CN109799433B - 一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法，所述装置包括检测单元、过渡单元和检测电压引入单元；所述检测单元包括第一工装筒和检测工位，检测工位设置在第一工装筒内；所述过渡单元与检测单元连接，过渡单元包括第二工装筒和导电杆连接装置，导电杆连接装置设置在第二工装筒内，所述检测单元形成第一气室，所述过渡单元和所述检测电压引入单元形成第二气室，并且所述第一气室和第二气室为两个独立的密封气室；所述检测电压引入单元用于将检测电压引入；在所述装置的基础上提出了试验的方法，本发明可以测量得到绝缘材料的本体击穿电压，大大提高每次试验充气、回气的速度，缩短试验周期，提高工作效率，降低试验成本。

Description

一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法

技术领域

本发明涉及绝缘材料试验领域，特别涉及一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法。

背景技术

绝缘材料是电力***中的重要组成器件，在各种电气设备中有大量应用，也常用于带电作业，带电检修以及带电维护等作业工具上，绝缘材料性能的优劣，直接影响到设备的运行可靠性与操作人员的人身安全，因此，绝缘材料必须要进行耐压击穿试验，确保其绝缘强度能够达到安全运行要求。

目前，现有的绝缘材料电气试验装置多为敞开式，测量得到的是材料沿面闪络电压，无法得到材料本体的击穿电压。而封闭式气体绝缘试验装置，一般用于测量盆式绝缘子、GIS等设备的电气性能，且由于整个封闭气室完全联通，容积较大，每次试验前后都需要进行充气、回气操作，耗时较长，试验效率较低。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供一种绝缘材料的电气性能试验装置，包括检测单元、过渡单元和检测电压引入单元；所述检测单元包括第一工装筒和检测工位，所述检测工位设置在所述第一工装筒内，所述检测工位用于固定试验样品；所述过渡单元通过连接结构与所述检测单元固定连接，所述过渡单元包括第二工装筒和导电杆连接装置，所述导电杆连接装置设置在所述第二工装筒内；所述检测电压引入单元与所述过渡单元连接，用于将检测电压引入所述检测单元；所述检测单元形成第一气室，所述过渡单元和检测电压引入单元形成第二气室，并且所述第一气室和所述第二气室之间被所述连接结构密封隔离为两个独立的密封气室。

进一步地，所述检测工位包括第一电极、第二电极、第一电极底座和第二电极底座；所述第一电极底座的一端固定在所述第一工装筒的底板上，所述第二电极底座的一端固定在所述连接结构上，所述第一电极连接在所述第一电极底座的另一端，所述第二电极连接在所述第二电极底座的另一端，并且所述第一电极和所述第二电极相对设置。

作为可选地，所述第一电极与所述第一电极底座的另一端通过螺纹连接或滑动紧固连接，所述第二电极与所述第二电极底座的另一端固定连接。

作为可选地，所述第一电极与所述第一电极底座的另一端固定连接，所述第二电极与所述第二电极底座的另一端通过螺纹连接或滑动紧固连接。

作为可选地，所述第一电极与所述第一电极底座的另一端通过螺纹连接或滑动紧固连接，所述第二电极与所述第二电极底座的另一端通过螺纹连接或滑动紧固连接。

具体地，所述第一电极和第二电极均为平板电极，所述第一电极和第二电极能够调整彼此相对之间的距离大小。

进一步地，所述第一工装筒包括门洞和观察窗，所述门洞用于安装试验样品，所述门洞上设置门板，所述门板上设置用于安装充气嘴的第一通孔；所述观察窗用于观察试验过程。

具体地，所述观察窗上安置金属框架，并且在金属框架上装置有机玻璃，便于试验过程中的试验样品状态和试验现象的观察。

作为可选地，所述观察窗为多个，具体地，所述观察窗设置两个，呈一定角度设置在所述第一工装筒的外壁，便于从不同方向观察试验现象。

进一步地，所述第二工装筒包括第二通孔和气压表安装孔，所述第二通孔用于安装充气嘴，所述气压表安装孔用于安装气压表，所述气压表用于检测所述第二气室内的气压值以及长期放置时过渡单元的气密性。

进一步地，所述导电杆连接装置包括依次连接的导电杆连接件、屏蔽电极和屏蔽电极连接板，所述屏蔽电极连接板固定在所述连接结构上。

具体地，所述屏蔽电极为杯型电极，所述导电杆连接件为倒杯型电极，所述倒杯型电极开口外径尺寸稍小于所述杯型电极开口内径尺寸，所述倒杯型电极伸入所述杯型电极中，并且所述屏蔽电极和导电杆连接件通过导电弹簧连接。

