一種可升溫的聚合物中電樹枝化實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及用于不同溫度下聚合物及其復(fù)合物中電樹枝化現(xiàn)象實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，屬于聚合物絕緣檢測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，超高壓和特高壓輸電技術(shù)在遠(yuǎn)距離輸電領(lǐng)域表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景，與此同時(shí)對(duì)絕緣材料的性能提出了更高的要求。在高壓電力設(shè)備如電纜中，隨著電壓等級(jí)和容量的不斷提高，電樹枝老化成為導(dǎo)致絕緣材料失效的重要原因。
[0003]電樹枝化是聚合物絕緣材料中一種由于電場(chǎng)的作用導(dǎo)致的局部擊穿現(xiàn)象，由于局部擊穿通道呈現(xiàn)類似樹枝狀而得名，它的存在將導(dǎo)致絕緣材料劣化甚至失效，是一種嚴(yán)重威脅高壓電器設(shè)備，開關(guān)器件和絕緣套管等運(yùn)行安全的電老化現(xiàn)象。聚合物絕緣材料中電樹枝老化現(xiàn)象的研究歷史已經(jīng)有40多年，隨著研究的不斷深入，人們不僅關(guān)注電樹枝化現(xiàn)象的發(fā)展特征，而且更加關(guān)注電樹枝化的形成原因和發(fā)展動(dòng)力。目前常用的電樹枝化觀測(cè)裝置主要是采用數(shù)字?jǐn)z像采集系統(tǒng)，記錄室溫條件下電樹枝動(dòng)態(tài)發(fā)展過程的生長(zhǎng)特征圖像和數(shù)據(jù)，用以探討聚合物絕緣中電樹枝化現(xiàn)象的發(fā)展特征與材料聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)系。
[0004]聚合物絕緣材料的工作溫度往往高于室溫很多，溫度的改變會(huì)影響聚合物中大分子鏈段的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而影響其耐電樹枝化特性。聚合物絕緣中電樹枝化現(xiàn)象的發(fā)展，不僅有電場(chǎng)的推動(dòng)作用，熱場(chǎng)的作用也會(huì)影響其發(fā)展特征。因此，在聚合物絕緣材料的工作溫度下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，能夠更好的反應(yīng)聚合物材料的耐電樹枝化性能，為理論研究和工程應(yīng)用提供依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前聚合物中電樹枝化現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置不足之處，提供一種具有升溫、控溫功能的電樹枝化實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置。本裝置具有模擬聚合物絕緣材料在工作過程中的熱場(chǎng)和電場(chǎng)等絕緣老化的應(yīng)力條件，以達(dá)到更真實(shí)的絕緣材料的耐電樹枝老化性能。一定溫度條件下電樹枝實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和圖像采集與分析，可以為探究聚合物及其復(fù)合物絕緣中電樹枝化發(fā)展機(jī)理提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0006]本實(shí)用新型所述是一種具有升溫和控溫功能的聚合物中電樹枝化實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，包括實(shí)驗(yàn)變壓器，調(diào)壓器，電樹枝引發(fā)電極，地電極，實(shí)驗(yàn)艙，加溫裝置，溫度傳感器，溫控器，保溫裝置，面光源，長(zhǎng)焦放大鏡頭，數(shù)字顯微攝像機(jī)，XYZ直線導(dǎo)軌，計(jì)算機(jī)等。
[0007]實(shí)驗(yàn)艙采用耐油、耐高溫、高透明度的材料制成，包括矩形實(shí)驗(yàn)艙和用于保溫和固定電樹枝引發(fā)電極和溫度傳感器的帶孔上蓋。實(shí)驗(yàn)艙底部固定有接地板電極，實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)注入耐高溫、高透明絕緣油。實(shí)驗(yàn)試樣針尖一端與電樹枝引發(fā)電極相連，板電極一端與地電極相連，實(shí)驗(yàn)試樣整體位于實(shí)驗(yàn)艙的絕緣油內(nèi)。
[0008]加熱裝置置于實(shí)驗(yàn)艙的外部，在實(shí)驗(yàn)艙的底部和前后兩側(cè)實(shí)現(xiàn)均勻加熱。溫度傳感器采用高導(dǎo)熱、耐溫、耐油材質(zhì)封裝，位于距離實(shí)驗(yàn)試樣5mm到50mm處的實(shí)驗(yàn)艙絕緣油中。溫度傳感器誤差小于ο.0re，作為溫控儀的輸入端實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)溫度的實(shí)時(shí)采集與反饋。反饋式精密溫控器可以實(shí)時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)試樣的實(shí)驗(yàn)溫度和設(shè)定溫度，具有加溫和保溫功能，控溫范圍為室溫至250°C，可以實(shí)現(xiàn)室溫至180°C的電樹枝化實(shí)驗(yàn)條件。
[0009]保溫裝置采用耐高溫的保溫材料，位于實(shí)驗(yàn)艙外的左右兩側(cè)，兩側(cè)保溫材料的相對(duì)位置含有觀測(cè)孔用于實(shí)驗(yàn)試樣電樹枝圖像的實(shí)時(shí)采集。保溫裝置減少實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)的溫度散失，顯著降低光源與鏡頭的工作環(huán)境溫度。在觀測(cè)孔與面光源之間、透光孔與長(zhǎng)焦放大鏡頭之間設(shè)有風(fēng)冷裝置，但實(shí)驗(yàn)溫度高于100°c時(shí)，啟動(dòng)風(fēng)冷裝置以確保面光源和長(zhǎng)焦放大鏡頭的安全工作溫度。
