[发明专利]一种基于二轴滑台的电介质材料表面电荷自动测量装置

说明书

本发明公开了一种基于二轴滑台的电介质材料表面电荷自动测量装置，属于固体电介质材料表面电荷测量领域，它包括二轴运动滑台，所述二轴运动滑台连接有电介质试样支架，所述二轴运动滑台能带动电介质试样支架在平面内运动；它还包括设置在所述电介质试样支架运动平面上部空间的静电计探头支架和高压电极支架；它还包括PC上位机，所述PC上位机分别与二轴运动滑台、静电计探头支架和高压电极支架通信连接并控制所述二轴运动滑台、静电计探头支架和高压电极支架对电介质试样支架上的试样进行表面电荷检测。上述设置使得该发明相较于现有技术操作简单，运动控制精确；可以实时对采集的数据进行处理，并通过软件直观展示材料表面电荷分布情况。

技术领域

本发明属于固体电介质材料表面电荷测量领域，具体是一种基于二轴滑台的电介质材料表面电荷自动测量装置。

背景技术

聚合物电介质材料在电力设备中有着广泛的应用，其绝缘性能的好坏直接关系到设备能否安全稳定运行。由聚合物电介质绝缘材料所构成的绝缘系统，在施加一定电压发生局部放电后，电荷将会在电介质表面积累并滞留很长时间。表面电荷不仅会使绝缘系统原有的电场发生畸变，在外部电场发生反转时会促进下一次放电发生 ，从而造成电介质绝缘性能下降。现代工业电机中大量使用聚合物绝缘材料，而电机的使用寿命则主要取决于其绝缘寿命，现代化的工业体系标准对电机的使用性能提出了更高的要求。因此，通过测量聚合物表面电荷，并评估聚合物绝缘电荷积累特性具有重要意义。

在现有技术中的常常采用以下几种测量办法来检测电介质材料表面电荷：粉尘图法、普克尔斯电光效应法和静电探头法。

而在其中现有技术采用的静电探头法有以下不足：无法自动测量电介质表面电荷；测量表面电荷结果不准确，无法精确调整测量位置等。

发明内容

本发明的内容在于，针对上诉问题，提供一种基于二轴滑台的电介质材料表面电荷自动测量装置，通过二轴滑台实现静电探头对试样表面的精确扫描；高速数据实时采集测量数据，测量数据传入电脑经过上位机软件处理，经过反演算法计算出材料表面电荷分布，并绘制三维图像。该发明相较于现有技术操作简单，运动控制精确；可以实时对采集的数据进行处理，并通过软件直观展示材料表面电荷分布情况。

本发明的方案如下:

一种基于二轴滑台的电介质材料表面电荷自动测量装置，它包括二轴运动滑台，所述二轴运动滑台连接有电介质试样支架，所述二轴运动滑台能带动电介质试样支架在平面内运动；它还包括设置在所述电介质试样支架运动平面上部空间的静电计探头支架和高压电极支架；它还包括PC上位机，所述PC上位机分别与二轴运动滑台、静电计探头支架和高压电极支架通信连接并控制所述二轴运动滑台、静电计探头支架和高压电极支架对电介质试样支架上的试样进行表面电荷检测。

由于采用上述设置，相较于现有技术操作简单，运动控制精确；可以实时对采集的数据进行处理，并通过软件直观展示材料表面电荷分布情况。

进一步的，所述二轴运动滑台包括底部运动滑台和顶部运动滑台搭接构成，所述二轴运动滑台通过二维滑台运动控制模块与所述PC上位机通信连接，所述PC上位机编程控制所述二轴运动滑台在平面内运动。

在上述设置中，将二轴运动滑台设置为由两个不同行程的一维运动滑台构成，即实现了在平面内X和Y方向的移动。而本发明中，根据相应实验情况将底部一维滑台行程定为40cm、顶部滑台行程设定为10cm，同时在两个一维滑台的端部并单独的分别设置一个57步进电机，再将两个57步进电机与二维滑台运动控制模块通信连接，即可实现通过PC上位机对运动控制器编程精确控制滑台按相应路径运动。

进一步的，所述电介质试样支架包括依次设置在顶部运动滑台上部的金属隔板、特氟龙绝缘隔板和圆形铜板电极，所述圆形铜板电极接地。