[發(fā)明專利]一種低溫、高氣壓環(huán)境下絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811575006.6
• 申請(qǐng)日: 2018-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109541019B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任成燕;胡多;邵濤;章程;嚴(yán)萍;邱清泉;李楊威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): G01N27/92
• 分類號(hào): G01N27/92;G01R31/12
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 朱靜謙

本發(fā)明提供的一種低溫、高氣壓環(huán)境下絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置，包括：腔體，具有容納介質(zhì)的密封空間；高壓電極，固定設(shè)于所述密封空間內(nèi)，與實(shí)驗(yàn)電源高壓端等電位連接；地電極，對(duì)應(yīng)所述高壓電極設(shè)置于所述密封空間，通過(guò)地極引線接地；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述密封空間，包括驅(qū)動(dòng)所述地電極靠近或遠(yuǎn)離所述高壓電極運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)端。將用于調(diào)節(jié)電極間距的操作機(jī)構(gòu)置于測(cè)試腔體內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了無(wú)動(dòng)密封部件。規(guī)避了在低溫、高氣壓環(huán)境下使用膠圈或金屬過(guò)度配合的動(dòng)密封方式所帶來(lái)的問(wèn)題，提供了一種能夠在低溫、高氣壓環(huán)境下使用的絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及絕緣材料擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫、高氣壓環(huán)境下絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

絕緣介質(zhì)廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備，絕緣介質(zhì)的擊穿強(qiáng)度直接關(guān)系到電氣設(shè)備的性能及安全運(yùn)行。擊穿強(qiáng)度測(cè)試對(duì)于了解絕緣介質(zhì)的性能與失效機(jī)理有重要意義，同時(shí)為設(shè)備制造和工程應(yīng)用提供參考依據(jù)。伴隨著超導(dǎo)技術(shù)、氣體絕緣電站等方面的發(fā)展，人們對(duì)多種相態(tài)絕緣介電強(qiáng)度的測(cè)試需求日益明顯。就超導(dǎo)技術(shù)而言，絕緣冷卻工質(zhì)的使用和試驗(yàn)環(huán)境涉及低溫環(huán)境。現(xiàn)有的冷卻工質(zhì)中，液氦價(jià)格昂貴、液氫及烷烴安全隱患巨大、液氮應(yīng)用于高溫超導(dǎo)(-196℃左右)。然而常規(guī)的測(cè)試裝置(如油杯、球隙等)難以同時(shí)保障在低溫、高氣壓及具有一定危險(xiǎn)性介質(zhì)的測(cè)試條件下，安全、便捷與成本節(jié)約地進(jìn)行測(cè)試。

在現(xiàn)有的關(guān)于氣體和液體絕緣測(cè)試專利中，公開(kāi)號(hào)為CN103257307A的所描述的裝置，其裝置原型得到了普遍使用。這類裝置的核心在于通過(guò)絕緣強(qiáng)度測(cè)試腔體外的操縱機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)腔體內(nèi)部電極間距，為可靠實(shí)現(xiàn)這一功能，裝置中都會(huì)含有動(dòng)密封部件(如膠圈或金屬過(guò)渡配合)。但是現(xiàn)有技術(shù)仍存在以下缺點(diǎn)：現(xiàn)有的動(dòng)密封最低使用溫度無(wú)法在低于-196℃環(huán)境中可靠工作，動(dòng)密封失效往往出現(xiàn)以下情況：(1)采用膠圈密封時(shí)，即便是耐低溫很好的氟橡膠和硅橡膠，低于-50℃時(shí)會(huì)進(jìn)入玻璃態(tài)(變硬變脆)，使動(dòng)密封失效；(2)采用金屬過(guò)渡配合，由于各個(gè)金屬零件在溫度變化時(shí)體積膨脹/收縮量不一致，會(huì)使原本可以有動(dòng)密封效果的過(guò)渡配合變成過(guò)盈配合或者是間隙配合，過(guò)盈配合直接導(dǎo)致原本動(dòng)密封的部件直接抱死，間隙配合直接導(dǎo)致漏氣。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置難以滿足在低溫高氣壓環(huán)境下實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題，提供一種能夠在低溫和高氣壓環(huán)境下開(kāi)展絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)的裝置。

本發(fā)明的設(shè)計(jì)方案如下：

一種低溫、高氣壓環(huán)境下絕緣介質(zhì)擊穿強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置，包括：腔體，具有容納介質(zhì)的密封空間；高壓電極，固定設(shè)于所述密封空間內(nèi)，與實(shí)驗(yàn)電源高壓端等電位連接；地電極，對(duì)應(yīng)所述高壓電極設(shè)置于所述密封空間，通過(guò)地極引線接地；調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述密封空間，包括驅(qū)動(dòng)所述地電極靠近或遠(yuǎn)離所述高壓電極運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)端。

優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)和設(shè)置于所述電機(jī)和所述地電極之間的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括受所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸入端和驅(qū)動(dòng)所述地電極運(yùn)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)端。

優(yōu)選的，所述腔體上開(kāi)設(shè)有與所述密封空間貫通的引線孔，所述電機(jī)通過(guò)貫通所述引線孔的弱電引線連接至外部，所述引線孔和所述弱電引線之間設(shè)置有第一封接件。

優(yōu)選的，所述腔體上開(kāi)設(shè)有與所述密封空間貫通的高壓引入孔，所述高壓電極通過(guò)貫穿所述高壓引入孔的高壓引入端連接至外部，所述高壓引入端對(duì)應(yīng)所述高壓引入孔位置設(shè)置有絕緣子，所述絕緣子與所述高壓引入孔之間設(shè)置有第二封接件。

優(yōu)選的，所述腔體上開(kāi)設(shè)有與所述密封空間貫通的接地孔，所述地極引線通過(guò)所述接地孔穿過(guò)所述腔體，所述接地孔與所述地極引線之間設(shè)置有第三封接件。

優(yōu)選的，所述的高壓引入端與所述絕緣子之間設(shè)置有第四封接件。

優(yōu)選的，所述第一封接件、所述第二封接件、所述第三封接件和第四封接件的材料滿足：在-272.2℃至70℃環(huán)境下，膨脹系數(shù)的數(shù)量級(jí)均在10^-6/K，且相配合的各材料的膨脹系數(shù)差距在40％以內(nèi)。