绝缘；高压电源通过导线连接外电极，主腔体和外电极引入线之间通过套管实现绝缘；主腔体内部的高压电极板采用平板电极模型，电极用不锈钢材料制作，电极下方放置固体绝缘材料试样，用于模拟实际的工作情况；主腔体装有抽气孔和注气孔，分别实现主腔体抽真空和注入保护气体。实验前首先放置好固体绝缘材料试样，然后通过抽气孔将整个装置抽真空，再通过注气孔注入保护气体。通过控制注入保护气体的压力，可实现不同气压下的模拟实验。主腔体内外的高频电源线通过航空插头连接，实现高频电源线的密封和绝缘。高频电源接通后会在上电极感应产生热量，使上电极产生高温，因此固体绝缘材料会仅在靠近上电极板一侧受到电热应力的作用。
微晶面板的直径大于主腔体内部上电极板的直径，保证上电极板可以有效感应产生足够均匀的热量。上电极板的直径大于固体绝缘材料试样的直径，保证固体材料均匀的受到电热应力的作用。固体绝缘材料的厚度一般应小于1厘米。
图2是加热线圈结构图，线圈按照右手螺旋定则采用由内到外绕制的方法。加热线圈的导线之间涂有绝缘漆，线圈之间紧密排列，绕制后的两个端子1、2与下方的高频电源线连接。通过调节高频电源的输出电压和频率改变加热线圈的功率，实现对温度的精确控制。加热线圈外部装有微晶面板，实现加热线圈的绝缘保护。微晶面板下部装有微晶材料制作的外壳支撑，主腔体中的高频电源线位于微晶材料制作的外壳内部。
本实用新型结构简单，不仅可以实现对不同电压和温度应力下的固体绝缘材料老化实验，仅固体绝缘材料一侧接触电压和温度，也能实现不同保护气体压力下的实验，对于有效模拟电力设备内部固体绝缘材料的老化过程进而提出抑制固体绝缘材料老化的有效防护措施具有重要意义。
Claims (6)
1.一种固体绝缘材料电热应力老化实验装置，其特征在于，包括主腔体、高压电极、套管、加热线圈、微晶面板、航空插头、高频电源；主腔体是加速老化实验的箱体，用石英玻璃材料制作；高压电极板采用平板电极模型，电极用不锈钢材料制作，电极下方放置固体绝缘材料试样，用于模拟实际的工作情况；主腔体装有抽气孔和注气孔，分别实现主腔体抽真空和注入保护气体；加热装置由加热线圈实现，加热线圈采用右手螺旋定则方式绕制线圈盘，通过调节高频电源的输出电压和频率改变加热线圈的功率，实现对温度的精确控制；加热线圈外部装有微晶面板，实现加热线圈的绝缘保护。
2.根据权利要求1所述的固体绝缘材料电热应力老化实验装置，其特征在于，主腔体和高压电极引入线之间通过套管实现绝缘。
3.根据权利要求1所述的固体绝缘材料电热应力老化实验装置，其特征在于，微晶面板下部装有微晶材料制作的外壳支撑。
4.根据权利要求1所述的固体绝缘材料电热应力老化实验装置，其特征在于，加热线圈和高频电源之间通过电源线连接，电源线在微晶外壳内部。
5.根据权利要求1所述的固体绝缘材料电热应力老化实验装置，其特征在于，加热线圈的导线之间涂有绝缘漆。
6.根据权利要求1所述的固体绝缘材料电热应力老化实验装置，其特征在于，主腔体内外的高频电源线通过航空插头连接，实现高频电源线的密封和绝缘。
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| CN117783758A (zh) * | 2024-02-23 | 2024-03-29 | 国网智能电网研究院有限公司 | 一种电力电容器老化和极-壳空间电场测量装置及方法 |
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| CN117783758B (zh) * | 2024-02-23 | 2024-05-10 | 国网智能电网研究院有限公司 | 一种电力电容器老化和极-壳空间电场测量装置及方法 |
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