进一步地，所述检测电压引入单元包括气体套管和导电杆，所述导电杆设置在气体套管内，并且所述导电杆的一端固定在所述导电杆连接件上。

具体地，所述气体套管通过转接板固定在所述第二工装筒上。

进一步地，所述连接结构包括导电结构和绝缘密封结构，所述导电杆连接装置通过导电结构与所述检测工位电连接，所述第一工装筒通过所述绝缘密封结构与所述第二工装筒密封连接。

作为优选地，所述连接结构为盆式绝缘子。

作为可选地，试验样品可以是绝缘管材料、绝缘片状材料或绝缘板状材料中的一种。

另一方面，本发明还提供一种绝缘材料的电气性能试验方法，所述方法采用上述提供的绝缘材料的电气性能试验装置实现，包括以下步骤：

S1：将所述第二气室抽真空，并充入试验所需气压的绝缘气体；

S2：将试验样品固定在检测工位上；

S3：将所述第一气室抽真空，并充入试验所需气压的绝缘气体；

S4：进行电气性能试验操作；

S5：试验完成，对所述第一气室进行回气操作，然后返回S2进行下一个试验样品试验，直至全部试验样品试验完成。

作为可选地，所述绝缘气体可以是SF6、N2气体中的一种。当然也可以是其他常见的绝缘气体。

所述回气操作是指试验完成后，将所述第一气室中的绝缘气体抽出。具体地，当绝缘气体是SF6等有毒气体时，需将第一气室抽真空，然后通过充气嘴向第一气室内放入空气。当绝缘气体是N2等无毒气体时，可以对第一气室抽真空，也可以仅抽出一部分气体来降低内外气压差，以便于方便地操作。

采用上述技术方案，本发明所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法具有如下有益效果：

1.本发明所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法，将试验工装筒通过盆式绝缘子分为第一工装筒和第二工装筒，更换试验样品时仅需对第一工装筒重新进行抽真空、充气操作，大大提高每次试验充气、回气的速度，缩短试验周期，提高工作效率，降低试验成本。

2.本发明所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法，通过在第一工装筒外壁设置观察窗，能够更方便直观地在试验开始前观测确认试验样品的摆放位置是否正确以及实时观测试验过程中的试验样品状态和试验现象。

3.本发明所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法，通过导电弹簧连接屏蔽电极和导电杆连接件，既能实现导电连接、屏蔽电场的作用，又能减少制造公差的影响。

4.本发明所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置及方法，上平板电机和/或下平板电极通过活动连接进行连接固定，实现电极间的距离可调，可适应不同长度的试验样品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1本发明所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置的立体示意图；

图2本发明所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置的正视图；

图3是图2中A-A剖视图的下半部分。

图中：1-检测单元，2-过渡单元，3-检测电压引入单元，4-连接结构，11-第一工装筒，12-检测工位，21-第二工装筒，22-导电杆连接装置，31-气体导管，32-导电杆，33-转接板，41-导电结构，42-绝缘密封结构，111-门洞，112-观察窗，113-门板，114-第一通孔，121-第一电极，122-第二电极，123-第一电极底座，124-第二电极底座，211-第二通孔，212-气压表安装孔，221-导电杆连接件，222-屏蔽电极，223-屏蔽电极连接板，224-导电弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

常规技术中对绝缘材料的电气性能试验多为敞开式，但是测量得到结果不是材料本体的击穿电压。而现有技术中采用封闭式气体绝缘的试验装置，由于整个封闭气室完全联通，容积较大，虽然能够得到比较准确的试验结果，但是每次试验前后都需要进行充气、回气操作，耗时较长，试验效率较低。本实施例提供一种绝缘材料的电气性能试验装置既能得到准确的试验结果，同时也能提高试验的效率，降低试验成本，装置包括检测单元1、过渡单元2和检测电压引入单元3；检测单元1包括第一工装筒11和检测工位12，检测工位12设置在第一工装筒11内，检测工位12用于固定试验样品；过渡单元2通过连接结构4与检测单元1固定连接，过渡单元2包括第二工装筒21和导电杆连接装置22，导电杆连接装置22设置在第二工装筒21内；检测电压引入单元3与过渡单元2连接，用于将检测电压引入检测单元1；检测单元1形成第一气室，过渡单元2和检测电压引入单元3形成第二气室，并且第一气室和第二气室之间被连接结构4密封隔离为两个独立的密封气室。

在一些实施例中，在第一工装筒11内设置第一电极121和第二电极122，第一电极121与第一电极底座123固定连接，第一电极底座123通过螺栓固定在第一工装筒11的底板上，第二电极122与第二电极底座124通过螺纹连接，第二电极底座124通过螺栓固定在连接结构4上。

