一種高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電工測量中的靜電測量技術領域，特別涉及一種高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構。
【背景技術】
[0002]真空與固體絕緣的沿面是整個絕緣系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié)。真空-固體絕緣界面的表面電荷積聚會改變絕緣系統(tǒng)的電場分布，進而影響絕緣系統(tǒng)的沿面耐壓水平。因此，真空固體絕緣表面電荷的測量具有重要意義。
[0003]表面電荷的測量屬于靜電測量的范疇，因而不能使用常有的電工儀表進行測量。表面電荷的測量方法主要有:粉塵法、電聲脈沖法、超聲波法、Pockels效應法、電容探頭法等。但現(xiàn)有方法都有明顯不足，粉塵法不能進行定量測量，電聲脈沖法的設備復雜昂貴，且只適用于兩固體交界面的電荷測量，超聲波法和Pockels效應法只適用于薄膜絕緣試品的測量。電容探頭法分為動電容探頭法和靜電容探頭法兩種。為了保證測量分辨率，要求動電容探頭法中探頭本身的電容值以及測試線路的入口電容值極為穩(wěn)定，而這很難實現(xiàn)。另夕卜，此方法也不適用于復雜形狀絕緣子的測量。因此目前對于氣固界面或真空中固體表面的電荷測量，靜電容探頭法是最可行的實現(xiàn)方式。
[0004]靜電容探頭法的測量程序一般為先使靜電容探頭遠離被測固體絕緣試品和高壓電極來確保設備與人身安全，在撤去外加電壓使靜電容探頭靠近被測固體絕緣試品進行表面電荷的測量。
[0005]真空環(huán)境下工程中常用的絕緣子典型狀體為45°圓臺形，測量時要靜電容探頭能夠轉動以掃描45°圓臺形被測固體絕緣試品的整個側表面。
[0006]不同于之前大多數(shù)已有試驗平臺的二維表面電荷測量以及在大氣環(huán)境和3匕等高氣壓環(huán)境中的表面電荷測量，這就要求有一套機械操控系統(tǒng)能夠完成在真空試驗腔體外操控高真空環(huán)境中靜電容探頭的三維運動，對固體絕緣試品的整個側表面進行電荷掃描測量，于是要求真空試驗腔體保持動態(tài)密封。

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是提出一種高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構，該高真空固體絕緣表面電荷測量裝置由靜電容探頭支架、靜電容探頭轉動操控機構、靜電容探頭的擺動控制機構及高真空動密封系統(tǒng)組成；其特征在于，所述高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構采用磁流體高真空動密封技術實現(xiàn)，在不破壞真空試驗腔真空度的情況下將兩種轉動運動傳入真空試驗腔內，并使真空試驗腔體的真空度保持在l(T5Pa量級；
[0008]在真空試驗腔內，由電極引線將高壓電極和地電極分別固定在真空試驗腔的頂板和底板上，被測固體絕緣試品放置在高壓電極和地電極之間；靜電容探頭固定在探頭滑軌上部，探頭滑軌的下端通過轉軸活動固定在真空試驗腔內的轉盤上，斜面支撐固定在探頭滑軌和地電極之間的轉盤上，連桿轉換機構的一端與探頭滑軌下段連接，連桿轉換機構另一端通過磁流體與真空試驗腔的底板動密封固定；轉盤套在地電極的電極引線上；在與連桿轉換機構相對的真空試驗腔的底板上也通過磁流體對內齒輪的傳動軸實現(xiàn)動密封固定，二者構成高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構。
[0009]所述套在地電極的電極引線上的必須是轉盤的中心，以保證靜電容探頭在轉動測量過程中保持與被測固體絕緣試品表面的距離不變。
[0010]所述探頭滑軌和斜面支撐組成靜電容探頭支架；在連桿的操控下，靜電容探頭支架整體繞轉軸轉動，斜面支撐的斜面與被測固體絕緣表面平行，保證在電荷測量時滑軌與被測固體絕緣試品表面平行，從而靜電容探頭的探針在表面電荷測量過程中與被測固體絕緣試品表面的距離是保持恒定。
[0011]所述內齒輪的傳動軸和連桿轉換機構分別在真空試驗腔外與外控機構固定，外控機構與磁流體動密封固定其中，連桿的豎軸穿過連桿導向筒與固定。
[0012]所述靜電容探頭轉動操控機構由磁流體密封件、外控機構和內齒輪及轉盤組成，其中磁流體密封件焊接固定在真空試驗腔體底板上，第一外控機構在真空試驗腔體外與磁流體密封件固定，內齒輪的傳動軸在真空試驗腔體內與磁流體密封件固定，內齒輪與轉盤齒輪咬合，靜電容探頭支架固定于轉盤上。
[0013]所述靜電容探頭的擺動控制機構由磁流體密封件、外控機構和連桿轉換機構組成；其中磁流體密封件焊接固定在真空試驗腔體底板上，第二外控機構在真空試驗腔體外與磁流體密封件連接，連桿轉換機構在真空試驗腔體內與磁流體密封件連接；連桿轉換機構作用于探頭滑軌，在高壓電極上施加高電壓時，將靜電容探頭拉至遠離被測固體絕緣試品表面的位置。
[0014]本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明采用磁流體高真空動密封技術實現(xiàn)真空試驗腔體的真空度保持在KT5Pa量級。所述磁流體密封技術不同于傳統(tǒng)的O形膠圈和J形膠圈等密封，可以達到更高的真空度，且長期使用過程中無磨損泄露，且可以保證與其連接的機械結構有更高的移動精度。通過磁流體的磁力傳導將真空試驗腔外的控制運動引入真空試驗腔內，控制靜電容探頭繞被測固體絕緣試品轉動，控制靜電容探頭在施加高電壓時遠離高壓電極；通過斜面支撐保證靜電容探頭與固體絕緣表面的距離保持恒定，使高真空固體絕緣表面電荷測量精度進一步提高。
【附圖說明】
[0015]圖1為高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明提出一種高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構，下面結合附圖予以說明。
[0017]圖1所示為高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構示意圖。圖中，高真空固體絕緣表面電荷測量裝置由靜電容探頭支架、靜電容探頭轉動操控機構、靜電容探頭的擺動控制機構及高真空動密封系統(tǒng)組成；所述高真空固體絕緣表面電荷測量裝置的動密封結構采用磁流體高真空動密封技術實現(xiàn)，在不破壞真空試驗腔真空度的情況下將兩種轉動運動傳入真空試驗腔內，并使真空試驗腔體的真空度保持在KT5Pa量級。
[0018]在真空試驗腔內，由電極引線10將高壓電極5和地電極7分別固定在真空試驗腔的頂板和底板上，被測固體絕緣試品放置6在高壓電極5和地電極7之間；靜電容探頭I固定在探頭滑軌2上部，探頭滑