本實用新型屬于電荷測量裝置技術領域，具體涉及一種油紙絕緣界面電荷測量平臺。

背景技術：

油紙復合絕緣在變壓器等油浸式電氣設備絕緣中廣泛應用；在實際運行中，換流變壓器油紙絕緣承受交直流復合電場，在油紙界面積聚空間電荷，從而畸變原有的電場。目前電介質界面電荷測量技術主要有粉塵圖法、電光法和靜電探頭法。粉塵圖法簡單易行，并且直觀和易于分辨表面電荷分布及極性；但是不能在線測量并無法定量計算；電光法可以進行在線測量同時具有較高的精度，但是要求電介質透明，因此這兩種方法對于測量油紙絕緣材料的應用性不強。靜電容探頭法利用近似電容分壓原理和電荷感應原理，通過測量待測介質表面電壓間接來獲得表面電荷密度；隨著靜電容探頭的不斷改進，靜電容探頭法已經成為測量表面電荷密度的常用方法。

技術實現(xiàn)要素：

為了將靜電容探頭法更好的應用于實際的測量中，方便準確的得到絕緣介質的表面電荷密度分布。本實用新型提供一種油紙絕緣界面電荷測量平臺，能夠測量交直流不同比例電壓下油紙絕緣界面的空間電荷分布以及模擬高次諧波電壓下界面的電荷分布。

為解決上述問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種油紙絕緣界面電荷的測量平臺，包括納伏表、靜電容探頭、上電極、下電極、交直流復合電源、高壓繼電器；所述上電極上固定連接有可調節(jié)上電極位置的絕緣支撐件；所述下電極設有接地線；所述靜電容探頭位于上電極上方，該探頭連接到納伏表；所述交直流復合電源通過高壓繼電器和保護電阻R1連接到上電極。

進一步，所述交直流復合電源由交流電源支路和直流電源支路并聯(lián)構成；交流電源支路包括依次連接的交流電源、諧波發(fā)生器、限流電阻R2 、高壓電容器C1；直流電源支路包括依次連接的直流電源、高壓硅堆、限流電阻R3 。

進一步，所述交直流復合電源連接有交流相位控制電路。

進一步，所述交流相位控制電路包括依次連接的耦合電容C2、阻抗檢測器、示波器、交流相位控制與驅動器，該交流相位控制與驅動器連接到所述高壓繼電器。

進一步，所述靜電容探頭通過步進電機控制其升降。

進一步，所述絕緣支撐件包括橫桿與支撐桿；橫桿一端固定連接所述上電極，另一端具有與支撐桿的直徑大小相配合的孔，與支撐桿通過軸孔連接，使橫桿可在支撐桿上轉動和上下移動。

進一步，所述支撐桿上具有螺紋。

本實用新型的有益效果是：（1）本測量平臺模擬均勻復合電場下油紙絕緣界面電荷形成過程，方便利用靜電容探頭法測量油紙絕緣界面電荷密度。（2）本測量平臺方便改變復合電壓中交直流成分的大小和比例，并考慮了諧波因素，模擬諧波對電壓分布的影響。從而可以測量不同情況下的界面電荷分布。（3）本測量平臺結構簡單、造價低廉、制作方便，實用性較強。

附圖說明

圖1是本實用新型側視圖。

圖2是本實用新型俯視圖。

圖3是本實用新型原理圖。

圖中：1 納伏表，2 靜電容探頭，3 上極板，4 絕緣油，5 絕緣紙板/油浸紙。6絕緣連接桿，7絕緣支架（有螺紋），8下極板。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

如圖1和圖2所示，一種油紙絕緣界面電荷測量平臺，包括納伏表1、靜電容探頭2、上電極3、下電極8、交直流復合電源、高壓繼電器。

所述上電極3上固定連接有可調節(jié)上電極3位置的絕緣支撐件6,7。絕緣支撐件包括橫桿6與支撐桿7；橫桿6一端固定連接所述上電極3，另一端具有與支撐桿7的直徑大小相配合的孔，與支撐桿7通過軸孔連接，使橫桿6可在支撐桿7上轉動和上下移動。所述支撐桿7上具有螺紋。

所述下電極8設有接地線；所述靜電容探頭2位于上電極3上方，該探頭2連接到納伏表1；步進電機控制靜電容探頭2的升降。

如圖3所示，所述交直流復合電源通過高壓繼電器和保護電阻R1連接到上電極3。

所述交直流復合電源由交流電源支路和直流電源支路并聯(lián)構成；交流電源支路包括依次連接的交流電源、諧波發(fā)生器、限流電阻R2、高壓電容器C1；直流電源支路包括依次連接的直流電源、高壓硅堆、限流電阻R3。

所述交直流復合電源連接有交流相位控制電路。

所述交流相位控制電路包括依次連接的耦合電容C2、阻抗檢測器、示波器、交流相位控制與驅動器，該交流相位控制與驅動器連接到所述高壓繼電器。耦合電容C2檢測交直流復合電源的交流部分，經過阻抗檢測器輸入到示波器，根據(jù)輸入的工頻參考信號發(fā)出驅動信號，使高壓繼電器可以選擇交流的瞬時相位角度來切斷高壓。

應用本實用新型測量油紙絕緣界面電荷的方法如下：如圖1所示，實驗前，將待測的絕緣材料油4、絕緣紙板/油浸紙5分層置于上電極3、下電極8之間，下電極8為金屬極板，通過絕緣支撐件6,7調節(jié)上電極3高度至與絕緣油4的上表面接觸；并通過步進電機控制靜電容探頭2抬升，保證絕緣距離，防止靜電容探頭2和納伏表1損壞。實驗時，交直流復合電源接上電極3，下極板8接地；維持加壓一段時間后，通過高壓繼電器切斷電壓。移開絕緣支撐件6,7；或者通過支撐桿7的螺紋旋轉橫桿6和上電極3，改變其水平角度，從而移開上電極3，以消除電容分壓器上的殘余電壓的影響；打開步進電機控制裝置，降下靜電容探頭2，用納伏表1測量感應到的靜電電壓，然后通過計算得到界面電荷密度。計算得到的界面電荷即為油紙界面上表面積聚的電荷。

交直流復合電源采用交直流并聯(lián)的方式。通過調節(jié)交、直流高壓發(fā)生裝置對復合電壓交、直流成分的大小、比例以及交流的相位進行控制；交流電源能夠從 0~100 kV 連續(xù)調節(jié)，并含有諧波發(fā)生器，可模擬高次諧波輸入；高壓直流電源能夠輸出 0~200 kV 穩(wěn)恒直流電壓，同時串聯(lián)高壓硅堆，能保證交流電源輸出電壓基本上都通過高壓繼電器施加到界面電荷測量平臺。通過控制交流側的諧波發(fā)生器加入高次諧波的影響，從而對油紙絕緣材料施加均勻的復合電壓，引起界面空間電荷積聚。而且可以通過耦合電容檢測復合電壓的交流部分，經過檢測阻抗輸入到示波器，根據(jù)輸入的工頻參考信號發(fā)出驅動信號，使高壓繼電器可以選擇交流的瞬時相位角度來切斷高壓。

上述具體實施方式用來說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權利要求的保護范圍內，對本實用新型作出的任何修改和變更，都落入本實用新型的保護范圍。