[發(fā)明專利]一種絕緣材料表面電勢變化實時測量系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510378832.1
• 申請日: 2015-07-01
• 公開（公告）號: CN104931803B
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 何金良;胡軍;李傳揚;張波;余占清
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R29/24
• 分類號: G01R29/24;G01R31/00;G01R1/04;G01R1/18
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種絕緣材料表面電勢變化特性測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量系統(tǒng)包括底座，探頭及電極固定支架，帶有標尺的滑動導軌，探頭夾持器，支撐柱，高壓電極，地電極，電容探頭，探頭保護罩，絕緣材料固定槽，靜電電壓表，數據采集模塊，以及數據處理系統(tǒng)及顯示界面；其中，探頭及電極固定支架通過支撐柱固定在底座上方，電極固定支架上設滑動導軌，滑軌標尺設置在滑動導軌一側邊，高壓電極、探頭保護罩和探頭夾持器依次豎直安裝在電極固定支架上，電容探頭由探頭夾持器夾持能沿滑動導軌移動，電容探頭上端與靜電電壓表相連，高壓電極與高壓電源發(fā)生器相連；地電極固定在底座上，絕緣材料固定槽開設在底座上，底座上的固定槽與電極固定支架的滑動導軌上下位置對應；靜電電壓表、數據采集模塊、數據處理系統(tǒng)及顯示界面依次相連。

2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述底座采用尺寸為300mm×200mm×10mm環(huán)氧云母板，并由設置在底座下面的四個高為40mm，直徑為20mm聚四氟乙烯圓柱支撐，其中，所述聚四氟乙烯圓柱與所述底座用聚四氟乙烯螺栓固定。

3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，探頭及電極固定支架采用厚度為10mm的T型有機玻璃板，T型有機玻璃板的頂邊長140mm，豎直邊長180mm，頂邊正中開有直徑10mm圓孔，用于固定所述高壓電極，豎直邊中間開有垂直于頂邊的寬度10mm，長度120mm長縫隙作為其滑動導軌，用于固定所述探頭夾持器；沿所述長縫隙刻蝕于狹縫一側通過刻刀有滑軌標尺，精度5mm每格。

4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述探頭夾持器由尺寸為30mm×20mm×10mm上蓋和30mm×20mm×70mm下蓋組成，上蓋和下蓋所述長縫隙上下兩側，通過兩個直徑5mm聚四氟乙烯螺栓固定，并確保能夠手動沿所述長縫隙滑動，其中，上蓋和下蓋位于所述地電極一側邊開有5mm×5mm凹槽，用于放置所述電容探頭。

5.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓電極作為施加直流電壓的電極，為直徑10mm，長120mm銅圓柱電極，上端帶有螺紋，被固定于所述T型有機玻璃頂邊正中開孔，可通過旋轉調節(jié)高低。

6.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述地電極作為接地電極，為0.5mm厚，面積30mm×30mm銅板，通過螺釘固定于所述底座，位置靠近T型有機玻璃豎直邊下部。

7.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的探頭保護罩用于預期試驗電壓下探頭安全區(qū)域的確定，由頂端和下端兩部分組成，二者為一整體，頂端高度10mm，寬度和厚度分別為30mm和3mm，下端為高度93mm，寬度和厚度分別為5mm和1mm的銅板，中間有一高10mm區(qū)域穿過探頭夾持器導軌，安裝時緊貼探頭夾持器背面。

8.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的絕緣材料固定槽用于試驗過程中絕緣試樣的固定，為所述底座中間40mm×120mm，深1mm的凹槽。

9.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的數據處理系統(tǒng)及顯示界面為一臺配有使用LabVIEW編寫的相應處理程序的臺式計算機或筆記本電腦，用來對采樣率及采樣時間的控制，實現對表面電勢進行實時采集，并實現表面電勢到表面電勢的轉換，將數據進行顯示存儲，采用單點采樣方式，時間間隔1ms。

10.一種采用如權利要求1所述測量系統(tǒng)在正壓力環(huán)境下的各類氣體環(huán)境中絕緣材料表面電勢轉移進行測試的方法，其特征在于，包括以下步驟；

(1)安裝絕緣材料：將按照要求切割好的絕緣材料嵌入絕緣材料固定槽，旋轉高壓電極，使其緊壓在絕緣材料板上表面，絕緣板另一端上面覆蓋地電極；

(2)安裝調節(jié)探頭保護罩位置，使其位于探頭夾持器與高壓電極之間，并緊貼探頭夾持器放置，將其上端接地，按照試驗預期要求高壓電源發(fā)生器施加直流電壓并保持一定時間后，斷開電壓，如果過程中不發(fā)生高壓電極對探頭保護罩放電，則確定在相同電壓施加方式下，探頭在當前地點到地電極之間的任何位置移動都不會發(fā)生放電，此移動區(qū)域即為安全區(qū)域，如果發(fā)生放電，降低電壓，或者將探頭保護罩到高壓電極距離調大重復測試，直到沒有放電發(fā)生為止；

(3)撤除探頭保護罩，將探頭安裝到絕緣材料固定槽內，調節(jié)高度使下端距離待測絕緣材料表面3mm，按照預先制定的試驗計劃設置相應采集時間，開啟采集系統(tǒng)后，以步驟(2)中所述方法施加電壓并斷開，便得到施加電壓前后探頭下端部位電勢積聚及衰減特性曲線；

(4)該過程結束后，通過滑動探頭夾持器位置，測量絕緣表面不同位置下表面電勢積聚及衰減特性。