[发明专利]一种低温、高气压环境下绝缘介质击穿强度实验装置

说明书

本发明提供的一种低温、高气压环境下绝缘介质击穿强度实验装置，包括：腔体，具有容纳介质的密封空间；高压电极，固定设于所述密封空间内，与实验电源高压端等电位连接；地电极，对应所述高压电极设置于所述密封空间，通过地极引线接地；调节机构，设置于所述密封空间，包括驱动所述地电极靠近或远离所述高压电极运动的驱动端。将用于调节电极间距的操作机构置于测试腔体内部，实现了无动密封部件。规避了在低温、高气压环境下使用胶圈或金属过度配合的动密封方式所带来的问题，提供了一种能够在低温、高气压环境下使用的绝缘介质击穿强度实验装置。

技术领域

本发明涉及绝缘材料击穿强度实验装置技术领域，具体涉及一种低温、高气压环境下绝缘介质击穿强度实验装置。

背景技术

绝缘介质广泛应用于电气设备，绝缘介质的击穿强度直接关系到电气设备的性能及安全运行。击穿强度测试对于了解绝缘介质的性能与失效机理有重要意义，同时为设备制造和工程应用提供参考依据。伴随着超导技术、气体绝缘电站等方面的发展，人们对多种相态绝缘介电强度的测试需求日益明显。就超导技术而言，绝缘冷却工质的使用和试验环境涉及低温环境。现有的冷却工质中，液氦价格昂贵、液氢及烷烃安全隐患巨大、液氮应用于高温超导(-196℃左右)。然而常规的测试装置(如油杯、球隙等)难以同时保障在低温、高气压及具有一定危险性介质的测试条件下，安全、便捷与成本节约地进行测试。

在现有的关于气体和液体绝缘测试专利中，公开号为CN103257307A的所描述的装置，其装置原型得到了普遍使用。这类装置的核心在于通过绝缘强度测试腔体外的操纵机构调节腔体内部电极间距，为可靠实现这一功能，装置中都会含有动密封部件(如胶圈或金属过渡配合)。但是现有技术仍存在以下缺点：现有的动密封最低使用温度无法在低于-196℃环境中可靠工作，动密封失效往往出现以下情况：(1)采用胶圈密封时，即便是耐低温很好的氟橡胶和硅橡胶，低于-50℃时会进入玻璃态(变硬变脆)，使动密封失效；(2)采用金属过渡配合，由于各个金属零件在温度变化时体积膨胀/收缩量不一致，会使原本可以有动密封效果的过渡配合变成过盈配合或者是间隙配合，过盈配合直接导致原本动密封的部件直接抱死，间隙配合直接导致漏气。

发明内容

为了克服现有技术中绝缘介质击穿强度实验装置难以满足在低温高气压环境下实验的问题，提供一种能够在低温和高气压环境下开展绝缘介质击穿强度实验的装置。

本发明的设计方案如下：

一种低温、高气压环境下绝缘介质击穿强度实验装置，包括：腔体，具有容纳介质的密封空间；高压电极，固定设于所述密封空间内，与实验电源高压端等电位连接；地电极，对应所述高压电极设置于所述密封空间，通过地极引线接地；调节机构，设置于所述密封空间，包括驱动所述地电极靠近或远离所述高压电极运动的驱动端。

优选的，所述调节机构包括电机和设置于所述电机和所述地电极之间的传动机构，所述传动机构包括受所述电机驱动的输入端和驱动所述地电极运动的所述驱动端。

优选的，所述腔体上开设有与所述密封空间贯通的引线孔，所述电机通过贯通所述引线孔的弱电引线连接至外部，所述引线孔和所述弱电引线之间设置有第一封接件。

优选的，所述腔体上开设有与所述密封空间贯通的高压引入孔，所述高压电极通过贯穿所述高压引入孔的高压引入端连接至外部，所述高压引入端对应所述高压引入孔位置设置有绝缘子，所述绝缘子与所述高压引入孔之间设置有第二封接件。

优选的，所述腔体上开设有与所述密封空间贯通的接地孔，所述地极引线通过所述接地孔穿过所述腔体，所述接地孔与所述地极引线之间设置有第三封接件。

优选的，所述的高压引入端与所述绝缘子之间设置有第四封接件。

优选的，所述第一封接件、所述第二封接件、所述第三封接件和第四封接件的材料满足：在-272.2℃至70℃环境下，膨胀系数的数量级均在10^-6/K，且相配合的各材料的膨胀系数差距在40％以内。