[發明專利]針-板電極介質空間電荷與局部放電超高頻信號同步測量裝置

在審

• 申請號: 201410146552.3
• 申請日: 2014-04-14
• 公開（公告）號: CN103884973A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 張倩;吳建東;蘭莉;尹毅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R29/24
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種電變量測量領域的裝置，具體是一種針-板電極介質空間電荷與局部放電超高頻信號同步測量裝置。

背景技術

局部放電是導致絕緣裂化和故障的重要因素。局部放電發生時可以產生頻率高達3GHz超高頻信號，通過超高頻信號的測量可以判斷局部放電的發生與否，目前對油中局部放電產生的機理有多種解釋和猜測，但并沒有達成統一的意見。針-板電極常用于模擬研究典型缺陷產生的局部放電的特性。研究針-板電極下油中空間電荷的分布可以有助于解釋不同類型局部放電產生及發展的機理。實時測量針-板電極下局部放電發生時所產生的局部放電超高頻信號和油中空間電荷的分布并對其進行分析可有效地說明空間電荷對局部放電產生及發展的作用，進而有助于研究局部放電對絕緣性能的影響及局部放電模式的識別，從而對改善絕緣結構，提高絕緣性能提供有效地指導。

電聲脈沖法可以有效地測量高壓直流電場作用下絕緣材料的空間電荷行為，經過對現有技術的檢索發現，中國專利文獻號CN103576005，公開日2014-2-12，記載了一種針-板電極固體介質空間電荷測量系統，包括：針電極、絕緣件、固定夾具、下電極板、壓電薄膜、聲波吸收層和屏蔽盒，其中：絕緣件固定于固定夾具上，被測固體樣品定位于下電極板的上表面中部，針電極穿過絕緣件的中心通孔插入被測固體樣品，下電極板與固定夾具的下方連接，下電極板的下表面中部設壓電薄膜，該壓電薄膜的位置與被測固體樣品相對應，聲波吸收層設置于壓電薄膜的下方且兩者均設于屏蔽盒內。但該現有技術與本發明相比，該現有技術僅能測量針板電極固體介質空間電荷的分布。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種針-板電極介質空間電荷與局部放電超高頻信號同步測量裝置，能夠根據需要選擇針-板間距，實現液體或固體介質在針-板電極下的空間電荷測量和局部放電超高頻信號的同步測量。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：金屬均壓球、針電極、內絕緣件、外絕緣件、高度調節齒輪、屏蔽筒、傳感測量天線、下電極、壓電薄膜、聲波吸收層和屏蔽盒，其中：內絕緣件套設于外絕緣件的中部，內絕緣件的外側設有齒結構，針電極的頂端設置金屬均壓球，底端分別穿過內絕緣件和外絕緣件的中部通孔，高度調節齒輪與外絕緣件上的齒結構配合，通過旋轉高度調節齒輪以調整內絕緣件與外絕緣件的相對位置以選擇合適的針電極和下電極之間的距離，針電極下端與設置于下電極上的待測液體油樣接觸，金屬均壓球、針電極和絕緣件均位于屏蔽筒和下電極的上表面相連形成的密閉空間內，絕緣件與下電極的上表面相連以定位，壓電薄膜和聲波吸收層均設置于屏蔽盒與下電極的下表面相連形成的密閉空間內，壓電薄膜的上表面與下電極的下表面接觸，下表面與聲波吸收層相連，在針電極的頂端施加電壓脈沖，待測液體油樣產生振動，發出機械波信號，該機械波信號由壓電薄膜接收并轉換為電壓信號以反映被測液體油樣內部的空間電荷分布，傳感測量天線設置于屏蔽筒上以測量局部放電產生的超高頻信號，機械波信號中透過壓電薄膜的剩余部分由聲波吸收層吸收。

所述的內絕緣件和外絕緣件的材質為聚四氟乙烯。

所述的內絕緣件的直徑是20mm-30mm，高度是80mm-100mm，外絕緣件是設有與內絕緣件匹配的通孔的圓柱結構，外徑是80mm，高度與內絕緣件一致，并開有與高度調節齒輪匹配的槽和孔。

所述的高度調節齒輪直徑是20-30mm，該齒輪中心處設有手桿以旋轉齒輪，該手桿長度為50mm-60mm，直徑為10mm-20mm。

所述的屏蔽筒的直徑范圍是150mm-180mm，厚度范圍是10mm-12mm，高度范圍是200mm-220mm。

所述的屏蔽筒設有兩個通孔，其中一個通孔與金屬均壓球的高度一致以施加電壓脈沖，另一通孔的高度范圍是100mm-120mm，直徑范圍為10mm-12mm。

所述的傳感測量天線為超高頻信號單極子測量天線，超高頻是指局部放電發生時所發射出的最高頻率為3GHz的超高頻信號；傳感測量天線的結構為：長度是30mm，直徑是1mm的金屬結構。

所述的下電極的結構為平板結構，上表面開設T形槽和第一環形槽，下表面開設第二環形槽，其中：T形槽的底層容納待測液體油樣，上層與絕緣件相連，屏蔽筒與第一環形槽相連，第二環形槽位于T形槽的正下方用于固定連接屏蔽盒。

所述的T形槽的上層外徑范圍是80mm-100mm，上層深度范圍是3mm到5mm，底層內徑比上層外徑小6mm-10mm，底層深度比上層深度多5mm-10mm。