在一些实施例中，也可以是第一电极121与第一电极底座123通过螺纹连接，第一电极底座123通过螺栓固定在第一工装筒11的底板上，第二电极122与第二电极底座124固定连接，第二电极底座124通过螺栓固定在连接结构4上。

在一些实施例中，也可以是第一电极121与第一电极底座123固定连接，第一电极底座123通过螺栓固定在第一工装筒11底板上，第二电极122与第二电极底座124滑动紧固连接，第二电极底座124通过螺栓固定在连接结构4上。

在一些实施例中，也可以是第一电极121与第一电极底座123滑动紧固连接，第一电极底座123通过螺栓固定在第一工装筒11底板上，第二电极122与第二电极底座124的固定连接，第二电极底座124通过螺栓固定在连接结构4上。

当然了，根据不同的电极结构，也可通过其他合适的连接方式进行连接，在此不再一一例举。

在一些实施例中，在第二工装筒21内，气体套管31内的导电杆32与导电杆连接件221通过螺栓固定，导电杆连接件221与屏蔽电极222电连接，导电杆连接件221为倒杯型电极，屏蔽电极222为杯型电极，其中导电杆连接件221的开口较小，屏蔽电极222为杯型电极开口较大，导电杆连接件221伸入屏蔽电极222内部。在屏蔽电极222与导电杆连接件221的杯型空间内部设置导电弹簧224，通过导电弹簧224保证两者之间的电连接，屏蔽电极222通过屏蔽电极连接板223与连接结构4连接，并通过螺栓固定。

在一些实施例中，在第二工装筒21的侧壁设有第二通孔211，用于安装充气嘴，同时，第二工装筒21还设有安装气压表的气压表安装孔212，气压表用于检测第二气室内的气压值以及长期放置时过渡单元的气密性。

在一些实施例中，第一工装筒11的侧壁设有门洞111，用于安置试验样品，在门洞111上设置门板113，并通过螺栓固定在第一工装筒11上，门板113上设有第一通孔114，用于安装充气嘴，第一工装筒11的侧壁还设有观察窗112，观察窗112上设置金属框架，并通过有机玻璃进行密封，便于观察试验情况。

在一些实施例中，连接结构4设置有具有导电作用的导电结构41和具有绝缘作用的绝缘密封结构42，导电杆连接装置22通过导电结构41与检测工位12电连接，第一工装筒11通过绝缘密封结构42与第二工装筒21密封连接，从而确保第一气室和第二气室之间具有良好的密封性。

在一些实施例中，连接结构4为盆式绝缘子，盆式绝缘子的中部为导电结构41，导电结构41的四周为绝缘密封结构42。

本实施例提供的试验装置，通过导电杆32与外部电源点连接引入电压，然后依次通过导电杆连接件221、导电弹簧224、屏蔽电极222、屏蔽电极连接板223和导电结构41输送到检测单元1，最后通过第二电极底座124将检测电压输送到第二电极122，从而实现对第一电极121和第二电极122之间试验样品的检测。

通过本实施例提供的一种绝缘材料的电气性能试验装置能够很好的解决现有技术的缺陷，通过缩小试验空间，能够得到绝缘材料的本体击穿电压，并且又能提高工作效率。

通过本实施例的一种绝缘材料的电气性能试验装置具有如下有益效果：

本发明的一种绝缘材料的电气性能试验装置，通过盆式绝缘子将试验工装筒分为第一工装筒和第二工装筒，更换试验样品时仅需对第一工装筒重新进行抽真空、充气操作，大大提高每次试验充气、回气的速度，缩短试验周期，提高工作效率，降低试验成本。

本发明的一种绝缘材料的电气性能试验装置，通过在第一工装筒外壁设置观察窗，能够更方便直观地在试验开始前观测确认试验样品的摆放位置是否正确以及实时观测试验过程中的试验样品状态和试验现象。

本发明的一种绝缘材料的电气性能试验装置，通过导电弹簧连接屏蔽电极和导电杆连接件，既能实现导电连接、屏蔽电场的作用，又能减少制造公差的影响。

本发明的一种绝缘材料的电气性能试验装置，上平板电极和/或下平板电极通过活动连接方式进行连接固定，实现电极间的距离可调，可适应不同长度的试验样品。

实施例2，为实施例1的可选实施例

作为可选地，观察窗112为多个，具体地，观察窗112设置两个，呈一定角度设置在第一工装筒11的外壁，便于从不同方向观察试验现象。其取得的技术效果与实施例1基本一致，这里就不一一赘述了。

