【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电磁测量，尤其涉及一种复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置及方法。
技术介绍
1、随着电力系统电压、容量要求的不断提高，超、特高压直流输电得到了广泛的应用发展，成为优化能源分配的重要手段。在特高压直流输电过程中，换流变压器是核心设备，但受到电压等级高、电场分布不均匀等因素，换流变压器有着较高的故障率。数据表明换流变压器故障率大约是普通电力变压器的2倍，其中因绝缘问题引发的事故约占50%。
2、油纸绝缘是油浸式变压器重要绝缘结构之一，由于其工作环境中存在强电场及油纸界面，因此油-纸绝缘内部容易产生空间电荷积聚，从而造成局部电场畸变，加速绝缘老化，增加绝缘失效风险，严重影响变压器的运行安全。因此，研究绝缘纸内部空间电荷分布情况，提出针对性的变压器油纸绝缘电荷输运特性，从而来评估、预测变压器油纸老化状态，对保障电力设备的安全稳定运行具有重要意义。
3、目前存在的测量绝缘纸空间电荷的装置可以实现对油纸绝缘结构的测量，以及对温度、电场的控制，但复合油纸结缘结构空间电荷测量装置的电极结构设计存在一定的缺陷，纸-油-纸复合油纸绝缘试样在受到上电极挤压后，上层绝缘纸必然将会产生下压凹陷的形变，从而导致空间电荷测量误差。
技术实现思路
1、有鉴于此，有必要提供一种复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置及方法，用以解决当前的复合油纸结缘结构空间电荷测量装置在测量时由于绝缘纸形变而产生测量误差的问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供一种复合油纸绝缘结构的
3、上电极，包括导体电极、半导体电极和绝缘体包络，所述导体电极和所述半导体电极叠层置于所述上电极的中心位置，所述绝缘体包络的底面与所述半导体电极的底面处于同一平面上；
4、下电极，所述下电极中设置有与所述上电极的大小相匹配的凹槽，用于放置复合油纸绝缘结构。
5、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
6、电源模块，包括直流电源、脉冲电源；
7、上电极连接腔，包括电传输端口、直流保护电阻、隔直电容、耦合电阻、电极连接杆、绝缘体填充、可伸缩弹簧、屏蔽金属外壳；
8、所述直流电源通过所述电传输端口，经过所述直流保护电阻与所述电极连接杆相连接；
9、所述脉冲电源通过所述电传输端口，经过所述隔直电容与所述电极连接杆相连接；
10、所述耦合电阻与所述屏蔽金属外壳相连接；
11、所述电极连接杆底部中心位置设置有与所述导体电极大小相匹配的孔洞，在所述上电极连接腔与所述上电极连接的情况下，所述电极连接杆与所述导体电极良好接触；
12、所述可伸缩弹簧固定于所述绝缘体填充的底部，所述可伸缩弹簧在所述上电极连接腔与所述上电极分离的情况下处于舒展状态，在所述上电极连接腔与所述上电极连接的情况下处于挤压状态。
13、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
14、信号采集及屏蔽模块，包括金属屏蔽箱、压电传感器、吸声模块、信号放大器、信号输出端口；
15、所述金属屏蔽箱通过磁屏蔽固定螺丝固定于下电极的底部；
16、所述压电传感器设置于所述下电极底部的中心位置；
17、所述吸声模块设置于所述压电传感器的底部；
18、所述信号输出端口设置于所述金属屏蔽箱的侧壁；
19、所述压电传感器经过所述信号放大器连接至所述信号输出端口。
20、在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
21、顶部端盖，所述顶部端盖设置于所述上电极连接腔的上方，通过固定螺丝与所述下电极连接；
22、所述顶部端盖用于控制所述上电极连接腔与所述上电极的连接与分离。
23、在一种可能的实现方式中，所述下电极内还设置有油加热管道，所述油加热管道用于对所述下电极及复合油纸绝缘结构进行温度控制。
24、本专利技术还提供了一种基于如上所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置实施的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量方法，包括：
25、在上电极连接腔与上电极连接的情况下，基于直流电源对复合油纸绝缘结构进行直流电压极化；
26、基于脉冲电源对直流电压极化后的所述复合油纸绝缘结构施加脉冲信号，并从信号输出端口获取输出脉冲信号；
27、基于所述输出脉冲信号，确定所述复合油纸绝缘结构的空间电荷分布。
28、在一种可能的实现方式中，所述上电极连接腔与上电极连接，包括：
29、所述上电极连接腔内的可伸缩弹簧处于挤压状态，所述电极连接杆与所述上电极中的导体电极良好接触，所述上电极中的半导体电极的底面与所述复合油纸绝缘结构的顶面紧密接触。
30、在一种可能的实现方式中，所述基于直流电源对复合油纸绝缘结构进行直流电压极化，包括：
31、基于所述直流电源，通过所述电极连接杆及所述上电极对所述复合油纸绝缘结构进行直流电压极化；
32、所述基于脉冲电源对直流电压极化后的所述复合油纸绝缘结构施加脉冲信号，包括：
33、基于所述脉冲电源，通过所述电极连接杆及所述上电极对所述复合油纸绝缘结构施加脉冲信号。
34、在一种可能的实现方式中，所述输出脉冲信号是由压电传感器所采集的信号经过信号放大器放大之后，传输至所述信号输出端口得到的。
35、在一种可能的实现方式中，所述基于所述输出脉冲信号，确定所述复合油纸绝缘结构的空间电荷分布，包括：
36、对所述输出脉冲信号依次进行信号平均处理、反卷积处理及数据恢复处理，得到所述复合油纸绝缘结构的空间电荷分布。
37、本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置及方法，通过将导体电极、半导体电极和绝缘体包络形成一个整体结构的上电极，并在下电极设置与上电极大小匹配的凹槽结构，当上电极与复合油纸绝缘结构紧密接触并产生挤压时，由于复合式油纸绝缘结构边缘处三层绝缘纸的支撑作用，避免了导体电极对应位置的绝缘试样产生形变，从而提升了复合油纸绝缘结构的空间电荷测量的精准性，本专利技术在实现复合油纸绝缘结构的空间电荷测量的同时，降低了空间电荷测量的误差，提高了空间电荷测量的精准性。
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1.一种复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述装置还包括：
3.根据权利要求2所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述装置还包括：
4.根据权利要求3所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述装置还包括：
5.根据权利要求4所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述下电极内还设置有油加热管道，所述油加热管道用于对所述下电极及复合油纸绝缘结构进行温度控制。
6.一种基于如权利要求1至5任一项所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置实施的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量方法，其特征在于，所述上电极连接腔与上电极连接，包括：
8.根据权利要求7所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量方法，其特征在于，所述基于直流电源对复合油纸绝缘结构进行直流电压极化，包括：
9.根据权利要求8
10.根据权利要求9所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量方法，其特征在于，所述基于所述输出脉冲信号，确定所述复合油纸绝缘结构的空间电荷分布，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述装置还包括：
3.根据权利要求2所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述装置还包括：
4.根据权利要求3所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述装置还包括：
5.根据权利要求4所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置，其特征在于，所述下电极内还设置有油加热管道，所述油加热管道用于对所述下电极及复合油纸绝缘结构进行温度控制。
6.一种基于如权利要求1至5任一项所述的复合油纸绝缘结构的空间电荷测量装置实施的复合油纸绝...
【专利技术属性】
技术研发人员：卓然，黄之明，高萌，成传晖，赵思诚，罗颜，陈秋霖，杨伟鸿，范才进，金硕，杨宇晨，吴子威，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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