[发明专利]一种气液两相流带电的产生、检测与循环控制系统

说明书

本申请公开了一种气液两相流带电的产生、检测与循环控制系统，属于高压绝缘技术领域。该系统包括储液箱、冷凝器和两相流带电和检测箱，两相流带电和检测箱，包括：箱体，所述箱体上分别设有入液管道和出液管道；两相流带电装置，所述两相流带电装置的一端与所述入液管道连接，所述两相流带电装置的另一端与所述出液管道连接，所述两相流带电装置能够使两相流带电；两相流检测装置，其设置于所述出液管道上，所述两相流检测装置能够检测两相流中的冲流电流；加热板，其设置于所述箱体的底部。实现了整个过程全部在一个箱体中完成，去除了两相流从放电箱到检测箱中间与管路的摩擦过程，使测量的两相流电流更为精确。

技术领域

本申请涉及高压绝缘技术，更具体地说，涉及一种气液两相流带电的产生、检测与循环控制系统。

背景技术

相变冷却技术是应用低沸点介质在相变过程带走工作器件产生的多余热量的一种散热技术，其相变过程主要是气液相变或液固相变。目前在低压功率半导体器件和低压超算系统等领域中普遍使用的是气液相变进行冷却。但是由于相变介质以气液两相流状态与需要冷却的材料之间的相对运动，必然导致需要冷却的绝缘材料与两相流介质之间的摩擦带电；同时液体沸腾运动时，气泡与液体的界面(即气泡表面)也存在电荷。这两种电荷可能对设备绝缘带来潜在风险。

这一现象在变压器内部普遍存在，通常发生在变压器油与绝缘纸之间，称为油流带电现象。为了获得油流的带电量，需要设计专门的检测系统，实现对油流流速、温度、电压的控制，并在这些因素情况下进行带电量的准确测量。由于油流带电只存在液体一种相态，因此现有的检测方法更多的是形成液体循环流动，形成摩擦带电-电流测量-放电松弛的循环过程。但是两相流带电与油流带电存在以下区别：相态复杂，两相流需要形成沸腾，产生不同程度的沸腾状态，即不同大小和流速的气泡；检测困难，两相流电荷的收集测量必须临近带电系统，避免循环冷却导致相态变化。

发明内容

鉴于此，为了解决或改善上述现有技术中的不良现象，本申请提出了一种气液两相流带电的产生、检测与循环控制系统。

为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种两相流带电和检测箱，包括：箱体，所述箱体上分别设有入液管道和出液管道；两相流带电装置，所述两相流带电装置的一端与所述入液管道连接，所述两相流带电装置的另一端与所述出液管道连接，所述两相流带电装置能够使两相流带电；两相流检测装置，其设置于所述出液管道上，所述两相流检测装置能够检测两相流中的冲流电流；加热板，其设置于所述箱体的底部。

作为其他可以实现的形式中，所述两相流带电装置包括壳体和两块平板电极，所述壳体的上下两端分别与所述出液管道和所述入液管道连接，两块所述平板电极对称的设在所述壳体的两侧，其中一块平板电极的电压高于另外一块平板电极的电压。

作为其他可以实现的形式中，其中一块平板电极与直流电源连接，另外一块平板电极接地设置。

作为其他可以实现的形式中，所述壳体、出液管道和入液管道均为绝缘材料制作。

作为其他可以实现的形式中，所述两相流检测装置包括金属探头和微电流计，所述金属探头设在所述出液管道内，所述微电流计与所述金属探头连接。

作为其他可以实现的形式中，所述金属探头是金属网。

另一方面，本申请提供了一种气液两相流带电的产生、检测与循环控制系统，包括储液箱和冷凝器，包括如上任意一项所述的两相流带电和检测箱。

作为其他可以实现的形式中，所述储液箱与所述两相流带电和检测箱之间设有流量计。

作为其他可以实现的形式中，所述储液箱上设有温度计。

作为其他可以实现的形式中，所述储液箱全封闭式设计。

有益效果

与现有技术相比，本申请的技术方案具有的优点是：