[發明專利]一種絕緣材料的電-熱-氣多應力聯合老化實驗平臺及實驗方法

在審

• 申請號: 202110364711.7
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113092962A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 李盛濤;牛歡;李明儒;唐樊;范偉博;毛航銀;劉曄
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網浙江省電力有限公司
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G01R31/20;G01N17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發明公開了一種絕緣材料的電?熱?氣多應力聯合老化實驗平臺及實驗方法包括若干實驗腔，所述實驗腔的頂部連接有密封蓋，所述密封蓋上連接有穿插至實驗腔內部的加熱環和溫度傳感器探頭，加熱環和溫度傳感器探頭共同連接至溫度控制器，所述實驗腔的底部內側設置有絕緣板，所述實驗腔的腔壁上對稱設置有兩個高壓電極，其中一個高壓電極連接至老化電壓源的高壓端，另一個高壓電極接地，若干實驗腔并聯連接在老化電壓源上，所述絕緣板上用于放置對絕緣材料施加電壓的一組放電電極。本發明實驗平臺結構設計合理，占地面積小，便于操作，能夠實現在不同氣氛中長期加熱加壓實驗。

技術領域

本發明屬于高壓絕緣技術領域，特別涉及一種絕緣材料的電-熱-氣多應力聯合老化實驗平臺及實驗方法。

背景技術

環氧樹脂及其復合材料作為一種優良的絕緣材料，因為其絕緣性能與機械性能良好、廉價且便于獲取，一直作為高壓氣體絕緣開關(GAS INSULATED SWITCHGEAR，GIS)中盆式絕緣子的主要絕緣材料。而氣-固界面發生的沿面閃絡的制約著高壓設備向特高壓、小型化的方向發展。提高氣-固絕緣系統沿面閃絡性能，對于保證電力裝備安全可靠運行具有重要意義。目前已有多種對絕緣材料表面處理進而提升沿面閃絡性能的方法，比如表面涂層、表面氟化，表面等離子體處理，表面電子束輻照處理等，但是對于表面處理后的沿面閃絡性能的穩定性和處理方法時效性的研究較少，同時，對應工程實際中在SF₆中長期加壓后的沿面閃絡的研究也較少。

因此，表面處理后的環氧絕緣材料在不同氣氛條件下的沿面閃絡性能穩定性的研究非常關鍵。目前，已有的實驗平臺一般只能針對環氧絕緣材料進行熱老化或者熱電老化實驗后再進行沿面閃絡實驗，鮮有關于對環氧絕緣材料進行不同氣氛下長期加熱加壓運行后的沿面閃絡穩定性測試的相關報道。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種絕緣材料的電-熱-氣多應力聯合老化實驗平臺及實驗方法，以克服現有技術存在的缺陷，本發明實驗平臺結構設計合理，占地面積小，便于操作，能夠實現在不同氣氛中長期加熱加壓實驗；該方法操作簡便，過程易控，時間周期可控，成本低，效率高。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種絕緣材料的電-熱-氣多應力聯合老化實驗平臺，包括若干實驗腔，所述實驗腔的頂部連接有密封蓋，所述密封蓋上連接有穿插至實驗腔內部的加熱環和溫度傳感器探頭，加熱環和溫度傳感器探頭共同連接至溫度控制器，所述實驗腔的底部內側設置有絕緣板，所述實驗腔的腔壁上對稱設置有兩個高壓電極，其中一個高壓電極連接至老化電壓源的高壓端，另一個高壓電極接地，若干實驗腔并聯連接在老化電壓源上，所述實驗腔的腔壁上還設置有三通和抽氣口，所述三通上連接有注氣口、氣壓表和放氣口，所述抽氣口上連接有真空泵；所述絕緣板上用于放置對絕緣材料施加電壓的一組放電電極。

進一步地，所述密封蓋通過若干緊固螺釘與實驗腔上部的外沿連接。

進一步地，所述密封蓋的中心位置設置有石英材質的觀察窗。

進一步地，所述老化電壓源為能夠提供指定電壓等級的電壓、且具有短路保護功能和計時功能的電壓源。

進一步地，所述放電電極通過PTFE固定底座放置在絕緣板上。

進一步地，所述放電電極采用指型電極，所述指型電極的球形指頭半徑為10mm，兩個放電電極的間距為5mm。

進一步地，所述實驗腔的材料選用耐腐蝕鋼材；所述密封蓋采用不銹鋼；所述指型電極的材料為不銹鋼；電極固定底座的材料為聚四氟乙烯。

一種絕緣材料的電-熱-氣多應力聯合老化實驗方法，包括以下步驟：

步驟一：取絕緣材料，進行預處理；

步驟二：將絕緣材料置于放電電極之間，用導線將兩個放電電極的尾端與實驗腔腔壁上的兩個高壓電極連接；