[发明专利]一种脉冲电压下自触发式液体放电时空演化观测系统

说明书

本发明公开了一种脉冲电压下自触发式液体放电时空演化观测系统，包括液体放电实验装置、多路时序触发信号发生装置和光路反射腔；液体放电测试装置包括实验腔体、高压套管、实验电极和电极调节装置，实验腔体设置有四面观察窗，分布于腔体顶面、前面以及左、右侧面，电极调节装置可自由调节电极在腔体中位置；多路时序触发信号发生装置为高压电源、光学观测装置提供多路时序可控触发信号；光路反射腔将液体放电产生的垂直方向光信号化为水平方向光信号；本发明可进行脉冲高压下不同液体放电通道的纹影拍摄实验及多角度光学拍摄实验，为不同液体放电通道发展研究和三维重构提供实验平台，丰富了液体放电通道发展特性的实验观测手段。

技术领域

本发明属于液体绝缘材料放电特性研究技术领域，具体涉及一种脉冲电压下自触发式液体放电时空演化观测系统。

背景技术

液体电介质由于具有良好的循环流动性和击穿自恢复能力，在电力变压器、互感器、套管等高压电力设备及脉冲变压器、强流脉冲电子束加速器、高能X射线源等脉冲功率装置中均有广泛应用。在电力工业中，液体绝缘介质性能的好坏是保证电力设备能否正常稳定运行的重要条件，一旦液体介质的介电性能被破坏，可能造成电气设备损坏，导致严重的经济损失甚至人员伤亡。对液体电介质的放电特性的研究，是推动高压设备绝缘技术发展的关键问题。

液体放电的产生和发展是一个复杂的物理、化学过程，往往会伴随发光、发热、发声等现象，同时会产生电流脉冲、超高频电磁波、超声波、有机烃气体等产物，因此液体放电存在诸多影响因素，给探究其放电机理增大了难度。目前，相比于液体和固体中的放电机理，液体电介质的放电机理认识水平还远远滞后，尚缺乏合理的放电理论解释实验中的各种复杂现象。因此，对于液体放电特性的研究不但有必要结合电学、光学等多种检测手段，还需进一步改良液体放电检测平台，从多角度对不同时刻液体放电图像进行拍摄，促进液体放电发展机理的深入。同时，对液体放电的研究需要结合工程实际，考虑不同实际因素对液体绝缘性能产生的影响，如液体电介质种类、电场均匀程度等。

目前，国内外学者对液体电介质中放电现象与机理开展了很多研究，主要以电力设备的各种运行环境为背景，集中在直流、工频和雷电冲击等电压激励下的液体放电现象，其中对于液体放电的光学探测大多只能从单一角度获取某固定时刻的液体放电图像，无法准确描述液体放电时放电通道的发展路径。目前，尚无能够从多角度获取液体放电不同时刻的放电图像的研究方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲电压下自触发式液体放电时空演化观测系统，可从不同角度获取液体中放电随时间发展的图像，为研究液体放电通道发展机理提供实验平台。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种脉冲电压下自触发式液体放电时空演化观测系统，包括液体放电测试装置、光路反射腔、高压脉冲电源、光电倍增管、示波器、纹影仪、光源和多路时序触发信号发生装置；其中，

所述液体放电测试装置包括实验腔体、实验电极和电极调节装置，实验腔体设置四处观测口，分布于腔体的顶面观测口、前面观测口以及两个侧面观测口，实验腔体的顶部设置有高压套管、充油口和进/出气口，进/出气口用于对该实验腔体抽真空；实验电极包括设置在实验腔体内的地电极和高压电极，电极调节装置设置在实验腔体内，用于改变地电极位置来调节地电极和高压电极的间距与相对位置；地电极与实验腔体外壳连接，实验腔体内设置有放电电流引出端子，并通过电流传感器与示波器连接，以获取液体放电的电流波形；

光路反射腔设置在实验腔体的顶部，光路反射腔内置光学反射镜，与实验腔体顶面观测口连接，用于将液体放电产生的垂直方向光路转化为水平方向光路，光路反射腔光路出口与光学观测相机连接；

光电倍增管与实验腔体前面观测口连接，获取液体放电纹影图像时，纹影仪和光源与实验腔体侧面两个观测口连接，获取三维放电图像时，两台光学观测相机与实验腔体侧面两个观测口连接；