绝缘材料电老化测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种绝缘材料电老化测试系统，包括控制装置、温度采集装置以及多个老化试样测量装置，所述老化试样测量装置，用于连接高压电源以实时测试绝缘材料试样所对应电阻的温度并发送给所述温度采集装置；所述温度采集装置，用于实时采集每一所述老化试样测量装置反馈的温度；所述控制装置，用于当任一所述老化试样测量装置在当前时刻的温度与上一时刻的温度之间的温度变化值大于等于预设温度变化阈值时，控制所述老化试样测量装置断开与高压电源的连接，由此形成多个绝缘材料试样的电老化测试回路，本发明专利技术提供的绝缘材料电老化测试系统能够避免电老化场强被频繁切断，使得每个绝缘材料试样的电老化性能测试结果更加精准。

【技术实现步骤摘要】
绝缘材料电老化测试系统
本专利技术涉及高电压
，尤其涉及一种绝缘材料电老化测试系统。
技术介绍
电力电缆能提供稳定可靠的电能传输,是电能供应的关键渠道。电力电缆最广泛采用聚合物材料作为绝缘层,在长期电场作用下,聚合物绝缘材料中容易产生电老化,导致聚合物材料的逐步降解,并最终引发绝缘层击穿,因此,聚合物电老化行为对于电力电缆的长期工作稳定性具有重要影响,聚合物绝缘材料的研发也应该充分关注其电老化性能。然而聚合物绝缘材料电老化性能的评价以及绝缘材料电老化寿命的预测长期以来一直是该领域的研究难点。如何在实验室条件下通过对聚合物绝缘材料试样的测试,较为准确地预估绝缘材料高电场下的工作寿命,不仅对于评价聚合物材料耐电老化性能至关重要,对于电缆实际工作稳定性的预估也起到关键作用,尤其对于提高超高压电力电缆绝缘材料的研发效率有重要意义。目前聚合物绝缘材料电老化行为测试鲜有报道出现,其原因是电老化行为测试实验周期长,实验难度大,具有较多的技术难点。现有最为常用的测试技术主要方法是先对一定数量的绝缘材料试样施加一个固定的电场,使材料在电场下开始电老化,材料发生电老化后,其击穿强度相比未老化时会有一定程度下降,在不同电老化时间后,关闭高压电源,取出试样分别测试每个试样的残余击穿场强或其它电学性能,即可通过不同材料之间的残余击穿场强或者电性能对比测试获知材料耐受电老化能力的差异。这种方法实验过程简单,但缺点十分明显：首先在经历不同老化时间取出试样时,必须对高压电源断电,这样电老化场强会被迫中断；其次,该方法通常采用多个试样并联方式施加电压,一旦某个试样因内部存有缺陷等原因提前发生击穿,会导致高压电源启动保护并自动断电,电老化场强的频繁切断对材料的电老化行为会不可避免产生影响,若采用直流场强进行电老化测试时,电老化场强的切断甚至会导致部分试样的内部损伤甚至直接击穿；最重要的是,电老化行为测试不应仅通过性能的对比而评估,关键是获取材料的电老化寿命指数,该指数是电缆绝缘寿命预估和电缆绝缘层厚度设计的重要依据,而上述测试方法仅能对材料的电老化性能做定性对比,无法通过实验准确预估材料的电老化寿命指数,因此这种测试方法明显是不完善的，完整的绝缘材料电老化行为测试，应以获得该材料的老化寿命指数为目标。绝缘材料的某一确定电场下的寿命符合电老化的反幂定律Ent＝C,E是电场,t是材料在该电场E下的工作寿命,C是常数,n是电老化寿命指数,n值一旦确定,只要由试验得出一个击穿点就可以确定寿命曲线。根据反幂定律,较受认可的n指数测试方法为:在不同的老化场强下,分别对大量试样施加恒定的电老化场强,维持场强不变,获得并记录每个试样在该场强下击穿所需的时间,对多个试样的击穿时间做威布尔分布统计,将特征击穿时间记为该材料在该场强下的工作寿命,如此步骤,分别完成不同场强下材料工作寿命测试,依据反幂定律进行数据拟合,即可获得材料的老化寿命指数n。以上方法在原理上较为简单,但在试验方法上却面对较多技术难题:若采用单一的高压电源对单一试样施加老化场强,虽然能准确测得该试样的击穿寿命,但完整的电老化寿命统计至少需要单一老化场强下至少测试数十个试样的击穿寿命才能保障数据可靠性,在较低的老化场强下,试样的击穿寿命短则几日,长则数月,这样测试周期将被极度延长,实验效率极其低下。因此,高电压下长期施加电老化场强,为了实现较高的测试效率,并节省实验场地空间,需采用同一个高压电源对多个试样并联施加电老化场强,由于不同试样的击穿寿命差距较大,不同试样会在不同时间陆续击穿,在此条件下,由于高压电源均设有过流保护系统,一旦一个试样率先击穿,高压电源将立刻断电,这样电老化场强将被频繁切断,这对于测试结果将产生不可预估的严重影响。综上,如何设计电老化实验的加压装置,实现分别获取并记录每个试样的击穿寿命(击穿时间),同时保障未击穿试样仍施加稳定的电老化场强,直至准确获得所有试样的击穿寿命,目前缺乏高效可靠的测试设备和方法。