【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气实验，特别是涉及一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置及方法。
技术介绍
1、在电力系统中，交流气体绝缘金属封闭开关设备(gis)和气体绝缘输电线路(gil)的大规模应用，有效推动了电力装备小型化与气体绝缘化的发展，但受制于电荷积聚所导致的盆式绝缘子沿面闪络问题，交流气体绝缘金属封闭开关设备(gis)和气体绝缘输电线路(gil)长期未能取得实质性突破，其工业化应用仍面临难题。
2、因此，在直流电场作用下，研究表面电荷对绝缘介质沿面闪络特性的影响规律与机制，对推动交流气体绝缘金属封闭开关设备(gis)和气体绝缘输电线路(gil)的工业化应用具有重要意义。
3、气固界面电荷的积聚是导致绝缘击穿破坏的重要因素，它会加剧固体介质表面局部区域的电场畸变，进而电离出更多自由电荷，为闪络发生提供条件，从而导致高压设备发生故障甚至严重烧毁。
4、目前，在现有的相关研究中，主要通过对绝缘材料表面电荷密度进行测量作为研究手段，缺少对表面电荷积聚后绝缘子的沿面闪络特性的定量研究，在表面电荷作用下，绝缘介质沿面闪络特性的变化特征仍不明确，通过现有的研究手段，无法构建出绝缘材料表面的电荷积聚与沿面闪络间的关联特性，也就无法对盆式绝缘子的绝缘优化设计提供有效的理论指导。
5、为此，专利申请号为202311256645.7的中国专利申请，公开了一种绝缘材料表面电荷注入、测量及沿面闪络实验装置及方法，该方案能够完成绝缘材料表面的电荷注入，同时能够对绝缘材料表面的电荷密度进行测量，在表面
6、但是，采用上述方案时，装置缺少对绝缘试样片的沿面闪络电压和起始电压的测量能力，同时装置针对绝缘试样片的承托形式考虑不足，从而限制了装置的研究范围。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置及方法，具备了对绝缘试样片的沿面闪络电压和起始电压的测量能力，优化了绝缘试样片的承托形式，拓宽了装置的研究范围。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，包括金属罐体、绝缘子上盖、绝缘试样片、电荷注入组件、电荷测量组件、沿面闪络组件、试样片承托组件及闪络电压与起始电压测量组件；所述绝缘子上盖密封扣装在金属罐体的上方罐口处，在金属罐体的侧板中部沿周向布设有四个开孔，四个开孔上分别固装有第一绝缘封盖、第二绝缘封盖、第三绝缘封盖及观察窗；所述第一绝缘封盖用于配装电荷注入组件；所述第二绝缘封盖用于配装电荷测量组件；所述第三绝缘封盖用于配装闪络电压与起始电压测量组件；所述绝缘子上盖中心处竖直固装有高压导杆；所述沿面闪络组件配装在高压导杆与金属罐体底板之间，在金属罐体底板上设有绝缘气体注入口，金属罐体通过导线接地处理；所述试样片承托组件设置在沿面闪络组件上；所述绝缘试样片设置在试样片承托组件上。
3、所述绝缘试样片采用圆形结构，在绝缘试样片上表面划设有若干测量点。
4、所述测量点相对于绝缘试样片圆心沿径向分布有多圈，且每一圈上的测量点均沿圆周方向等间距分布。
5、所述电荷注入组件包括第一直流电源、第一电阻、高压导柱、导电簧片、第一绝缘支杆、第一金属支杆、针电极及第一平移驱动机构；所述第一直流电源的正极通过导线与第一电阻一端相连，第一电阻另一端通过导线与高压导柱相连，高压导柱水平固定穿装在第一绝缘封盖上，高压导柱一端位于金属罐体外部，高压导柱另一端位于金属罐体内部；所述第一直流电源的负极通过导线接地处理；所述第一绝缘支杆与第一金属支杆同轴固接为组合支杆，组合支杆水平密封穿过第一绝缘封盖，组合支杆相对于第一绝缘封盖具有轴向移动自由度，组合支杆中的第一金属支杆一端始终伸入金属罐体内部；所述针电极竖直固装在位于金属罐体内部的第一金属支杆端部；所述导电簧片一端固连在位于金属罐体内部的高压导柱端部，导电簧片另一端与第一金属支杆搭接导电配合；所述第一平移驱动机构位于金属罐体外部，所述组合支杆中的第一绝缘支杆与第一平移驱动机构相连。
