本發(fā)明屬于絕緣管型母線絕緣材料測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種絕緣管型母線主絕緣材料空間電荷特性測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，生活和生產(chǎn)中對電力的需求也日益增長，因而變電站主容量也越來越大。常規(guī)矩形母線、電纜母線及共箱母線，在技術(shù)和結(jié)構(gòu)上已經(jīng)無法滿足大電流下的母線發(fā)熱、短路電動力的要求。近年來出現(xiàn)的新型管型母線具有載流量大、運行安全可靠、綜合效益高等優(yōu)點，一定程度上可以解決傳統(tǒng)母線在應(yīng)用中的諸多問題，隨著其工藝和技術(shù)的發(fā)展，管型母線得到越來越廣泛的應(yīng)用，在發(fā)電、變電、石油石化、鋼鐵等行業(yè)及其它新能源領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。在變電站中，現(xiàn)在已經(jīng)用作主變中、低壓側(cè)與配電設(shè)施之間的聯(lián)接導(dǎo)體，獲得了較好效果。管型母線通常采用聚四氟乙烯(PTFE)薄膜、聚酯(PET)薄膜及環(huán)氧樹脂等材料作為主絕緣材料。材料內(nèi)部的空間電荷會對其內(nèi)部的電場分布產(chǎn)生極大的影響，從而影響材料的絕緣性能。管型母線運行過程中，絕緣材料中可能形成空間電荷，空間電荷的積聚、運動和消散過程會直接影響電介質(zhì)內(nèi)部的電場分布，引起電場的畸變，影響材料的電導(dǎo)、擊穿破壞和老化等電氣性能，威脅母線的長期安全穩(wěn)定運行。因此，對管型母線絕緣材料中的空間電荷形成、分布和遷移規(guī)律，探究陷阱分布、體電導(dǎo)率等相關(guān)參數(shù)具有重要的理論意義和工程價值。

本系統(tǒng)由表面電位衰減測試模塊和數(shù)據(jù)采集與分析模塊兩個部分。表面電位測試模塊主要由高壓直流電源、靜電電位計和可移動支架構(gòu)成，其中高壓直流電源用于電荷注入，通過針電極對試樣施加電壓注入電荷，可通過軟件設(shè)定加壓強度和時間。電位計測試探頭安裝在支架上的滑道內(nèi)，可通過軟件控制探頭移動以實現(xiàn)對試樣不同位置的測試。數(shù)據(jù)采集和分析由自主開發(fā)的軟件實現(xiàn)，靜電計通過高速采集卡與PC機相連，可實現(xiàn)表面電位數(shù)據(jù)的實時采集，并可根據(jù)實際需要對采樣頻率進(jìn)行調(diào)整。軟件的數(shù)據(jù)處部分基于聚四氟乙烯薄膜、聚酯薄膜及環(huán)氧樹脂三種典型的管型母線絕緣材料設(shè)計，通過大量預(yù)實驗建立完善的數(shù)據(jù)庫，選擇相應(yīng)的材料即可準(zhǔn)確地對材料的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行處理分析。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提出一種絕緣管型母線主絕緣材料空間電荷特性測試系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種絕緣管型母線主絕緣材料空間電荷特性測試系統(tǒng)，包括固定的上部軌道，在上部軌道上安裝有沿上部軌道平行滑動的兩側(cè)豎直吊桿，在兩側(cè)豎直吊桿的下端固裝水平的實驗底板，在實驗底板的左側(cè)上表面固裝有試樣平臺，在試樣平臺的底面固接接地的背部電極，在試樣平臺的上表面固定放置被測試的管型母線的緣材料，在上部軌道的左側(cè)固裝有縱向電極插管，在上部軌道的左側(cè)安置有直流電源，直流電源的輸出正端連接有針電極，針電極插裝在電極插管內(nèi)并沿電極插管做上下移動，在直流電源的正負(fù)輸出兩端連接有串聯(lián)的電阻R1與電阻R2，在電阻R1與電阻R2之間的節(jié)點處固裝有位于針電極正下方的柵極，在上部軌道的右側(cè)固裝有檢測探頭，檢測探頭與電位計連接，電位計與處理主機連接。

而且，所述沿上部軌道平行滑動的兩側(cè)豎直吊桿是將實驗底板上試樣平臺的位置由針電極的正下方移動到檢測探頭的正下方。

而且，所述高壓直流電源用于通過針電極對試樣施加電壓，注入電荷，施加電壓的強度和時間由處理主機控制。

而且，所述檢測探頭為檢測被測緣材料的表面電位衰減數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1、本發(fā)明專利基于表面電位衰減法測量了反映管型母線空間電荷輸運特性的幾個重要參數(shù)，通過對數(shù)據(jù)的分析處理及與參考數(shù)據(jù)的比對，對母線絕緣材料的空間電荷特性做出評判。

2、本發(fā)明系統(tǒng)測試操作簡便，測量精確，可準(zhǔn)確測試分析材料的空間電荷特性，為技術(shù)人員提供豐富的決策參考信息。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述：需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其它實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

一種絕緣管型母線主絕緣材料空間電荷特性測試系統(tǒng)，如圖1所示，包括固定的上部軌道4，在上部軌道上安裝有沿上部軌道平行滑動的兩側(cè)豎直吊桿6，在兩側(cè)豎直吊桿的下端固裝水平的實驗底板9，在實驗底板的左側(cè)上表面固裝有試樣平臺11，在試樣平臺的底面固接背部電極，在試樣平臺的上表面固定放置被測試的管型母線的緣材料10，在上部軌道的左側(cè)固裝有縱向電極插管12，在上部軌道的左側(cè)安置有直流電源1，直流電源的輸出正端連接有針電極2，針電極插裝在電極插管內(nèi)并沿電極插管做上下移動，在直流電源的正負(fù)輸出兩端連接有串聯(lián)的電阻R1與電阻R2，在電阻R1與電阻R2之間的節(jié)點處固裝有位于針電極正下方的柵極3，在上部軌道的右側(cè)固裝有檢測探頭5，檢測探頭與電位計7連接，電位計與處理主機8連接。

在本發(fā)明的具體實施中，所述沿上部軌道平行滑動的兩側(cè)豎直吊桿是將實驗底板上試樣平臺的位置由針電極的正下方移動到檢測探頭的正下方。

在本發(fā)明的具體實施中，所述高壓直流電源用于通過針電極對試樣施加電壓，注入電荷，施加電壓的強度和時間由處理主機控制。

在本發(fā)明的具體實施中，所述檢測探頭為檢測被測緣材料的表面電位衰減數(shù)據(jù)。

工作原理

打開處理主機，設(shè)定好探頭初始測試位置，設(shè)定高壓直流電源的加壓強度和加壓時間，設(shè)定采樣頻率和表面電位衰減測試時間。

將固定大小和形狀的絕緣材料試樣平整緊密地固定于支架上的試樣平臺上，打開高壓直流電源。

加壓結(jié)束后迅速將試樣平臺沿滑道移動到支架的測試區(qū)，打開電位計，開始測試。

待設(shè)定時間結(jié)束后，關(guān)閉靜電計，處理主機，處理實驗結(jié)果。通過處理分析得到表征管型母線絕緣材料中空間電荷特性的相關(guān)參數(shù)，為管型母線的運行和維護(hù)或其他決策提供參考信息。