WO2013086866A1 - 多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪 - Google Patents

Abstract

一种多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪，包括机壳（1）及安装在机壳（1）内的高压仓（2）和测试电路。在机壳（1）上设有控制面板（3），在高压仓（2）上安装有绝缘罩（4），在高压仓（2）内设有一固定架，在固定架上安装一绝缘油杯，在绝缘油杯内相对安装有高压电极和地电极，在绝缘油杯的下方安装有用于控制油温的控温装置。测试电路包括高压电源、电压表、计时器、过流保护装置和数字温度计。通过调节两电极之间的电压、绝缘油杯内的油温对XLPE试样进行测试，实现了电压调节及显示功能、温度调节及显示功能、计时设定及显示功能和过流保护功能，保证了XLPE绝缘测试环境的稳定性，真实有效地反映出了聚乙烯绝缘在不同的运行温度、耐压强度下的绝缘性能。

Description

多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪 技术领域

本发明属于电力电缆领域， 尤其是一种多功能交联聚乙烯绝缘性能测 试仪。 背景技术

高压电缆的绝缘状况历来是工程技术人员关注的重点。 由于交联聚乙 烯（XLPE)在不同交联程度及运行环境下具有很多不同的化学和物理特性， 因此关注其在电气性能上所存在的差异是非常必要的。 在室温或略低温度 下， 不同交联度的交联聚乙烯的机械、 电气性能可能差异会比较小， 但是 XLPE 作为一种半结晶状态的高分子材料， 熔融温度并不高； 在相对较高 温度条件下， 由于 XLPE的半结晶的物理属性， 导致其在不同交联度条件 下机械强度和介电性能都会存在明显的差异。 在实际运行条件下的电力电 缆， 其绝缘层的运行温度有可能达到 70°C至 90°C， 当出现紧急情况时， 其 温度甚至可达到 105°C， 因此， 需要对不同环境温度下 XLPE的电气性能 进行测试。

目前， 现有的 XLPE绝缘性能测试装置通常采用针一板电极结构， 高 压端电极采用曲率半径一定的针尖状结构， 低压端采用圆板状结构， 同时 使用手持式红外温度仪对绝缘油温进行测试，该测试装置存在的问题是： 1、 由于采用的是针一板电极结构， 安装试片时， 容易由于人为操作因素， 导 致试片受力不均， 从而影响到施加电压场强的大小； 2、 测试时， 针状电极 容易受到损坏， 致使针尖曲率半径发生变化； 3、采用手持式红外温度仪对 绝缘油温进行跟踪测试， 不易操作和实时跟踪油温的变化。 综上所述， 现 有测试装置的测试条件容易发生变化， 造成测试结果不准确， 难以测试出 真实的 XLPE绝缘性能。 发明内容

本发明的目的是提供一种设计合理、测试结果准确并能真实反应 XLPE 绝缘性能的多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪， 包括机壳及安装在机壳内的 高压仓和测试电路， 在机壳上设有控制面板， 在高压仓上安装有绝缘罩， 在高压仓内设有一固定架， 在固定架上安装绝缘油杯， 在绝缘油杯内相对 安装有高压电极和地电极， 在绝缘油杯的下方安装有用于控制油温的控温 装置， 测试电路包括高压电源、 电压表、 计时器、 过流保护装置和数字温 度计， 绝缘油杯两端分别与所述高压电极和地电极相连接， 在高压电源尾 端装设过流保护装置， 高压电源输入侧装设电压表， 该电压表与一计时器 相连接， 数字温度计与控温装置相连接用于测量油温的温度。 另外， 在测 试时， 为了使绝缘油杯内的油均匀加热，在绝缘油杯内还设置有一搅拌器。

而且， 所述的高压电极为圆柱电极结构， 其下部为圆柱状铜质电极， 其上部为铜质圆柱体， 所述的地电极为圆板状铜质电极。

本发明的优点和积极效果是：

本测试仪通过调节高压电极和地电极之间的电压、 绝缘油杯内的油温 对 XLPE试样进行测试， 实现电压调节及显示功能、温度调节及显示功能、 计时设定及显示功能和过流保护功能， 保证了 XLPE绝缘测试环境的稳定 性， 真实有效地反映出了聚乙烯绝缘在不同的运行温度、 耐压强度下的绝 缘性能， 同时电极采用线一板电极结构， 克服了现有针一板电极结构存在 的试片受力不均、 电极和试样接触面积不定、 电极容易造成损伤等误差的 问题， 排除由于测试条件不同所造成的误差因素， 从而更准确地反映出 XLPE试样绝缘性能。 附图说明

