[发明专利]一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置

说明书

技术领域

本申请涉及电荷测量技术领域，具体涉及一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置。

背景技术

盆式绝缘子一般由绝缘件(如瓷件)和金属附件(如钢脚、铁帽、法兰等)用胶合剂胶合或机械卡装而成。在空间电场测量方面，目前已应用于强电场测量的传感器主要有M-Z干涉类型和集成共路干涉类型，基于M-Z干涉的电场传感器，半波电场范围为1500kV/m～6000kV/m，能够良好响应ms、μs、ns量级波形，满足强电场测量对灵敏度及频带的要求。基于共路干涉的集成电场传感器主要应用于介质表面放电电场测量，采用此结构的目的是制作亚mm级全电介质传感器，以减小对原场的干扰。而针对VFTO下空间高频电场传感器的研究，对传感器的要求则更加苛刻。球形电场传感器，其带宽为10Hz～25MHz，最大可测场强为10kV/cm，金属球的直径为4cm，将其应用于VFTO外部电场测量，研究结果表明由断路器管壳辐射的电场基频约为10MHz～20MHz，随着传感器与管壳之间距离的变化，电场幅值的变化范围为5kV/m～60kV/m。脉冲电场探头，其带宽为3.5Hz～1GHz，最大可测场强为10kV/cm，经改进后金属壳体直径为1cm、长度为6cm。利用该类型传感器进行了ESD辐射场测试，得出了电场分布的基本规律。有源电场测量系统，采用偶极棒状天线作为接收天线，测量系统的带宽为540Hz～40MHz，最大可测场强为40kV/m。清华大学采用M-Z干涉电场传感器研究了流注放电电场，发现流注所致的电场跃升现象。由以上分析可见，目前，国内外对光电集成电场传感器的研究还处于起步阶段，其应用主要用于测量流注不同位置电场强度，以及架空线周围的电场强度。

实际运行中的GIS盆式绝缘子表面会积聚表面电荷，表面电荷的存在将使得局部电场发生畸变，造成VFTO下绝缘子沿面闪络；对绝缘子表面电荷测量造成干扰，使得测量误差变大。

发明内容

本申请的目的是为了解决实际运行中的GIS盆式绝缘子表面会积聚表面电荷，表面电荷的存在将使得局部电场发生畸变，造成VFTO下绝缘子沿面闪络；对绝缘子表面电荷测量造成干扰，使得测量误差变大的问题。

为此，本发明实施例提供了如下技术方案：一种盆式绝缘子模型表面电荷测量装置，包括电荷测量单元、数据处理单元和供能单元；

所述电荷测量单元包括正压容器模块，所述正压容器模块内设置有高压电极模块，所述高压电极模块上设置有待测盆式绝缘子模块，所述待测盆式绝缘子模块上设置有若干电容探头模块；

所述数据处理单元包括静电计模块，所述静电计模块与示波器模块相连接，所述示波器模块与显示模块相连接；所述静电计模块与所述电容探头模块相连接；

所述供能单元包括高压电源模块，所述高压电源模块与所述高压电极模块相连接。

可选地，所述高压电极模块呈条状结构，所述高压电极模块水平设置于所述正压容器模块内，所述高压电极模块左端通过导线与所述高压电源模块相连接。

可选地，所述待测盆式绝缘子模块设置于所述高压电极模块外表面上，所述待测盆式绝缘子模块通过嵌件与所述高压电极模块连接，所述待测盆式绝缘子模块设置于所述高压电极模块中间部位；所述待测盆式绝缘子模块水平截面呈“V”形。

可选地，所述高压电源模块包括凹面电极和凸面电极，所述凹面电极与所述凸面电极一次成型为整体；所述嵌件设置于所述凹面电极与所述凸面电极之间；所述凹面电极与所述凸面电极均与步进电机相连接；所述凸面电极一端设置有支撑旋转电极，所述支撑旋转电极设置于所述嵌件外侧，所述支撑旋转电极与所述步进电机相连接。

可选地，所述凹面电极与所述凸面电极均可沿前后垂直方向进行旋转。

可选地，所述电容探头模块设置于所述待测盆式绝缘子模块的前后表面上，所述电容探头模块与所述步进电机相连接。

可选地，所述静电计模块与所述电容探头模块通过光纤相连接。

可选地，所述待测盆式绝缘子模块外延设置有法兰接口，所述法兰接口与所述正压容器模块外侧连通。

可选地，所述待测盆式绝缘子模块包括500kV GIS盆式绝缘子的微缩模型。

本发明实施例提供的技术方案包括以下有益效果：本申请通过将待测盆式绝缘子模块设置于高压电极模块上，同时在待测盆式绝缘子模块上设置若干电容探头模块，搭建GIS盆式绝缘子微缩模型表面电势测量平台，并通过电荷反演算法算得表面电荷分布，测量干扰小，误差小，精度高。

附图说明