本发明涉及绝缘沿面闪络的检测,尤其是涉及一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置。
背景技术:
1、各种高电压装备中,因电气绝缘、环境密封和结构支持的需求必须采用固体绝缘材料。但当外加电场强度过高,介质分界面上的电场分布十分不均匀,绝缘材料与真空或气体交界处可能发生沿面闪络,该闪络击穿场强远低于相同尺寸真空、气体的耐电强度以及自身的体击穿场强,这严重影响了固体绝缘材料的绝缘耐压性能。因此,固体绝缘材料的沿面闪络已成为电力装备绝缘设计急需解决的关键问题。
2、经过检索,授权公告号cn213337885u提出了一种沿面闪络试验装置,通过压力杆上下移动,对样品厚度留有一定裕度,有效提高了装置的利用率,对样品的要求更加宽泛,让试验过程更加灵活可控。但该装置仅改良的材料对电极本体的需求,并未考虑其他参数检测的适用性。
3、申请公布号cn116679178a公开了一种环氧树脂沿面闪络试验装置,包含了的磨损模拟装置以及机械臂运动,可以进行磨损条件下的环氧树脂及sf6气固绝缘界面放电特性的研究。申请公布号cn115754645a公开了一种适用于固体材料沿面闪络研究的平面电极,包括第一指形电极、第二指形电极、电极底板、电极底座,所述第一指形电极、第二指形电极设置在平面电极顶部,第一指形电极、第二指形电极之间用放电间隙隔开,所述电极底板与第一指形电极、第二指形电极、电极底座连接。但上述现有技术在沿面闪络测试方面仅考虑了电学参数的测量,对于闪络过程的参数变化的研究较为匮乏。
4、申请公布号cn112083296a公开了一种用于沿面闪络预放电的光电观测装置,装置中透镜组对准所述绝缘子表面的多个预定位置以聚焦预放电产生的光信号并加以转换成电信号。该装置采集光信号后要将其转化成电信号来加以判断,流程复杂。
5、综上所述,如何设计一种能对沿面闪络现象进行综合评估的装置为需要解决的技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的无法对沿面闪络现象进行综合评估的缺陷而提供一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
3、根据本发明的一个方面,提供了一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,用于检测绝缘沿面绝缘沿面闪络发生模块所发生沿面闪络的情况,该装置包括高压电源、电信号采集模块、光纤探头、声音采集模块和分析显示设备,所述高压电源接绝缘沿面闪络发生模块,所述电信号采集模块、光纤探头和声音采集模块分别采集绝缘沿面闪络发生模块发生闪络时的电压、电流、光信号和声信号,并将采集到的数据传输至分析显示设备。
4、作为优选的技术方案,所述的光纤探头垂直于绝缘沿面闪络发生模块的沿面闪络放电方向,与绝缘沿面闪络发生模块的距离为3~5cm。
5、作为优选的技术方案,所述的光纤探头位于闪络放电中间位置。
6、作为优选的技术方案,所述的声音采集模块安装在绝缘沿面闪络发生模块一侧,与绝缘沿面闪络发生模块的距离不超过5cm。
7、作为优选的技术方案,所述的分析显示设备包括示波器、光谱仪、声信号接收设备和电脑,所述示波器连接电信号采集模块,所述光谱仪连接光纤探头,所述声信号接收设备连接声音采集模块,所述示波器、光谱仪、声信号接收设备均连接电脑并将数据传输至电脑。
8、作为优选的技术方案,所述的电信号采集模块包括电流线圈和高压探头,所述电流线圈接绝缘沿面闪络发生模块的负极,所述高压探头接绝缘沿面闪络发生模块的正极。
9、作为优选的技术方案,所述的声音采集模块所采集的声信号分为时域信号与频域信号;对所述时域信号的特征分析包括幅值特征值、时间特征值和相位特征值的确定,对所述频域信号的特征分析包括频段识别和自功率谱计算。
10、作为优选的技术方案,所述的绝缘沿面闪络发生模块包括两个指型电极、底座和待测样片,所述两个指型电极安装在底座上且间距可调,所述待测样片位于指型电极与底座之间,所述两个指型电极压在待测样片表面。
11、作为优选的技术方案,所述的指型电极材质为黄铜,前端曲率半径为1cm;所述的底座材质为聚四氟乙烯。
