本發(fā)明涉及一種絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)，具體涉及一種寬溫范圍和復(fù)合電場(chǎng)下的絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)，屬于高電壓與絕緣技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今，電能作為一種不可或缺的重要資源，已然滲透到國(guó)家經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、科研教育乃至人民生活等各個(gè)方面。人們通過各種電力設(shè)備將其他能源轉(zhuǎn)換為電能并進(jìn)行分配和輸送，而這些電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行離不開絕緣材料，這就對(duì)絕緣材料的介電強(qiáng)度提出了更高的要求，因此需要對(duì)絕緣材料在其工作環(huán)境內(nèi)的擊穿電壓進(jìn)行測(cè)量。許多大型電力設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)會(huì)使其內(nèi)部溫度升高，同時(shí)考慮到我國(guó)地域廣闊，各地區(qū)溫度差異較大，尤其在東北部地區(qū)冬季氣溫可達(dá)-40℃，而溫度的變化會(huì)使絕緣材料的介電性能發(fā)生顯著變化，所以有必要對(duì)所用絕緣材料的介電強(qiáng)度隨其承受溫度的變化進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)不同電力設(shè)備運(yùn)行時(shí)所承受的電壓波形不同，故也需要對(duì)復(fù)合電場(chǎng)下絕緣材料的擊穿電壓進(jìn)行測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提出一種寬溫范圍和復(fù)合電場(chǎng)下絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)，以解決目前絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)無(wú)法測(cè)量不同溫度和復(fù)合電場(chǎng)下?lián)舸╇妷旱膯栴}。本發(fā)明提出一種適用于寬溫范圍和復(fù)合電場(chǎng)下的絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)，包括交直流疊加高壓源、高壓穿墻套管、高低溫控制箱、擊穿箱、溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計(jì)算機(jī)、電流互感器；

所述交直流疊加高壓源高壓端與高壓穿墻套管一端相連；所述高壓穿墻套管另一端與擊穿箱頂部相連；所述擊穿箱底部接地；所述擊穿箱底部設(shè)有溫度傳感器，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與計(jì)算機(jī)相連對(duì)擊穿箱內(nèi)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；試樣升壓擊穿時(shí)產(chǎn)生的大電流流經(jīng)電流互感器，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與計(jì)算機(jī)相連，對(duì)擊穿電壓與電流值進(jìn)行采集。

所述交直流疊加高壓源包括升壓變壓器、一號(hào)調(diào)壓器、濾波電容器、高壓硅堆、阻交電阻、試樣、阻容分壓器、隔直電容、保護(hù)電阻、二號(hào)調(diào)壓器；所述升壓變壓器原邊與220V工頻電源相連，副邊分別與一號(hào)調(diào)壓器原邊和二號(hào)調(diào)壓器原邊相連；所述一號(hào)調(diào)壓器副邊與高壓硅堆陽(yáng)極相連；所述高壓硅堆陰極與濾波電容器一端和阻交電阻一端相連；所述濾波電容器另一端接地；所述阻交電阻另一端分別于試樣與阻容分壓器上端相連；所述試樣接地；所述阻容分壓器接地；所述二號(hào)調(diào)壓器副邊與保護(hù)電阻一端相連；所述保護(hù)電阻另一端與隔直電容一端相連；所述隔直電容另一端與阻容分壓器上端相連；所述阻容分壓器并聯(lián)在試樣兩端。

所述擊穿箱包括試驗(yàn)電極、密封蓋、高壓引線接頭、氣閥、箱體、溫度傳感器、排液管；所述密封蓋頂端通過高壓引線與高壓穿墻套管相連，上端配有高壓引線連接頭和氣閥；所述密封蓋內(nèi)側(cè)通過高壓引線與試驗(yàn)電極高壓端相連；所述試驗(yàn)電極低壓端與箱體相連；所述箱體側(cè)面配有排液管并接地；所述溫度傳感器置于箱體底部。