6、所述电荷测量组件包括静电探头、第二绝缘支杆及第二平移驱动机构；所述第二绝缘支杆水平密封穿过第二绝缘封盖，第二绝缘支杆相对于第二绝缘封盖具有轴向移动自由度；所述静电探头竖直固装在位于金属罐体内部的第二绝缘支杆端部；所述第二平移驱动机构位于金属罐体外部，所述第二绝缘支杆另一端与第二平移驱动机构相连。
7、所述沿面闪络组件包括第二直流电源、第二电阻、电极板、第二金属支杆、绝缘支撑板、绝缘支架、第一指形电极、第二指形电极、升降驱动机构及回转驱动机构；所述第二直流电源的正极通过导线与第二电阻一端相连，第二电阻另一端通过导线与与绝缘子上盖中心处的高压导杆相连；所述第二金属支杆竖直密封穿过金属罐体底板，第二金属支杆相对于金属罐体底板具有轴向移动自由度；所述电极板水平固装在第二金属支杆顶端，所述绝缘试样片水平固装在电极板上表面；所述绝缘支撑板水平设置在绝缘试样片正上方，绝缘支撑板通过绝缘支架与金属罐体底板固定连接；所述第一指形电极和第二指形电极并列固装在绝缘支撑板下表面边部，第一指形电极通过导线与高压导杆相连，所述第二指形电极通过导线与金属罐体相连，第二指形电极通过金属罐体进行接地处理；所述升降驱动机构和回转驱动机构位于金属罐体外部，回转驱动机构安装在升降驱动机构上，所述第二金属支杆下端与回转驱动机构相连；所述电极板依次通过第二金属支杆及金属罐体进行接地处理。
8、所述试样片承托组件包括绝缘承托板、金属承托桶、金属浮动承托板、导向螺柱、缓冲支撑弹簧及限位螺母；所述绝缘承托板水平设置在电极板正下方，绝缘承托板与绝缘支架固定连接；在所述绝缘承托板中心设有圆形开孔，所述金属承托桶固定安装在绝缘承托板中心的圆形开孔内；所述金属浮动承托板水平设置在金属承托桶内部，在金属承托桶底板上沿周向均匀开设有导向孔，所述导向螺柱沿周向均匀固设在金属浮动承托板下表面，导向螺柱穿过导向孔延伸至金属承托桶底板下方，所述限位螺母螺接套装在位于金属承托桶底板下方的导向螺柱上；所述缓冲支撑弹簧套装在金属浮动承托板与金属承托桶底板之间的导向螺柱上；在所述金属浮动承托板中心和金属承托桶底板中心均开设有第二金属支杆的穿行孔；所述金属承托桶通过导线与金属罐体相连，金属承托桶通过金属罐体进行接地处理。
9、所述闪络电压与起始电压测量组件包括光电倍增管、放大器、示波器、分压器及分压箱；所述光电倍增管水平密封穿过第三绝缘封盖，光电倍增管的测量端位于金属罐体内部，光电倍增管的信号输出端通过放大器与示波器电连接；所述分压器与金属罐体并联设置，分压器通过分压箱与示波器电连接。
10、一种绝缘材料闪络实验方法，采用了所述的测量闪本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：包括金属罐体、绝缘子上盖、绝缘试样片、电荷注入组件、电荷测量组件、沿面闪络组件、试样片承托组件及闪络电压与起始电压测量组件；所述绝缘子上盖密封扣装在金属罐体的上方罐口处，在金属罐体的侧板中部沿周向布设有四个开孔，四个开孔上分别固装有第一绝缘封盖、第二绝缘封盖、第三绝缘封盖及观察窗；所述第一绝缘封盖用于配装电荷注入组件；所述第二绝缘封盖用于配装电荷测量组件；所述第三绝缘封盖用于配装闪络电压与起始电压测量组件；所述绝缘子上盖中心处竖直固装有高压导杆；所述沿面闪络组件配装在高压导杆与金属罐体底板之间，在金属罐体底板上设有绝缘气体注入口，金属罐体通过导线接地处理；所述试样片承托组件设置在沿面闪络组件上；所述绝缘试样片设置在试样片承托组件上。
2.根据权利要求1所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述绝缘试样片采用圆形结构，在绝缘试样片上表面划设有若干测量点。
