[发明专利]一种高温抗干扰空间电荷测量装置及测量方法

说明书

一种高温抗干扰空间电荷测量装置及测量方法，该装置由脉冲耦合电路单元、电极测试单元以及声脉冲传感器单元构成；测试电极单元通过高温油浴将试样加热至不同温度；脉冲耦合电路单元通过常温油浴循环以隔离测试电极单元加热的影响；声脉冲传感器可采用聚偏氟乙烯‑三氟乙烯或铌酸锂晶体材料。方法包括步骤如下：1)根据测试温度需要，选择测试所需传感器材料；2)将试样置于测量装置中；3)调整常温及加热油浴循环系统；4)设置加热油浴循环系统的温度，待温度传感器达到设定值并稳定后，进行空间电荷测试。本发明能够有效排除电极测试单元加热对于脉冲耦合电路单元的影响，且屏蔽效果较好，实现了高温、高场强条件下的空间电荷的准确测量。

技术领域

本发明涉及电气绝缘测试领域，具体涉及一种高温抗干扰空间电荷测量装置及测量方法。

背景技术

随着高压直流输电系统的快速发展，复合绝缘材料越来越广泛地应用于超、特高压直流输变电设备当中。然而超、特高压设备的运行电压高，载流量大，发热严重，复合绝缘材料在高温、高场强条件下的空间电荷输运与积聚特性的研究，对超、特高压直流输变电设备绝缘材料的选择、绝缘结构的设计与优化以及电网的安全、可靠运行有着重大意义。

目前常见复合绝缘材料的空间电荷测量装置大多是在较低温度(约为60℃)下进行测量；少数通过将R-C脉冲耦合电路置于测试腔体外部消除加热的影响，然而脉冲耦合电路的外置会导致其屏蔽效果不佳。一方面，随着超、特高压直流输电系统载流量的大幅提高，电力设备的运行温度也显著增高，部分电力设备(如套管)在运行时的热点温度能够达到130℃左右；另一方面，随着复合绝缘材料在超、特高压设备中的广泛应用，其空间电荷特性随温度的变化规律，尤其是在较高温度下的电荷输运与积聚特性亟待研究。

因此，有必要实现复合绝缘材料在高温下的空间电荷特性的准确测量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种高温抗干扰空间电荷测量装置及测量方法，能够在高温、高场环境下测量固体复合绝缘材料的空间电荷特性，兼顾屏蔽性。

为了实现上述目的，本发明高温抗干扰空间电荷测量装置，包括脉冲耦合电路单元以及与脉冲耦合电路单元隔离连接的电极测试单元，脉冲耦合电路单元与电极测试单元组成用于设置上电极的腔体；所述的脉冲耦合电路单元侧壁上开孔连接常温油浴循环管路，电阻及电容设置于脉冲耦合电路单元内部的常温油浴当中；所述的电极测试单元侧壁上开孔连接高温油浴循环管路，上电极的顶部与脉冲耦合电路单元的内部连通，电极测试单元底部密封连接下电极，试样置于上电极与下电极之间的高温油浴之中进行加热；脉冲耦合电路单元的顶部密封设置上盖板，上盖板上开孔向上电极引入高压源及脉冲源导线，所述的下电极经过压电传感器、声波吸收材料以及放大器连接外部的示波器和计算机。

所述的上电极底部螺纹连接可更换电极，上电极经过可更换电极连接试样。

所述的下电极上安装有温度传感器。

所述的脉冲耦合电路单元与上盖板之间设置第一密封圈，电极测试单元与下电极之间设置第二密封圈；所述的下电极安装在底座上，上盖板、脉冲耦合电路单元、电极测试单元以及底座的材质均为铜。所述的下电极底面在底座形成的空间中设置传感器支座，压电传感器及声波吸收材料通过聚四氟环负公差配合固定于传感器支座当中。

所述的脉冲耦合电路单元与电极测试单元通过聚四氟隔板进行隔离，聚四氟隔板包括用于分隔上下两侧腔体的挡板以及设置在挡板中部用于固定上电极的筒体，所述的筒体上下两端开口并且内壁上设有能够固定上电极的台阶面。

本发明高温抗干扰空间电荷测量装置的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、打开脉冲耦合电路单元与电极测试单元，安装上电极并将试样紧密放置于上电极与下电极之间，调整位置确保试样几何中心与电极中心重合；