开发一种可自动且准确记录击穿时间的高压电缆绝缘材料批量电老化测试系统对绝缘材料的研发具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种绝缘材料电老化测试系统，解决现有技术中无法自动记录绝缘材料电老化击穿时间的问题，以及无法准确测试绝缘材料的电老化寿命的技术问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种绝缘材料电老化测试系统，包括控制装置、温度采集装置以及多个老化试样测量装置；所述老化试样测量装置，用于连接高压电源以实时测试绝缘材料试样所对应电阻温度并发送给所述温度采集装置；所述温度采集装置，用于实时采集每一所述老化试样测量装置反馈的温度；所述控制装置，用于当任一所述老化试样测量装置在当前时刻的温度与上一时刻的温度之间的温度变化值大于等于预设温度变化阈值时，控制所述老化试样测量装置断开与高压电源的连接。优选的，所述控制装置包括计算机、PLC模块、I/O模块阵列以及高压继电器阵列，其中，所述I/O模块阵列包括多个I/O模块，所述高压继电器阵列包括多个高压继电器，所述计算机连接所述温度采集装置，所述计算机还与所述PLC模块连接，所述PLC模块与所述I/O模块阵列连接，所述I/O模块阵列与所述高压继电器阵列连接，所述高压继电器阵列分别与多个所述老化试样测量装置连接，且每一所述I/O模块、每一所述高压继电器以及每一所述老化试样测量装置一一对应。优选的，所述温度采集装置包括光纤光栅测温解调仪，且所述光纤光栅测温解调仪分别与多个所述老化试样测量装置连接，所述光纤光栅测温解调仪还与所述控制装置连接。优选的，所述老化试样测量装置包括高压电极、低压电极以及试样击穿温度突变点测试单元，所述高压电极与所述低压电极用于夹持绝缘材料试片，所述试样击穿温度突变点测试单元通过引线连接所述绝缘材料试片，所述试样击穿温度突变点测试单元分别连接所述光纤光栅测温解调仪以及与所述试样击穿温度突变点测试单元对应的所述高压继电器。优选的，所述试样击穿温度突变点测试单元包括电阻和安装在所述电阻上的光纤光栅，所述电阻通过引线连接所述绝缘材料试片，所述光纤光栅和所述光纤光栅测温解调仪连接。优选的，所述光纤光栅粘贴在所述电阻上。优选的，所述光纤光栅安装在所述电阻的端部。优选的，所述电阻的外侧包覆有环氧套，所述环氧套通过环氧树脂浇筑制成。优选的，所述高压电源分别与多个所述高压继电器连接，所述低压电极接地。与现有技术相比，本专利技术实施例提供的绝缘材料电老化测试系统，具有以下效果：(1)本专利技术实施例提供的绝缘材料电老化测试系统，包括控制装置、温度采集装置以及多个老化试样测量装置，所述老化试样测量装置，用于连接高压电源以实时测试绝缘材料所对应的电阻的温度并发送给所述温度采集装置；所述温度采集装置，用于实时采集每一所述老化试样测量装置反馈的温度；所述控制装置，用于当任一所述老化试样测量装置在当前时刻的温度与上一时刻的温度之间的温度变化值大于等于预设温度变化阈值时，控制所述老化试样测量装置断开与高压电源的连接，由此形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绝缘材料电老化测试系统，其特征在于，包括控制装置、温度采集装置以及多个老化试样测量装置；/n所述老化试样测量装置，用于连接高压电源以实时测试绝缘材料试样所对应的电阻的温度并发送给所述温度采集装置；/n所述温度采集装置，用于实时采集每一所述老化试样测量装置反馈的温度；/n所述控制装置，用于当任一所述老化试样测量装置在当前时刻的温度与上一时刻的温度之间的温度变化值大于等于预设温度变化阈值时，控制所述老化试样测量装置断开与高压电源的连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种绝缘材料电老化测试系统，其特征在于，包括控制装置、温度采集装置以及多个老化试样测量装置；
所述老化试样测量装置，用于连接高压电源以实时测试绝缘材料试样所对应的电阻的温度并发送给所述温度采集装置；
所述温度采集装置，用于实时采集每一所述老化试样测量装置反馈的温度；
所述控制装置，用于当任一所述老化试样测量装置在当前时刻的温度与上一时刻的温度之间的温度变化值大于等于预设温度变化阈值时，控制所述老化试样测量装置断开与高压电源的连接。


2.如权利要求1所述的绝缘材料电老化测试系统，其特征在于，所述控制装置包括计算机、PLC模块、I/O模块阵列以及高压继电器阵列，其中，所述I/O模块阵列包括多个I/O模块，所述高压继电器阵列包括多个高压继电器，所述计算机连接所述温度采集装置，所述计算机还与所述PLC模块连接，所述PLC模块与所述I/O模块阵列连接，所述I/O模块阵列与所述高压继电器阵列连接，所述高压继电器阵列分别与多个所述老化试样测量装置连接，且每一所述I/O模块、每一所述高压继电器以及每一所述老化试样测量装置一一对应。


3.如权利要求2所述的绝缘材料电老化测试系统，其特征在于，所述温度采集装置包括光纤光栅测温解调仪，且所述光纤光栅测温解调仪分别与多个所述老化试样测量装置连接，所述光纤光栅...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍国兴，谢宏，陈潇，徐曙，黎小林，傅明利，侯帅，朱闻博，惠宝军，冯宾，张逸凡，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44