3.根据权利要求2所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述测量点相对于绝缘试样
4.根据权利要求1所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述电荷注入组件包括第一直流电源、第一电阻、高压导柱、导电簧片、第一绝缘支杆、第一金属支杆、针电极及第一平移驱动机构；所述第一直流电源的正极通过导线与第一电阻一端相连，第一电阻另一端通过导线与高压导柱相连，高压导柱水平固定穿装在第一绝缘封盖上，高压导柱一端位于金属罐体外部，高压导柱另一端位于金属罐体内部；所述第一直流电源的负极通过导线接地处理；所述第一绝缘支杆与第一金属支杆同轴固接为组合支杆，组合支杆水平密封穿过第一绝缘封盖，组合支杆相对于第一绝缘封盖具有轴向移动自由度，组合支杆中的第一金属支杆一端始终伸入金属罐体内部；所述针电极竖直固装在位于金属罐体内部的第一金属支杆端部；所述导电簧片一端固连在位于金属罐体内部的高压导柱端部，导电簧片另一端与第一金属支杆搭接导电配合；所述第一平移驱动机构位于金属罐体外部，所述组合支杆中的第一绝缘支杆与第一平移驱动机构相连。
5.根据权利要求1所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述电荷测量组件包括静电探头、第二绝缘支杆及第二平移驱动机构；所述第二绝缘支杆水平密封穿过第二绝缘封盖，第二绝缘支杆相对于第二绝缘封盖具有轴向移动自由度；所述静电探头竖直固装在位于金属罐体内部的第二绝缘支杆端部；所述第二平移驱动机构位于金属罐体外部，所述第二绝缘支杆另一端与第二平移驱动机构相连。
6.根据权利要求1所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述沿面闪络组件包括第二直流电源、第二电阻、电极板、第二金属支杆、绝缘支撑板、绝缘支架、第一指形电极、第二指形电极、升降驱动机构及回转驱动机构；所述第二直流电源的正极通过导线与第二电阻一端相连，第二电阻另一端通过导线与与绝缘子上盖中心处的高压导杆相连；所述第二金属支杆竖直密封穿过金属罐体底板，第二金属支杆相对于金属罐体底板具有轴向移动自由度；所述电极板水平固装在第二金属支杆顶端，所述绝缘试样片水平固装在电极板上表面；所述绝缘支撑板水平设置在绝缘试样片正上方，绝缘支撑板通过绝缘支架与金属罐体底板固定连接；所述第一指形电极和第二指形电极并列固装在绝缘支撑板下表面边部，第一指形电极通过导线与高压导杆相连，所述第二指形电极通过导线与金属罐体相连，第二指形电极通过金属罐体进行接地处理；所述升降驱动机构和回转驱动机构位于金属罐体外部，回转驱动机构安装在升降驱动机构上，所述第二金属支杆下端与回转驱动机构相连；所述电极板依次通过第二金属支杆及金属罐体进行接地处理。
7.根据权利要求6所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述试样片承托组件包括绝缘承托板、金属承托桶、金属浮动承托板、导向螺柱、缓冲支撑弹簧及限位螺母；所述绝缘承托板水平设置在电极板正下方，绝缘承托板与绝缘支架固定连接；在所述绝缘承托板中心设有圆形开孔，所述金属承托桶固定安装在绝缘承托板中心的圆形开孔内；所述金属浮动承托板水平设置在金属承托桶内部，在金属承托桶底板上沿周向均匀开设有导向孔，所述导向螺柱沿周向均匀固设在金属浮动承托板下表面，导向螺柱穿过导向孔延伸至金属承托桶底板下方，所述限位螺母螺接套装在位于金属承托桶底板下方的导向螺柱上；所述缓冲支撑弹簧套装在金属浮动承托板与金属承托桶底板之间的导向螺柱上；在所述金属浮动承托板中心和金属承托桶底板中心均开设有...