实施例3

本实施例在实施例1的基础上，提出了一种绝缘材料的电气性能试验方法，具体的操作流程如下：

S1：实验前先通过第二工装筒21的充气嘴对试验装置的第二气室抽真空、充入试验所需气压的绝缘气体；

S2：然后将第一工装筒11上的门板113的螺栓取下，打开门板113，将试验样品通过门板113处的门洞111放在第一电极121上表面的中心处，然后调整第一电极121，减小第一电极与第二电极122之间的距离，直到试验样品被第一电极121和第二电极122夹紧并且第一电极121无法转动为止；

S3：盖上门板113并固定螺栓，通过门板113上的充气嘴对第一工装筒11抽真空、充入试验所需气压的绝缘气体：

S4：通过叉车将试验装置运行至试验场地进行试验；

S5：一次试验完毕，对第一工装筒11进行回气操作，打开门板113，更换试验样品，然后对第一工装筒11重新进行抽真空、充气操作，提高试验效率。

本实施例提供的方法可以测量得到绝缘材料的本体击穿电压，大大提高每次试验充气、回气的速度，缩短试验周期，提高工作效率，降低试验成本，还可以在试验过程中实时观察封闭容器内试品的状态和试验现象。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种绝缘材料的电气性能试验装置，其特征在于，包括检测单元(1)、过渡单元(2)和检测电压引入单元(3)；

所述检测单元(1)包括第一工装筒(11)和检测工位(12)，所述检测工位(12)设置在所述第一工装筒(11)内；

所述过渡单元(2)通过连接结构(4)与所述检测单元(1)固定连接，所述过渡单元(2)包括第二工装筒(21)和导电杆连接装置(22)，所述导电杆连接装置(22)设置在所述第二工装筒(21)内；所述检测电压引入单元(3)与所述过渡单元(2)连接，用于将检测电压引入检测单元(1)；

所述导电杆连接装置(22)包括依次连接的导电杆连接件(221)、屏蔽电极(222)和屏蔽电极连接板(223)，所述屏蔽电极连接板(223)固定在所述连接结构(4)上；

所述屏蔽电极(222)为杯型电极，所述导电杆连接件(221)为倒杯型电极，所述倒杯型电极伸入所述杯型电极中，并且所述屏蔽电极(222)和导电杆连接件(221)通过导电弹簧(224)连接；

所述检测单元(1)形成第一气室，所述过渡单元(2)和所述检测电压引入单元(3)形成第二气室，并且所述第一气室和所述第二气室之间被所述连接结构(4)密封隔离为两个独立的密封气室。

2.根据权利要求1所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置，其特征在于，所述检测工位(12)包括第一电极(121)、第二电极(122)、第一电极底座(123)和第二电极底座(124)；所述第一电极底座(123)的一端固定在所述第一工装筒(11)的底板上，所述第二电极底座(124)的一端固定在连接结构(4)上，所述第一电极(121)连接在所述第一电极底座(123)的另一端，所述第二电极(122)连接在所述第二电极底座(124)的另一端，并且所述第一电极(121)和所述第二电极(122)相对设置。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置，其特征在于，所述第一工装筒(11)包括门洞(111)和观察窗(112)，所述门洞(111)上设置门板(113)，所述门板(113)上设置用于安装充气嘴的第一通孔(114)。

4.根据权利要求1所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置，其特征在于，所述第二工装筒(21)包括第二通孔(211)和气压表安装孔(212)，所述第二通孔(211)用于安装充气嘴，所述气压表安装孔(212)用于安装气压表。

5.根据权利要求1所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置，其特征在于，所述检测电压引入单元(3)包括气体套管(31)和导电杆(32)，所述导电杆(32)设置在气体套管(31)内，并且所述导电杆(32)的一端固定在所述导电杆连接件(221)上。

6.根据权利要求1所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置，其特征在于，所述连接结构(4)包括导电结构(41)和绝缘密封结构(42)，所述导电杆连接装置(22)通过导电结构(41)与所述检测工位(12)电连接，所述第一工装筒(11)通过所述绝缘密封结构(42)与所述第二工装筒(21)密封连接。

7.根据权利要求1所述的一种绝缘材料的电气性能试验装置，其特征在于，所述连接结构(4)为盆式绝缘子。

8.一种绝缘材料的电气性能试验方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-7中任意一项所述的绝缘材料的电气性能试验装置实现，包括以下步骤：

S1：将所述第二气室抽真空，并充入试验所需气压的绝缘气体；

S2：将试验样品固定在检测工位上；

S3：将所述第一气室抽真空，并充入试验所需气压的绝缘气体；

S4：进行电气性能试验操作；

S5：试验完成，对所述第一气室进行回气操作，然后返回S2进行下一个试验样品试验，直至全部试验样品试验完成。

Images