[发明专利]一种基于特高频传感器检测高频沿面放电信号的高灵敏度测试平台

说明书

本发明涉及一种基于特高频传感器检测高频沿面放电信号的高灵敏度测试平台，本装置由高频高压电源、电‑热联合老化箱、特高频传感器、高速‑红外一体相机、针‑板电极、数字示波器组成，本发明可通过设置高频电源对针电极施加高频电压信号、针电极与绝缘材料之间的角度、针板电极之间的距离、老化箱内运行温度模拟某一条件下的实验运行工况，在该条件下由高速‑红外一体相机观测并采集沿面放电过程中的沿面放电发展形态与绝缘材料表面温度变化情况，并可通过特高频传感器采集沿面放电过程中的放电信号，具有灵活、可控性强、可视化的优点，为高频电力变压器的沿面放电特性研究奠定了基础。

技术领域

本发明涉及特高频传感器检测高频沿面放电信号测试装置，属于高电压绝缘技术领域。

背景技术

高频电力变压器是能源路由器的核心部件，是能源互联网实现电能灵活高效变换的关键所在。然而其紧凑的结构将导致主绝缘材料处于受热量、电磁耦合等因素影响的复杂环境中。由于沿面放电起始场强和沿面闪络场强均远低于介质内部的局部放电起始场强和体击穿场强，因此沿面放电会更容易引起绝缘裂化的损伤。同时在高频电应力下主绝缘材料会因沿面放电产生明显的局部过热现象，如果主绝缘部分局部过热效应时间过长则会导致材料聚合度下降，从而加剧材料的热老化裂解过程。因此需要对绝缘材料在高频高压下的沿面放电特性与导热性能进行研究，在此基础上对绝缘材料进行有效地改性设计，对于高频电力变压器的安全运行具有重要的意义。

目前已有的高频沿面放电测试装置大多专注于频率、温度等外施应力作用下的沿面放电特性研究，在高频下电磁耦合振动、温度变化产生的电磁干扰会不可避免地对测试装置造成机械故障，最终会影响沿面放电实验的测试结果。因此为有效地减少因各种电磁干扰会对测试结果产生的偏差，提高放电信号的采集精度，提出了一种采用特高频传感器检测高频沿面放电信号的测试装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种特高频检测高频沿面放电信号测试装置，以实现对绝缘材料高频沿面放电信号、沿面放电发展形态、表面温度变化情况的采集。装置可模拟不同电压幅值/频率等级高频电力变压器内部发生沿面放电的实际环境，具有灵活、可控性强、可视化的优点。

为实现上述目的，本发明提供了以下的技术方案：一种基于特高频传感器检测高频沿面放电信号的高灵敏度测试平台，所述测试装置包括高频高压电源、电-热联合老化箱、特高频传感器、高速-红外一体相机、针-板电极、数字示波器。其中：

所述高频高压电源（1）电压输出端与无感电阻（2）相连接；

所述数字示波器（4）上拥有CH1~CH4四个通道接口，高压探头（3）与无感电阻（2）、CH1通道口串联，特高频传感器（7）连接在CH3通道口上，并引出一根数据线将数字示波器（4）与PC端（8）相连；

所述电-热联合老化干燥箱（9）外部安装有聚乙烯绝缘套管（13），运行时内部温度与计时由外部控制台（6）设置，控制台（6）包括温度设置显示屏（22）、计时时间显示屏（23）、计时启动\停止\清零键（24）、温度设置区域（25）、控制台总开关（26）；

所述高速-红外一体相机由焦距微调旋钮（16）、镜头距离微调旋钮（17）、外接显示器（18）、FILR模式开关（19）、镜头（20）、拆卸旋钮（21）构成；

所述针-板电极由针电极（10）、绝缘材料（12）、板电极（11）、升降台（14）构成。

进一步，所述高频高压电源为交流信号源，型号为HFHV30-2，其频率和电压均可连续调节，最大频率范围0kHz~25kHz，最高可输出峰值为30kV的正弦交流电压。

进一步，所述电-热联合老化干燥箱能在外部预先设定实验温度并可以从任意时刻开始计时，最高实验温度不能超过200℃。