[发明专利]基于电声脉冲法的多试样空间电荷同时测量装置

说明书

一种基于电声脉冲法的多试样空间电荷同时测量装置及方法，包括：依次接触的信号激励模块、高压电极模块、待测试样、测量模块，信号激励模块包括三个并联支路：直流高压源、串联的高压脉冲源和隔直电容、由多个电阻电位器串联而成的分压电路。高压电极模块包括：依次连接固定的电极固定装置、下表面被弹性半导电层覆盖的子电极组。子电极组包括：位于中心的柱形电极以及依次设置于其外部的多个环形电极。测量模块包括：依次连接的地电极和传感器，本方法通过分压电路控制每个子电极上的电压，进而控制多个平板试样内的电场，实现多个平板试样同时测量，本发明能同时测量多个试样内的空间电荷，测量效率大大提高。

技术领域

本发明涉及的是一种材料绝缘领域的技术，具体是一种基于电声脉冲法的多试样空间电荷同时测量装置及方法。

背景技术

随着高压直流输电技术的发展，直流电缆电压等级不断提高，对固体绝缘材料提出了新的要求。空间电荷是直流绝缘材料的重要特性之一，与绝缘材料的老化、击穿等特性密切相关。空间电荷测量技术之一是电声脉冲法，通过在待测试样内同时施加直流电场和脉冲电场，产生应力波，通过传感器接收应力波，经分析反算空间电荷。现有技术同一时间仅能对一个待测试样进行测量，测量效率极低。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于电声脉冲法的多试样空间电荷同时测量装置及方法，能够提高测量装置的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于电声脉冲法的多试样空间电荷同时测量装置，包括：依次接触的信号激励模块、高压电极模块、待测试样和测量模块。

所述的信号激励模块包括：并联的直流高压源支路、串联的高压脉冲源和隔直电容支路、由多个电阻电位器串联而成的分压支路。

所述的分压支路包括多个电压输出端，每个电压输出端的电压值由电阻电位器控制。

所述的高压电极模块包括：依次固定连接的电极固定装置、下表面被弹性半导电层覆盖的子电极组，其中：电极固定装置由绝缘材料制成，子电极组由金属制成，弹性半导电层由加入炭黑颗粒的聚合物绝缘材料制成。

所述的子电极组包括：位于中心的柱形电极以及依次设置于其外部的多个环形电极；从内到外各个子电极的下表面水平位置依次下降，呈阶梯状。

所述的待测试样包括：依次交错层叠的多个平板试样和多个间隔板，其中：平板试样由待测的绝缘材料制成，间隔板材料在平板试样材料基础上加入炭黑颗粒而制成。

所述的待测试样，最上和最下层均为平板试样；从上至下各层半径依次增大，呈阶梯状。

所述的测量模块包括：依次连接的地电极和传感器，其中：地电极由金属制成。

所述的地电极接地。

所述的信号激励模块的分压支路的输出端分别与高压电极模块的子电极电气连接。

所述的柱形电极经弹性半导电层与待测试样最上层的平板试样上表面接触；所述的的环形电极经弹性半导电层与待测试样中其他平板试样上表面未被间隔板覆盖的部分接触。

所述的平板试样中最下层的下表面与测量模块中地电极的上表面接触。

本装置通过以下方式实现多试样同时测量：

①信号激励模块中的直流高压源经过分压电路，在各子电极上产生直流高电压。该电压经弹性半导电层和间隔板，在平板试样内产生直流电场，进而产生空间电荷。

②调节分压电路中的电阻电位器，控制每个子电极上的电压，进而控制每个平板试样内的直流电场。

③信号激励模块中的高压脉冲源，经过相同路径，在平板试样内产生脉冲电场。