[發明專利]一種基于復合電場的超導絕緣材料老化評估方法

在審

• 申請號: 201810079820.2
• 申請日: 2018-01-27
• 公開（公告）號: CN110095699A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 杜伯學;田猛;蘇金剛;韓濤;李進;朱樂為
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程小艷

1.一種基于復合電場的超導絕緣材料老化評估方法，其特征在于，采用累積損傷的方法對高溫超導直流電纜用絕緣材料絕緣狀態進行有效評估，具體包括如下步驟：

1)制備基于針-板電極的環氧樹脂測試試樣:試樣制備采用針-板電極系統，針電極接高電壓，板電極接地，試樣放在平板電極上；試樣被固定在兩片透明玻璃片之間；

(1)將環氧樹脂和聚酰胺按照3:1的質量配比倒入燒杯中混合，然后使用磁力攪拌器均勻攪拌混合物20min，使其混合均勻，得到混合均勻后的環氧樹脂混合液體；

(2)將步驟(1)中混合均勻后的環氧樹脂混合液體放入真空箱中抽真空兩個小時，以充分去除其中的水分和空氣，得到干燥的環氧樹脂混合液體；

(3)從真空箱內取出，然后將步驟(2)中干燥的環氧樹脂混合液體用玻璃棒引流緩慢倒入提前準備好的模具中；

(4)在室溫下靜置固化48小時，再于60℃烘烤箱烘烤8小時，取出自然降溫至室溫；

(5)在試樣底部貼上厚度為銅箔電極；

2)使用低溫環境下電樹枝實驗系統裝置進行實驗：

(1)放置環氧樹脂試樣：先檢查低溫環境下電樹枝實驗系統裝置正常后，開始連接試樣針電極和低溫環境下電樹枝實驗系統裝置高壓端；

(2)在恒溫箱中倒入液氮，由溫度傳感器實時測量箱內溫度，通過溫度控制系統保證恒溫箱內部溫度達到實驗要求，以每秒10℃速率下降溫度至液氮溫度-196℃，再等待5min以保證材料的溫度達到液氮溫度；

(3)進行加壓實驗：采取先加直流電壓再加脈沖電壓的方法，以1kV/s的速率加壓至指定直流電壓數值，等待5min后再加脈沖電壓，同樣以1kV/s的速率加壓至指定脈沖電壓數值；

(4)取出試樣：在指定加壓時間后，關閉電源取出試樣，靜置于室溫環境20min，準備在電樹枝觀測裝置下進行觀察；

3)在電樹枝觀測裝置下觀察試樣電樹枝老化情況：

(1)放置試樣，調試光學顯微鏡和CCD數碼攝像頭，調節冷光源位置，使冷光源發出的光直射試樣針尖，以清晰地觀測環氧樹脂試樣的內部情形；

(2)觀測試樣：將CCD數碼攝像頭與終端相連，通過視頻軟件觀測試樣內部電樹枝的形態，并拍照記錄；

4)采用Matlab語言進行計算：

(1)截取包含整個電樹枝的圖片，總像素值為500pixels×500pixels；

(2)對圖像進行二值化處理得到給黑白圖像；

(3)統計圖像中黑色區域內的像素個數，得到的數值即為電樹枝的累積損傷值；

(4)采用累積損傷分析不同復合電壓與脈沖頻率下絕緣的老化面積結果。

2.根據權利要求1所述的基于復合電場的超導絕緣材料老化評估方法，其特征在于，所述試樣距離銅箔電極2mm。

3.根據權利要求1所述的基于復合電場的超導絕緣材料老化評估方法，其特征在于，所述銅箔電極厚度為100μm。