【技术特征摘要】
1.一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：包括金属罐体、绝缘子上盖、绝缘试样片、电荷注入组件、电荷测量组件、沿面闪络组件、试样片承托组件及闪络电压与起始电压测量组件；所述绝缘子上盖密封扣装在金属罐体的上方罐口处，在金属罐体的侧板中部沿周向布设有四个开孔，四个开孔上分别固装有第一绝缘封盖、第二绝缘封盖、第三绝缘封盖及观察窗；所述第一绝缘封盖用于配装电荷注入组件；所述第二绝缘封盖用于配装电荷测量组件；所述第三绝缘封盖用于配装闪络电压与起始电压测量组件；所述绝缘子上盖中心处竖直固装有高压导杆；所述沿面闪络组件配装在高压导杆与金属罐体底板之间，在金属罐体底板上设有绝缘气体注入口，金属罐体通过导线接地处理；所述试样片承托组件设置在沿面闪络组件上；所述绝缘试样片设置在试样片承托组件上。
2.根据权利要求1所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述绝缘试样片采用圆形结构，在绝缘试样片上表面划设有若干测量点。
3.根据权利要求2所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述测量点相对于绝缘试样片圆心沿径向分布有多圈，且每一圈上的测量点均沿圆周方向等间距分布。
4.根据权利要求1所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述电荷注入组件包括第一直流电源、第一电阻、高压导柱、导电簧片、第一绝缘支杆、第一金属支杆、针电极及第一平移驱动机构；所述第一直流电源的正极通过导线与第一电阻一端相连，第一电阻另一端通过导线与高压导柱相连，高压导柱水平固定穿装在第一绝缘封盖上，高压导柱一端位于金属罐体外部，高压导柱另一端位于金属罐体内部；所述第一直流电源的负极通过导线接地处理；所述第一绝缘支杆与第一金属支杆同轴固接为组合支杆，组合支杆水平密封穿过第一绝缘封盖，组合支杆相对于第一绝缘封盖具有轴向移动自由度，组合支杆中的第一金属支杆一端始终伸入金属罐体内部；所述针电极竖直固装在位于金属罐体内部的第一金属支杆端部；所述导电簧片一端固连在位于金属罐体内部的高压导柱端部，导电簧片另一端与第一金属支杆搭接导电配合；所述第一平移驱动机构位于金属罐体外部，所述组合支杆中的第一绝缘支杆与第一平移驱动机构相连。
5.根据权利要求1所述的一种测量闪络电压及起始电压的绝缘材料闪络实验装置，其特征在于：所述电荷测量组件包括静电探头、第二绝缘支杆及第二平移驱动机构；所述第二绝缘支杆水平密封穿过第二绝缘封盖，第二绝缘支杆相对于第二绝缘封盖具有轴向移动自由度；所述静电探头竖直固装在位于金属罐体内部的第二绝缘支杆端部；所述第二平移驱动机构位于金属罐体外部，所述第二绝缘支杆另...
【专利技术属性】
技术研发人员：林莘，刘雨博，贾竣然，徐建源，庚振新，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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