[發明專利]用于聚合物-無機填料復合物電樹枝的觀測裝置

有效

• 申請號: 201310294049.8
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103336011A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 高俊國;張曉虹;郭寧;遲曉紅;程宇佳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01R31/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及用于聚合物-無機填料復合物電樹枝的觀測裝置，屬于電力領域。

背景技術

近年來，各種中高頻的電力電子設備在電力系統等領域得到了日益廣泛的應用，與此同時也對絕緣材料的性能提出了新的考驗。在高壓電力設備如電纜中，隨著電壓等級和容量的不斷提高，電樹枝老化成為導致絕緣材料失效的重要原因。

電樹枝是一種發生在電介質中的電致裂紋現象，因其形狀與樹枝相似而得名，它的存在將導致絕緣等級下降，是一種嚴重威脅電器設備，開關器件和絕緣套管運行安全的電老化現象。

自從1972年首次在聚合物絕緣中發現電樹枝以來持久深入的研究，人們對電樹枝現象的認識逐漸從表面走向深入。但目前觀測主要是單一的采用CCD數字攝像采集系統，對電樹枝動態生長過程的拍攝大量實驗照片和生長特性數據，探討絕緣中的電樹枝發展特征與材料聚集態結構的關系。

目前系統存在的主要問題有：

1）CCD攝像采集系統拍的是模擬圖像，其放大僅僅是將模擬圖像整體放大，而透光性反比與放大倍數，所以鏡頭放大倍數較小，無法觀測到電樹枝微小量的變化；并且在高電壓情況下，對鏡頭的工作距離很難滿足實驗的要求。

2）目前光源為橙黃色碘鎢燈或白熾燈等提供，直射試樣會使得鏡頭過度曝光，不直射試樣，光線提供不足，鏡頭無法觀測到試樣內部的情況，而不能感測到電樹枝細微結構。

3）因聚合物材料的半透明或不透明的結構，在進行觀測時可能會產生其它的光學現象，而使觀測結果不夠清晰。

4）對焦困難，試樣與鏡頭的相對位置不固定，每次更換試樣后對焦困難。

5）放大倍數不確定，尺寸標度不準確。每次更換試樣后，若想得到精確的測量尺寸，都需要重新校核。

發明內容

本發明目的是為了解決采用CCD攝像采集系統觀察電樹枝存在的問題，提供了一種用于聚合物-無機填料復合物電樹枝的觀測裝置。

本發明所述用于聚合物-無機填料復合物電樹枝的觀測裝置，它包括近紅外光源、絕緣油箱、地電極、聚合物-無機填料復合物試件、鎢針、交流升壓電路、220V交流電源、放大鏡頭、視頻顯微鏡、計算機和接地保護電路；

絕緣油箱為充滿絕緣油的箱體，地電極設置有絕緣油箱的底部，地電極上設置有聚合物-無機填料復合物試件；近紅外光源和放大鏡頭設置在絕緣油箱外相對的兩側，并與聚合物-無機填料復合物試件在同一直線上；

220V交流電源的220V交流電壓輸出端與交流升壓電路的輸入端相連；

交流升壓電路的輸出端與露出絕緣油外的鎢針的頂部連接；

鎢針的針尖置于聚合物-無機填料復合物試件內；

近紅外光源發出的光束經過絕緣油后進入聚合物-無機填料復合物試件，從聚合物-無機填料復合物試件透射出的光束經過絕緣油后進入放大鏡頭的光輸入端；

放大鏡頭的放大信號輸出端與視頻顯微鏡的輸入端相連；視頻顯微鏡的電樹枝圖片信號輸出端與計算機的電樹枝圖片信號輸入端相連；

交流升壓電路通過接地保護電路接地。

本發明的優點：本發明所述用于聚合物-無機填料復合物電樹枝的觀測裝置結構簡單，觀測的電樹枝效果好，放大倍數最大可達2086，該觀測系統分辨率為0.96μm，并同時具備景深2.24μm。

附圖說明

圖1是本發明所述用于聚合物-無機填料復合物電樹枝的觀測裝置的結構示意圖；

圖2是采用傳統方式觀測的電樹枝照片；

圖3是采用本發明方式觀測的電樹枝照片。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述用于聚合物-無機填料復合物電樹枝的觀測裝置，它包括近紅外光源1、絕緣油箱2、地電極3、聚合物-無機填料復合物試件4、鎢針5、交流升壓電路6、220V交流電源7、放大鏡頭8、視頻顯微鏡9、計算機10和接地保護電路12；

絕緣油箱2為充滿絕緣油的箱體，地電極3設置有絕緣油箱2的底部，地電極3上設置有聚合物-無機填料復合物試件4；近紅外光源1和放大鏡頭8設置在絕緣油箱2外相對的兩側，并與聚合物-無機填料復合物試件4在同一直線上；

220V交流電源7的220V交流電壓輸出端與交流升壓電路6的輸入端相連；

交流升壓電路6的輸出端與露出絕緣油外的鎢針5的頂部連接；

鎢針5的針尖置于聚合物-無機填料復合物試件4內；