[发明专利]一种表面电荷测量装置与测量方法

说明书

本发明涉及一种表面电荷测量装置与测量方法，属于高压绝缘材料特性测量领域，测量装置包括待测绝缘件的支撑装置、电压加载装置、测量探头装置和静电计还包括至少一个用于对待测绝缘件施加力载荷的施力装置，施力装置为向下施加压力的施力装置。本发明在现有技术的基础上添加了施力装置，利用施力装置对待测绝缘件施加力载荷，实现了待测绝缘件在实际应用中的表面电荷，即待测绝缘件同时受到支撑力和电动力的表面电荷，提高了通过表面电荷测量的设备的绝缘可靠性和安全性。

技术领域

本发明属于高压绝缘材料特性测量领域，具体涉及一种表面电荷测量装置与测量方法。

背景技术

现有技术中的表面电荷测量装置包括待测绝缘件的支撑装置、电压加载装置、测量探头装置和静电计，如公布号为CN108490278A、名称为“一种小型化盆式绝缘子表面电荷三维测量装置及方法”的中国专利申请，其测量过程为：首先通过对待测绝缘件施加高电压，然后撤去待测绝缘件的高压电源，再通过测量探头装置(包括探头和第二导杆等)的运动(旋转、平移)接触待测盆式绝缘子的不同位置，最后通过静电计获取待测绝缘件的表面电荷测量结果。

而根据研究显示，造成绝缘件失效的主要原因是绝缘材料沿面闪络，而对表面电位的测量可以分析绝缘材料表面电荷积聚消散的演化过程，获得表面闪络产生的机理，最终提高绝缘件可靠性。但是，绝缘材料在实际应用中不仅起到绝缘隔离高电压的作用，在较多场合下同时受到支撑力和电动力的影响，其材料的绝缘性能在力学的作用下可能发生劣化，而现有技术中的表面电荷测量装置往往无法测量到待测绝缘件在实际应用中的表面电荷，导致存在经过表面电荷测量通过的设备绝缘的可靠性降低。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面电荷测量装置与测量方法，用于解决现有表面电荷测量装置无法测量到待测绝缘件在实际应用中的表面电荷，导致存在经过表面电荷测量通过的设备绝缘的可靠性降低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出一种表面电荷测量装置，包括待测绝缘件的支撑装置、电压加载装置、测量探头装置和静电计，还包括至少一个用于对待测绝缘件施加力载荷的施力装置，所述施力装置为向下施加压力的施力装置。

为解决上述技术问题，本发明还提出一表面电荷测量方法，对待测绝缘件施加力载荷，在保持力载荷的情况下测量待测绝缘件的表面电荷。

本发明的表面电荷测量装置及基于该测量装置的测量方法，在现有技术的基础上添加了施力装置，利用施力装置对待测绝缘件施加力载荷，实现了待测绝缘件在实际应用(即待测绝缘件受到支撑力和电动力)中的表面电荷，提高了通过表面电荷测量的设备的绝缘可靠性和安全性。

为确保待测绝缘件的施力效果，上述施力装置包括支撑架，支撑架上安装有螺杆螺母驱动机构；所述螺杆螺母驱动机构包括用于上下方向移动的螺杆和用于驱动所述螺杆的螺母，螺杆设置在所述支撑架的安装孔中。为保证支撑架的支撑效果，该支撑架优选为门型架。

上述测量探头装置包括横杆和横杆端部固定的探头，所述横杆传动连接有用于驱动其沿横杆轴向转动的驱动机构，以实现待测绝缘件表面电荷的测量。为避免给测量探头装置设置额外的支撑结构，将横杆穿设于上述支撑装置的孔中，实现测量探头装置的支撑。为实现横杆的运动(包括横移和转动)，所述孔优选为螺纹孔，所述横杆优选为螺纹杆，所述驱动机构为电机。

为避免施力装置与测量探头装置之间的干涉，将测量探头装置设置在待测绝缘件下方，而施力装置在待测绝缘件的上方施加压力。

为了对待测绝缘件进行支撑，还包括待测绝缘件的支撑装置，包括高压侧绝缘支撑柱和接地侧绝缘支撑柱，高压侧绝缘支撑柱上安装有高压电极，接地侧绝缘支撑柱上安装有接地电极；高压电极和接地电极分别连接所述电压加载装置。

作为以上施力装置的其他实施方式，所述施力装置包括门形支架，门形支架的顶板开有光孔，还包括光杆，该光杆可活动穿过所述光孔，光杆上端安装有砝码盘，所述施力装置用于通过向在砝码盘上放置砝码施加压力。