[发明专利]沿面闪络实验样品更换装置、实验装置和样品更换方法

说明书

本发明涉及沿面闪络实验样品更换装置、实验装置和样品更换方法，旨在解决现有绝缘材料沿面闪络实验样品更换耗时长、操作复杂的问题，同时减少了样品更换过程中气体泄漏引起的环境污染。其中，沿面闪络实验样品更换装置包括控制器、样品更换和电极压紧结构，样品更换和电极压紧结构由位移步进电机和旋转步进电机驱动，实现了样品托台与电极的压紧，及样品的更换。本发明基于自动控制技术，实现真空或者高气压绝缘环境中实验样品的自动更换，不打开实验腔体，节省时间，提高了实验效率，减少了绝缘气体泄漏引起的污染，具有结构简单、操作方便、节约成本、可重复性好等优点。

技术领域

本发明属于电力绝缘材料检测技术领域，具体涉及沿面闪络实验样品更换装置、实验装置和样品更换方法。

背景技术

在电力设备中，绝缘结构用于连接不同电位的导体，是保证装置和设备正常运行的重要部件之一，绝缘部件与绝缘介质的界面上，沿面闪络电压一般比相同电极结构下绝缘介质的体击穿电压要低，易发生沿面闪络，闪络也会加剧电场畸变，使绝缘材料受到严重破坏，是高压设备中常见的故障模式。

为确保绝缘部件的绝缘性能可靠性，在应用之前往往需要对其沿面闪络进行大量的实验研究。开展绝缘材料在不同绝缘环境中的沿面闪络电压时，一般将绝缘材料样品放置在实验腔体内部，调整腔体内的绝缘环境后再开展沿面闪络实验。由于存在放电通道发展的随机性和材料表面微观状态的差异性，相同条件下绝缘结构的沿面闪络电压在数据上表现出一定分散性，所以研究一种材料的沿面闪络时，需采用大量的实验样品开展实验以保证实验结果的可靠性。

绝缘材料沿面闪络实验中，普遍使用在密闭实验腔体中放入绝缘材料样品的方法，研究过程中经常需要改变实验条件，如电极间隙、气体压强和气体成分等，造成实验腔内的绝缘材料样品的频繁更换和气体成分、压强的多次变化等，因而研究人员需要多次实施打开实验腔体-更换样品-抽真空-充入特定气压的绝缘气体-实验-回收气体等环节，致使整个过程繁琐复杂，花费的时间是实验开展阶段所需时间的几十倍甚至上百倍，特别对于高真空和高气压绝缘环境，其耗费的时间更多，严重影响沿面闪络实验的效率。此外，在样品更换过程中，若操作不当可能会导致绝缘气体泄漏，造成环境污染。

发明内容

本发明目的是提供沿面闪络实验样品更换装置、实验装置和样品更换方法，基于自动控制技术，实现真空或者高气压绝缘环境中实验样品快速自动更换，以解决绝缘材料沿面闪络实验中样品更换耗时大、操作复杂及可能引起气体泄漏造成环境污染的问题。

本发明的解决方案是：

沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：包括样品更换和电极压紧结构、控制器，所述的样品更换和电极压紧结构与控制器相连接，样品更换和电极压紧结构主要由样品更换单元和电极压紧单元组成；

所述的电极压紧单元包括：实验样品托台、直线轴承、导向轴、装置底板、位移步进电机、电极安装支架和电极安装杆；

导向轴至少为两根，固定安装在装置底板上；实验样品托台与直线轴承固定连接，直线轴承套设在导向轴上，实验样品托台通过直线轴承与装置底板平行设置；位移步进电机设置在装置底板上，位于实验样品托台的下方；位移步进电机的输出端与实验样品托台相连，实现托台的上下移动；电极安装支架固定在装置底板上，电极安装支架的顶板上开设有条形安装孔；多个电极安装杆设置在所述条形安装孔内，并位于实验样品托台的上方，可以在条形安装孔中调整电极之间间距以满足实验要求；

所述的样品更换单元包括：带座轴承、主动滚轴、从动滚轴、旋转步进电机和传动组件；

带座轴承为四个，均固定设置在装置底板上，其中两个带座轴承用于支撑主动滚轴，另外两个带座轴承用于支撑从动滚轴；主动滚轴与从动滚轴平行设置，旋转步进电机通过传动组件驱动主动滚轴转动。