[发明专利]一种小容量直流电源下多样品固体绝缘电寿命测试系统

说明书

本发明涉及一种小容量直流电源下多样品固体绝缘电寿命测试系统，属于高电压技术领域。该系统包含高压电源，限流电阻，多组固态继电器Ⅰ，多组闸刀开关，多组试验电极和计时计数器；闸刀开关、固态继电器Ⅰ的控制端、试验电极依次串联构成一路试验支路；试验支路相互并联构成试验电路；高压电源连接至限流电阻的一端，限流电阻的另一端与试验电路连接，试验电路的另一端连接至固态继电器Ⅱ的控制端，固态继电器Ⅱ的控制端接地并与高压电源连接形成测试系统的一次回路；固态继电器Ⅰ输出端与闸刀开关电磁动作单元串联连接后与市电电源连接构成控制支路。本发明可以在小容量电源下完成多样品试验，且得到的数据分散性小，能更准确的反应样品的特征。

技术领域

本发明属于高电压技术领域，涉及一种小容量直流电源下多样品固体绝缘电寿命测试系统。

背景技术

对于固体绝缘材料的交、直流电寿命测试，若对单个样品逐个地进行加速电老化试验，因不同试验时间老化环境存在差异，如环境温度、湿度的不同，会导致同一施加电压下样品击穿时间的分散性比较大，得到的电寿命数据可靠性较低，并且试验周期非常长。早先，重庆大学杨丽君教授、鄢水强等，基于此，设计过一种多样品固体绝缘交/直流电寿命测试系统，专利号2016108645066。此系统采用熔断丝断开击穿回路的方法，适用于容量较大，电源输出电流在百毫安级及以上的情况。由于绝大多数试验直流高压电源，都有容量小，最大输出电流仅仅几十毫安的特点，电流远不达百毫安级。

现有的直流电寿命试验方法主要采用单样品试验方法，且试验方法耗时过于长，无法得到大量的试验数据，验证试验结果重复性需要时间成本太大，以至于很少有文章验证。同一电压下，因不同的试验时间，导致试验条件存在差异，如湿度、温度和光照等，也会导致试验记录的失效时间分散性大，降低试验结果的可靠性。

目前有针对多样品固体绝缘的电寿命装置(专利号2016108645066)，该装置称可在交/直流条件下完成试验，但根据本专利实际实验室操作过程，以及理论分析，现有的装置难以满足直流条件下的试验需求，现有的多样品试验装置的切断击穿回路的方式是采用熔断丝，需要足够大的电流以及熔断时间，在小容量直流试验变压器条件下，无法切断击穿回路，无法达到试验要求。

现有多样品固体绝缘电寿命试验装置(专利号2016108645066)，是通过熔断丝、二极管、罗戈夫斯基线圈电流互感器、计时器和配套的罐子组成。

该装置搭建方式为，高压电源与过流保护电阻串联连接，过流保护电阻下接多个并联的熔断丝发光二极管串联整合模块，形成多条支路，每个多电极测试罐体中都包含了若干条支路。所有支路首端并联连接过流保护电阻，末端并联连接接地，与高压电源和过流保护电阻形成回路。罗戈夫斯基线圈套在每个多电极测试罐体中的多个支路末端的汇总接地线上，用于检测各个支路击穿时的冲击电流信号。

该装置原理是，通过熔断丝切断击穿回路，二极管指示支路通断，同时结合罗戈夫斯基线圈电流互感器和计时器记录样品失效时间，以进行各种材料的加速寿命试验。样品击穿前，流过回路中的电流足以点亮二极管，却不足以熔断熔断丝，样品正常加压；某一样品击穿时，罗戈夫斯基线圈电流互感器和计时器记录下失效时间；样品击穿后，熔断丝熔断，二极管灭，该回路退出整个系统，其余样品继续正常加压。

该装置主要有三个功能：①切断击穿回路；②指示回路通断；③记录样品失效时间。将该装置运用在最大输出电流为几百毫安的交流试验变压器下时，三个功能都可以正常实现。

但由于成本和技术等问题，目前高压直流试验平台，绝大多数都是采用半波整流，接一个小容量交流变压器的方式，半波整流输出功率只有交流变压器运行时的一半，所以这样的试验平台输出最大电流只有几十毫安，加压流过样品的电流只有几微安。而目前市面上的熔断丝最小速断电流为150mA，二极管最小点亮电流5mA，将该装置运用在直流试验平台时，导致熔断丝无法熔断，LED灯无法点亮，罗戈夫斯基线圈电流互感器输出电流过小，计数器采集不到信号，使得该装置的三个功能都无法实现。