進(jìn)一步地：所述阻容分壓器包括高壓臂電容、低壓臂電容、高壓臂電阻、低壓臂電阻；所述高壓臂電容一端同時(shí)與隔直電容和高壓臂電阻一端相連，另一端同時(shí)與高壓臂電阻另一端、低壓臂電容一端和低壓臂電阻一端相連；所述低壓臂電容另一端與低壓臂電阻另一端相連并接地。

進(jìn)一步地：所述密封蓋材質(zhì)為不銹鋼。

進(jìn)一步地：所述箱體材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明所達(dá)到的效果為：實(shí)現(xiàn)了一種寬溫范圍和復(fù)合電場(chǎng)下絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)；通過調(diào)節(jié)高低溫控制箱內(nèi)溫度實(shí)現(xiàn)對(duì)試洋溫度的控制，通過調(diào)節(jié)交流側(cè)一號(hào)調(diào)壓器和直流側(cè)二號(hào)調(diào)壓器的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)不同交直流含量電壓的輸出；采用密閉擊穿箱配合試驗(yàn)電極可以實(shí)現(xiàn)對(duì)氣、液、固三種狀態(tài)試樣擊穿電壓的測(cè)試，同時(shí)采用溫度傳感器、電流互感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計(jì)算機(jī)對(duì)試樣溫度、擊穿電流和擊穿電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量和采集，保證控制和記錄的精確度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種寬溫范圍和復(fù)合電場(chǎng)下絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是交直流疊加高壓源的電路連接示意圖；

圖3是擊穿箱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1交直流疊加高壓電源；2高壓穿墻套管；3高低溫控制箱；4擊穿箱；5溫度傳感器；6模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；7計(jì)算機(jī)；8電流互感器；1-1升壓變壓器；1-2一號(hào)調(diào)壓器；1-3濾波電容器；1-4高壓硅堆；1-5阻交電阻；1-6試樣；1-7阻容分壓器；1-8隔直電容；1-9保護(hù)電阻；1-10二號(hào)調(diào)壓器；4-1試驗(yàn)電極；4-2密封蓋；4-3高壓引線接頭；4-4氣閥；4-5箱體；4-6排液管。

具體實(shí)施方式

在下文中將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例進(jìn)行描述。為了清楚和簡(jiǎn)明起見，在說明書中并未描述實(shí)際實(shí)施方式的決定，以便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的具體目標(biāo)，例如，符合與系統(tǒng)及業(yè)務(wù)相關(guān)的那些限制條件，并且這些限制條件可能會(huì)隨著實(shí)施方式的不同有所改變。此外，還應(yīng)該了解，雖然開發(fā)工作有可能是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但對(duì)得益于本發(fā)明公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，這種開發(fā)工作僅僅是例行的任務(wù)。

在此，還需要說明的一點(diǎn)是，為了避免不必要的細(xì)節(jié)而模糊了本發(fā)明，在附圖中僅僅示出了與根據(jù)本發(fā)明的方案密切相關(guān)的裝置結(jié)構(gòu)和/或處理步驟，而省略了與本發(fā)明關(guān)系不大的其他細(xì)節(jié)。

本實(shí)施方式的一種寬溫范圍和復(fù)合電場(chǎng)下絕緣材料擊穿電壓測(cè)量系統(tǒng)，參見圖1可知，其包括交直流疊加高壓源、高壓穿墻套管、高低溫控制箱、擊穿箱、溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、計(jì)算機(jī)、電流互感器；

所述交直流疊加高壓源高壓端與高壓穿墻套管一端相連；所述高壓穿墻套管另一端與擊穿箱頂部相連；所述擊穿箱底部接地；所述擊穿箱底部設(shè)有溫度傳感器，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與計(jì)算機(jī)相連對(duì)擊穿箱內(nèi)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；試樣升壓擊穿時(shí)產(chǎn)生的大電流流經(jīng)電流互感器，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與計(jì)算機(jī)相連，對(duì)擊穿電壓與擊穿電流值進(jìn)行采集。