图 1是本发明的的立体结构示意图； 图 2是本发明的多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪的俯视图； 图 3是显示图 2中高压仓的内部结构的示意图；

图 4a是图 3的绝缘油杯中高压电极的结构示意图；

图 4b图 3的绝缘油杯中地电极的结构示意图；

图 5 是本发明多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪的电路原理图。 具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一歩说明：

如图 1所示， 本发明的多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪包括机壳及 安装在机壳内的高压仓和测试电路， 在机壳上设有控制面板， 在高压仓上 安装有绝缘罩。 如图 2所示， 在控制面板上设有电源插座、 电源开关、 启 动按键、 停止按键、 液晶屏、 状态指示灯、 温度调节按键、 电压调节按键 以及数字键等并与测试电路相连接， 用于实现电压调节及显示功能、 温度 调节及显示功能、 计时设定及显示功能等。 如图 3所示， 高压仓内设有一 固定架， 在固定架上安装一绝缘油杯， 在绝缘油杯内相对地安装有高压电 极和地电极， 绝缘油杯两端分别与所述高压电极和地电极相连接， 所述地 电极与机壳上的接地端子相连接； 在绝缘油杯的下方安装有控温装置， 用 于控制绝缘油杯内的油温。 安装在绝缘油杯内的高压电极和地电极不同于 现有的针一板电极结构， 而是采用线一板电极结构。 参见图 4a,， 位于上端 的高压电极采用圆柱电极结构， 其下部为长 10mm、 直径 5mm的圆柱状铜 质电极 2， 上部为直径 3mm、 长 16mm的铜质圆柱体 1 ； 位于下端的地电 极采用圆板电极 3， 该电极为厚 2.5mm、 直径 15mm的圆板状铜质电极， 圆板的上下连接面为弧形凸出面。 另外， 在测试时， 为了使绝缘油杯内的 油均匀加热， 在绝缘油杯内还设置有一搅拌器。

在机壳内还安装有测试电路， 如图 5所示， 该测试电路包括高压电源、 电压表、 计时器、 过流保护装置和数字温度计， 绝缘油杯两端分别与高压 电极和地电极相连接， 在高压电源尾端装设过流保护装置， 该过流保护装 置可使试样在击穿后迅速断电， 保护电极； 在高压电源输入侧装设电压表， 该电压表与一计时器相连接，该电压表和计时器可准确显示施加的电压值、 击穿电压值和加压时间； 数字温度计与控温装置相连接用于测量油温的温 度， 使用控制面板上的操作按键可以通过控温装置逐次调节绝缘油杯内的 油温。 该测试电路与控制面板相结合， 实现电压调节及显示功能、 温度调 节及显示功能、 计时设定及显示功能和过流保护功能。 其最大输出电压为

80kV,最高油温为 110°C，计时器精度为 ±0.1s，数字电压表精度为 ± 0.5%, 测温装置精度为 ±2°C。

本发明的使用方法为：

1、将 XLPE试样放置于高压电极和地电极之间，并调节好两电极位置；

2、 使得绝缘油杯内的油面高度高于高压电极；

3、 接通电源、 地线， 检查测试线路；

4、 设定测试电压及测试温度值；

5、 按下控制面板上的 "启动"按钮， 测试开始；

6、 如果试样发生击穿， 则记录击穿电压值、 击穿时长及实时油温。 如 果未发生击穿并已达到设定的测试值， 则保持一定的降压速率使电压降为 零， 关闭电源。

需要强调的是， 本发明所述的实施例是说明性的， 而不是限定性的， 因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例， 凡是由本领域技术人 员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式， 同样属于本发明保护的范 围。

Claims

1、 一种多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪， 其特征在于： 包括机壳及 安装在机壳内的高压仓和测试电路， 在机壳上设有控制面板， 在高压仓上 安装有绝缘罩， 在高压仓内设有一固定架， 在固定架上安装绝缘油杯， 在 绝缘油杯内相对安装有高压电极和地电极， 在绝缘油杯的下方安装有用于 控制油温的控温装置， 所述测试电路包括高压电源、 电压表、 计时器、 过 流保护装置和数字温度计， 所述绝缘油杯两端分别与所述高压电极和地电 极相连接， 在所述高压电源尾端装设过流保护装置， 在所述高压电源输入 侧装设电压表， 该电压表与一计时器相连接， 所述数字温度计与所述控温 装置相连接， 用于测量所述绝缘油杯内的油温。

2、根据权利要求 1所述的多功能交联聚乙烯绝缘性能测试仪， 其特征 在于： 所述高压电极为圆柱电极结构， 其下部为圆柱状铜质电极， 其上部 为铜质圆柱体， 所述的地电极为圆板状铜质电极。