[0010]面光源和連接數(shù)字顯微攝像機(jī)的長(zhǎng)焦放大鏡頭位于實(shí)驗(yàn)艙外保溫裝置兩側(cè)，與保溫裝置觀測(cè)孔和聚合物實(shí)驗(yàn)試樣位于同一軸線位置。面光源提供的近紅外平行光具有較大的穿透性，改善鏡頭的過度曝光現(xiàn)象。長(zhǎng)焦放大鏡頭的工作距離為65mm至300mm，可以滿足高壓高溫實(shí)驗(yàn)的工作環(huán)境，且具有I到50倍放大倍數(shù)，0.23 μ m到7.9 μ m觀測(cè)景深和0.96 μ m分辨率，可以實(shí)現(xiàn)電樹枝圖像的清晰采集。近紅外平行光透過保溫裝置觀測(cè)孔、實(shí)驗(yàn)艙、絕緣油和實(shí)驗(yàn)試樣進(jìn)入長(zhǎng)焦放大鏡頭，長(zhǎng)焦放大鏡頭收集的光信號(hào)通過數(shù)字顯微攝像機(jī)被計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示和采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物中電樹枝的發(fā)展情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。對(duì)于固定放大倍數(shù)的電樹枝圖像，可以同時(shí)記錄電樹枝的長(zhǎng)度，寬度數(shù)據(jù)，輸出的電樹枝圖像含有標(biāo)準(zhǔn)比例尺、實(shí)驗(yàn)時(shí)間，便于對(duì)聚合物及其復(fù)合物中的電樹枝化現(xiàn)象進(jìn)一步分析。
[0011 ] 本實(shí)用新型裝置具有以下的技術(shù)效果
[0012]實(shí)現(xiàn)了在室溫到180°C范圍內(nèi)實(shí)驗(yàn)溫度精確控制，模擬不同溫度等級(jí)和運(yùn)行環(huán)境下聚合物及其復(fù)合物絕緣材料的工作溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合物絕緣材料在高溫工作狀態(tài)中電樹枝化特性研究。
[0013]長(zhǎng)焦放大鏡頭配合數(shù)字?jǐn)z像機(jī)及計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同溫度下聚合物及其復(fù)合物材料中電樹枝化圖像的實(shí)時(shí)采集，采集的圖像分辨率較高且含有電樹枝的長(zhǎng)度、寬度等基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù)。
[0014]實(shí)驗(yàn)裝置具有較大靈活性，可以根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)控制實(shí)驗(yàn)溫度，加熱裝置及保溫裝置易拆卸和安裝，方便替換絕緣油和實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型所述可升溫的聚合物中電樹枝化實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型所述的具有加溫和保溫功能的實(shí)驗(yàn)艙意圖；
[0017]圖中:1實(shí)驗(yàn)變壓器，2調(diào)壓器，3電樹枝引發(fā)電極，4實(shí)驗(yàn)艙上蓋，5實(shí)驗(yàn)試樣，6反饋式精密溫控器，7溫度傳感器，8面光源，9風(fēng)冷裝置，10實(shí)驗(yàn)艙，11地電極，12耐溫絕緣油，13長(zhǎng)焦放大鏡頭，14數(shù)字顯微攝像機(jī)，15XYZ直線導(dǎo)軌，16計(jì)算機(jī)，17保溫裝置，18觀測(cè)孔，19加溫裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方案進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0019]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式所述一種具有升溫功能的聚合物及其復(fù)合物絕緣材料中電樹枝化現(xiàn)象的實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，包括:實(shí)驗(yàn)變壓器(1)，調(diào)壓器(2)，電樹枝引發(fā)電極
(3)，實(shí)驗(yàn)艙上蓋(4)，實(shí)驗(yàn)試樣(5)，反饋式精密溫控器(6)，溫度傳感器(7)，面光源(8)，風(fēng)冷裝置(9)，實(shí)驗(yàn)艙(10)，地電極(11)，耐溫絕緣油(12)，長(zhǎng)焦放大鏡頭(13)，數(shù)字顯微攝像機(jī)(14)，XYZ直線導(dǎo)軌(15)，計(jì)算機(jī)(16)，保溫裝置(17)，觀測(cè)孔(18)，加溫裝置(19);實(shí)驗(yàn)艙(10)頂端帶有可移動(dòng)的實(shí)驗(yàn)艙上蓋(4)，實(shí)驗(yàn)艙底部固定有接地板電極(9);實(shí)驗(yàn)試樣
(5)針尖一端與電樹枝引發(fā)電極(3)相連，板電極一端與地電極(9)相連；加熱裝置(20)置于實(shí)驗(yàn)艙的外部，在實(shí)驗(yàn)艙的底部和前后兩側(cè)實(shí)現(xiàn)均勻加熱；溫度傳感器(7)位于實(shí)驗(yàn)試樣(5) —定距離的絕緣油中，作為反饋式精密反饋式精密溫控器(6)的輸入端；含有觀測(cè)孔(18)的保溫裝置位于實(shí)驗(yàn)艙(10)外的左右兩側(cè)。面光源(8)，長(zhǎng)焦放大鏡(11)