[发明专利]一种用于油纸绝缘材料内部空间电荷测量的系统

说明书

【技术领域】

本发明属于高电压与绝缘技术领域，具体涉及一种用于油纸绝缘材料内部空间电荷测量的系统。

【背景技术】

空间电荷测量技术是研究材料电荷特性的基础和手段，空间电荷测量技术的不断发展与电介质材料介电特性研究的不断深入密切相关、相互促进。在现有油纸绝缘材料内部空间电荷无损测量技术中，电声脉冲法(PEA)已成为其测量领域中一种十分有效、简便且应用广泛的方法。但是，目前使用的测量系统，试品裸露在空气中或简单的容器内，无法密封或使空气完全干燥，而油纸绝缘材料极易从空气中吸潮导致其内部微水含量升高。水分含量的增加不但会导致油纸绝缘材料的电气强度降低，还会加速油纸绝缘老化，缩短绝缘寿命，影响试品的电导率和空间电荷迁移速率，对试品内部空间电荷的积聚和消散特性影响显著。

因此在油纸绝缘材料内部电荷测量过程中，保证试品周围空气的绝对干燥，避免试品因吸潮造成其内部含水量的升高尤为重要。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种用于油纸绝缘材料内部空间电荷测量的系统，其试品腔完全密闭，使试品在测量过程中保持状态的稳定性，油纸绝缘内部空间电荷分布结果准确可靠。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于油纸绝缘材料内部空间电荷测量的系统，包括上电极系统和下电极系统，上电极系统包括上电极、直流高压源和脉冲源，下电极系统包括下电极、压电传感器和宽带放大器；其中，下电极系统腔具有中空的腔体，其一端固定在下电极的上面，另一端开口，上电极系统外壳伸入下电极系统腔的开口端，并与下电极系统腔的开口端通过密封圈密封，铝金属盒与下电极的下面形成一个密封的腔体；试品设置在下电极的上面，且位于下电极系统腔内，试品上从下至上依次设有半导电层和上电极，压电传感器通过吸收层固定在与试品相对的下电极的下面；下电极系统腔的侧壁上设有抽气管，抽气管的出口端安装有抽气阀；直流高压源、脉冲源以及下电极均设有接地线，直流高压源通过串联的高压接线端和保护电阻与上电极的上端相连，用于施加-30kV到+30kV的直流高压，高压接线端设置在上电极系统外壳上；脉冲源通过高压陶瓷电容器耦合到上电极的上端；压电传感器的输出端与设置在铝金属盒内的宽带放大器的输入端相连，宽带放大器的输出端与设置在铝金属盒外的示波器的输入端相连，示波器与计算机相连。

本发明进一步改进在于，抽气管上设置有气压表。

本发明进一步改进在于，压电传感器采用PVDF压电传感器。

本发明进一步改进在于，抽气管的出口端通过抽气阀与真空泵或者气瓶连接。

本发明进一步改进在于，示波器采用Tektronix DPO4034示波器。

相对于现有技术，本发明的显著效果在于：

本发明通过密封圈及抽气模块，保证了在测量油纸绝缘材料内部空间电荷分布的过程中，试品温度、微水含量等特性一致。着重避免了在空间电荷测量过程中从空气中吸收水分引起试品微水含量变化。设计的系统具有良好的密封性能，保证了试品在测量过程中微水含量的稳定性。此外，本发明上电极系统为一重量固定的整体，试品厚度一致的前提下，可以保证试品所受压力一致，避免了现有测量系统中因手动固定上电极系统引起压力不一致，造成测量结果出现偏差的情况，使得测量结果更准确。

【附图说明】

图1为本发明的测量系统的结构示意图；

其中：1-直流高压源；2-脉冲源；3-匹配电阻；4-高压陶瓷电容器；5-保护电阻；6-上电极；7-半导电层；8-试品；9-高压接线端；10-上电极系统外壳；11-密封圈；12-下电极；13-PVDF压电传感器；14-吸收层；15-宽带放大器；16-气压表；17-抽气阀；18-示波器；19-计算机；20-下电极系统腔；21-铝金属盒；22-抽气管。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。