如圖2所示，所述交直流疊加高壓源包括升壓變壓器、一號(hào)調(diào)壓器、濾波電容器、高壓硅堆、阻交電阻、試樣、阻容分壓器、隔直電容、保護(hù)電阻、二號(hào)調(diào)壓器；所述升壓變壓器原邊與220V工頻電源相連，副邊分別與一號(hào)調(diào)壓器原邊和二號(hào)調(diào)壓器原邊相連；所述一號(hào)調(diào)壓器副邊與高壓硅堆陽(yáng)極相連；所述高壓硅堆陰極與濾波電容器一端和阻交電阻一端相連；所述濾波電容器另一端接地；所述阻交電阻另一端分別于試樣與阻容分壓器上端相連；所述試樣接地；所述阻容分壓器接地；所述二號(hào)調(diào)壓器副邊與保護(hù)電阻一端相連；所述保護(hù)電阻另一端與隔直電容一端相連；所述隔直電容另一端與阻容分壓器上端相連；所述阻容分壓器并聯(lián)在試樣兩端。

如圖1和圖3所示，所述擊穿箱包括試驗(yàn)電極、密封蓋、高壓引線接頭、氣閥、箱體、溫度傳感器、排液管；所述密封蓋頂端通過高壓引線與高壓穿墻套管相連，上端配有高壓引線連接頭和氣閥；所述密封蓋內(nèi)側(cè)通過高壓引線與試驗(yàn)電極高壓端相連；所述試驗(yàn)電極低壓端與箱體相連；所述箱體側(cè)面配有排液管并接地；所述溫度傳感器置于箱體底部。

更具體地：所述阻容分壓器包括高壓臂電容、低壓臂電容、高壓臂電阻、低壓臂電阻；所述高壓臂電容一端同時(shí)與隔直電容和高壓臂電阻一端相連，另一端同時(shí)與高壓臂電阻另一端、低壓臂電容一端和低壓臂電阻一端相連；所述低壓臂電容另一端與低壓臂電阻另一端相連并接地。

更具體地：所述密封蓋材質(zhì)為不銹鋼。

更具體地：所述箱體材質(zhì)為環(huán)氧樹脂。

交直流疊加高壓源工作過程：本發(fā)明中單相220V交流電經(jīng)升壓變壓器升壓后通過一號(hào)調(diào)壓器和二號(hào)調(diào)壓器并聯(lián)輸出，流經(jīng)一號(hào)調(diào)壓器的交流電經(jīng)高壓硅堆和濾波電容器組成的半波整流電路變?yōu)橹绷麟?，通過阻交電阻施加到試樣兩端；同時(shí)，流經(jīng)二號(hào)調(diào)壓器的交流電經(jīng)保護(hù)電阻和隔直電容施加在試樣兩端；阻容分壓器與試樣并聯(lián)，用于測(cè)量試樣的擊穿電壓。

本發(fā)明通過同時(shí)調(diào)節(jié)一號(hào)調(diào)壓器和二號(hào)調(diào)壓器來實(shí)現(xiàn)輸出不同交直流含量的電壓。

試樣溫度的控制與調(diào)節(jié)：本發(fā)明中將擊穿箱置于高低溫控制箱內(nèi)，通過設(shè)置高低溫控制箱室內(nèi)溫度進(jìn)以對(duì)擊穿箱內(nèi)試樣進(jìn)行溫度控制和調(diào)節(jié)。

本發(fā)明中將待測(cè)試樣置于擊穿箱內(nèi)，通過擊穿箱密封蓋上的氣閥對(duì)擊穿箱體內(nèi)部進(jìn)行抽真空處理，對(duì)于液體試樣還可以通過擊穿箱體側(cè)面的排液管進(jìn)行試樣的更換。