[發明專利]一種油-紙雙層介質在寬溫度梯度下空間電荷測量裝置

在審

• 申請號: 201610168657.8
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN105759131A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 陳慶國;張金烽;池明赫;殷丕盛;王新宇;王永紅;聶洪巖;魏新勞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R29/24
• 分類號: G01R29/24
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

技術領域

本發明涉及一種電荷測量裝置，具體涉及一種油-紙雙層介質在寬溫度梯度下空間電荷測量裝置，屬于高電壓與絕緣技術領域。

背景技術

空間電荷問題普遍存在于固體介質、油紙絕緣等絕緣結構，是制約介質絕緣性能發展的難題。變壓器、電纜、套管等電力設備在設計、運行時都應考慮空間電荷問題。

國內外對于空間電荷的測試普遍采用電聲脈沖法(Pulsedelectroacousticmethod簡稱PEA)。此方法由日本武藏工業大學高田達雄教授等人在上世紀九十年代提出,經過30多年的不斷改進，此方法已經在測量空間電荷方面被廣泛采用。其測量結構相對簡單、操作方便，而且將外施直流高壓與脈沖電壓源相隔離，很好的保護了脈沖電壓發生設備。因此此方法適用于研究高壓直流電場下介質內部的空間電荷的分布情況。其原理是以一個納秒級的高壓脈沖作為激勵，當電脈沖所引起的脈沖電場作用在空間電荷上時，會使其產生局部的微小位移而引起應力波，此應力波在絕緣介質中以聲速傳播，并經過下電極后由特定的壓電傳感器接收，壓電傳感器上電壓信號經過放大器進行放大后經示波器測量、顯示，再通過計算機分析再處理從而間接地獲得空間電荷的分布信息。

在現有的空間電荷溫度梯度測量裝置沒有考慮在低溫的情況下。因此，亟待設計一種專門針對低溫下溫度梯度下空間電荷測試系統。

發明內容

在下文中給出了關于本發明的簡要概述，以便提供關于本發明的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本發明的窮舉性概述。它并不是意圖確定本發明的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本發明的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。

鑒于此，根據本發明的一個方面，本發明旨在提出一種油-紙雙層介質在寬溫度梯度下空間電荷測量裝置，以解決在現有的溫度梯度下空間電荷測量系統無法測量低溫下溫度梯度下空間電荷問題。

本發明提出的一種油-紙雙層介質在寬溫度梯度下空間電荷測量裝置，包括上電極系統、下電極系統、信號采集系統、納秒高壓脈沖和高壓直流電源；

上電極、油隙、油紙、下電極自上而下布置，油紙位于下電極的上表面的中心位置，上電極通過上電極固定圈固定，使油紙、上電極和下電極的中心線在一條線上；

所述上電極系統包括上電極、上電極屏蔽殼、隔直電容、匹配電阻、加熱裝置、出線裝置和上電極固定圈；上電極屏蔽殼上開有BNC安裝孔、加熱槽安裝孔和套管安裝孔，上電極屏蔽殼內部構成上電極屏蔽內腔，上電極屏蔽內腔內設置隔直電容和匹配電阻；

所述出線裝置包括高壓脈沖BNC接頭、高壓套管和直流高壓均壓球，高壓脈沖BNC接頭穿過BNC安裝孔安裝在上電極屏蔽殼上，高壓套管通過套管安裝孔固定在上電極屏蔽殼上，高壓套管內設置保護電阻，直流高壓均壓球安裝在高壓套管頂端；所述加熱裝置包括上電極加熱蓋子、上電極加熱槽和上電極油循環管，上電極加熱蓋子與上電極加熱槽緊密連接，上電極加熱槽通過加熱槽安裝孔固定在上電極屏蔽殼上，上電極油循環管的進油管長出油管短，上電極加熱槽上有開孔用來固定上電極；

納秒高壓脈沖和高壓直流電源通過出線裝置連接到上電極屏蔽內腔，在納秒高壓脈沖終端連接匹配電阻和隔直電容，高壓直流電源通過高壓引線連接保護電阻經高壓引線連接到上電極；

所述下電極系統包括下電極、下電極屏蔽殼和下電極加熱裝置；所述下電極中心處的正下方開一個凹槽，下電極上還開有下電極油循環槽，用鋁皮將下電極油循環槽焊接密封，下電極油循環槽側面留兩個帶螺紋油口；所述下電極屏蔽殼固定在下電極上；

信號采集系統包括壓電傳感器、吸音材料固定板、吸音墊塊、放大器、示波器和計算機；所述凹槽正中心位置安裝壓電傳感器，在壓電傳感器正下方安裝吸音墊塊，用螺釘將吸音材料固定板固定；所述壓電傳感器產生的信號用同軸電纜引出連接到放大器，放大器信號經同軸電纜引出到示波器，示波器經過傳輸線保存到計算機。

進一步地：所述上電極屏蔽內腔內填充環氧樹脂，將環氧樹脂澆筑高度與上電極屏蔽殼下表面、上電極下表面在同一平面上；上電極屏蔽殼外圍上下設置兩個凸出圓盤，分別為上圓盤和下圓盤；下圓盤上有螺孔，通過螺釘與上電極固定圈實現緊密的機械連接。

進一步地：所述出線裝置的高壓套管外部有傘裙，高壓套管內放置的保護電阻用環氧樹脂固定。