12、作为优选的技术方案,所述的高压电源的高压端串接一个限流电阻后接入绝缘沿面闪络发生模块。
13、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
14、1)本发明采用电信号采集模块、光纤探头和声音采集模块对沿面闪络的各项参数进行检测,通过分析显示设备整合显示,有利于更全面、准确且高效地评估绝缘材料的耐压性能和寿命;
15、2)本发明光纤探头垂直于沿面闪络放电方向,可以更好地捕捉光子,由于光纤探头存在金属材质,距离过近会引入悬浮电极,改变指型电极原有电场并影响放电,而距离过远则信号信噪比过低,无法有效检测光信号,距离为3~5cm最为合适;光纤探头处于闪络放电中间位置更有利于采集光信号且更为准确;
16、3)本发明声音采集模块与绝缘沿面闪络发生模块的距离不超过5cm,可以保证声信号采集质量;
17、4)本发明绝缘沿面闪络发生模块选用指型电极,可以进行沿面闪络实验,评估待测试材料的沿面耐压特性。
1.一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,用于检测绝缘沿面绝缘沿面闪络发生模块(3)所发生沿面闪络的情况,其特征在于,该装置包括高压电源(1)、电信号采集模块、光纤探头(6)、声音采集模块(7)和分析显示设备,所述高压电源(1)接绝缘沿面闪络发生模块(3),所述电信号采集模块、光纤探头(6)和声音采集模块(7)分别采集绝缘沿面闪络发生模块(3)发生闪络时的电压、电流、光信号和声信号,并将采集到的数据传输至分析显示设备。
2.根据权利要求1所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的光纤探头(6)垂直于绝缘沿面闪络发生模块(3)的沿面闪络放电方向,与绝缘沿面闪络发生模块(3)的距离为3~5cm。
3.根据权利要求2所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的光纤探头(6)位于闪络放电中间位置。
4.根据权利要求1所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的声音采集模块(7)安装在绝缘沿面闪络发生模块(3)一侧,与绝缘沿面闪络发生模块(3)的距离不超过5cm。
5.根据权利要求1所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的分析显示设备包括示波器(8)、光谱仪、声信号接收设备和电脑,所述示波器(8)连接电信号采集模块,所述光谱仪连接光纤探头(6),所述声信号接收设备连接声音采集模块(7),所述示波器(8)、光谱仪、声信号接收设备均连接电脑并将数据传输至电脑。
6.根据权利要求1所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的电信号采集模块包括电流线圈(4)和高压探头(5),所述电流线圈(4)接绝缘沿面闪络发生模块(3)的负极,所述高压探头(5)接绝缘沿面闪络发生模块(3)的正极。
7.根据权利要求1所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的声音采集模块(7)所采集的声信号分为时域信号与频域信号;对所述时域信号的特征分析包括幅值特征值、时间特征值和相位特征值的确定,对所述频域信号的特征分析包括频段识别和自功率谱计算。
8.根据权利要求1所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的绝缘沿面闪络发生模块(3)包括两个指型电极、底座和待测样片,所述两个指型电极安装在底座上且间距可调,所述待测样片位于指型电极与底座之间,所述两个指型电极压在待测样片表面。
9.根据权利要求8所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的指型电极材质为黄铜,前端曲率半径为1cm;所述的底座材质为聚四氟乙烯。
10.根据权利要求8所述的一种用于绝缘沿面闪络的多维度参数检测装置,其特征在于,所述的高压电源(1)的高压端串接一个限流电阻(2)后接入绝缘沿面闪络发生模块(3)。
