本實(shí)用新型涉及高電壓與絕緣的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種模擬介質(zhì)局部放電的電極模型。

背景技術(shù)：

局部放電是指在絕緣介質(zhì)的內(nèi)部或表面由于存在電氣弱點(diǎn)或缺陷，導(dǎo)致電場(chǎng)分布不均勻、局部電場(chǎng)集中而引起的放電。雖然局部放電能量較小，短時(shí)存在并不影響電氣設(shè)備的絕緣強(qiáng)度，但在長(zhǎng)期運(yùn)行條件下，放電的累積效應(yīng)會(huì)使絕緣的性能逐漸劣化以及缺陷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致絕緣擊穿，影響電力設(shè)備正常運(yùn)行。

由于原材料質(zhì)量、制造工藝和運(yùn)行環(huán)境影響，使電力電容器內(nèi)部不可避免的存在缺陷，而且電場(chǎng)分布具有不均勻性，因此，對(duì)其局部放電的特性和檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究具有重大意義。在產(chǎn)品出廠、交接、檢修等各環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)中，局部放電實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。

研究局部放電需要典型的缺陷模型，以便模擬電力電容器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電，同時(shí)需要模型能夠模擬多種缺陷，現(xiàn)有的模型不能滿足實(shí)驗(yàn)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決電極模型不能模擬多種缺陷的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種模擬介質(zhì)局部放電的電極模型，可以提供多種實(shí)驗(yàn)條件，研究不同的放電特性。

本實(shí)用新型提出一種模擬介質(zhì)局部放電的電極模型，所述模擬介質(zhì)局部放電的電極模型包括：

絕緣箱體，其具有密封空腔，所述密封空腔內(nèi)盛裝液態(tài)介質(zhì)或氣態(tài)介質(zhì)；

豎直設(shè)置的高壓導(dǎo)電桿，其穿設(shè)且密封連接在所述絕緣箱體的頂壁上，所述高壓導(dǎo)電桿能沿其軸向上下移動(dòng)，所述高壓導(dǎo)電桿的下端伸入所述密封空腔內(nèi)；

高壓電極，能拆卸地連接在所述高壓導(dǎo)電桿的下端；

固定于所述絕緣箱體內(nèi)的平板地電極，其垂直于所述高壓導(dǎo)電桿的軸線，所述平板地電極位于所述高壓電極的下方，且與所述高壓電極相對(duì)且間隔設(shè)置；

厚度能調(diào)整的薄膜介質(zhì)，其放置于所述平板地電極的上表面，所述高壓電極的下端與所述薄膜介質(zhì)的上表面相接觸。

進(jìn)一步地，所述模擬介質(zhì)局部放電的電極模型還包括穿設(shè)且密封固定在所述絕緣箱體的頂壁上的調(diào)節(jié)筒，所述調(diào)節(jié)筒豎直設(shè)置，所述調(diào)節(jié)筒的內(nèi)壁上設(shè)置內(nèi)螺紋；

所述高壓導(dǎo)電桿穿設(shè)于所述調(diào)節(jié)筒內(nèi)，且所述高壓導(dǎo)電桿的外壁上設(shè)置與所述調(diào)節(jié)筒的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，所述高壓導(dǎo)電桿能在所述調(diào)節(jié)筒內(nèi)的旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)所述高壓電極同步上下移動(dòng)。

作為一種可實(shí)施的方式，所述高壓電極為豎直設(shè)置的針尖電極，通過所述高壓導(dǎo)電桿帶動(dòng)所述針尖電極的同步向下移動(dòng)，所述針尖電極的下端能逐漸嵌入所述薄膜介質(zhì)內(nèi)。

作為另一種可實(shí)施的方式，所述高壓電極為平板電極，所述平板電極與所述平板地電極平行設(shè)置，通過所述高壓導(dǎo)電桿帶動(dòng)所述平板電極的同步向下移動(dòng)，所述平板電極的下表面與所述薄膜介質(zhì)的上表面貼合。

進(jìn)一步地，所述針尖電極的下端與所述平板地電極之間的間隔距離大于零，且小于或等于50毫米。

更進(jìn)一步地，所述模擬介質(zhì)局部放電的電極模型還包括連接在所述針尖電極與所述高壓導(dǎo)電桿的下端之間的夾持件；

所述夾持件呈圓柱狀，其上端面上設(shè)置第一圓柱，所述第一圓柱的外壁上設(shè)置外螺紋，所述高壓導(dǎo)電桿的下端面上開設(shè)第一凹槽，所述第一凹槽的內(nèi)壁上設(shè)置與所述第一圓柱的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋；

所述夾持件的下端面上開設(shè)安裝槽，所述安裝槽用于容納所述針尖電極的上端，所述夾持件的側(cè)壁上開設(shè)與所述安裝槽連通的貫通孔，一壓緊件穿設(shè)于所述貫通孔內(nèi)并能拆卸地連接在所述夾持件上，所述壓緊件的內(nèi)端擠壓所述針尖電極并將所述針尖電極抵靠在所述安裝槽內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述平板電極的上端面上設(shè)置第二圓柱，所述第二圓柱的外壁上設(shè)置外螺紋，所述高壓導(dǎo)電桿的下端面上開設(shè)第二凹槽，所述第二凹槽的內(nèi)壁上設(shè)置與所述第二圓柱的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。

進(jìn)一步地，所述薄膜介質(zhì)的內(nèi)部設(shè)置氣隙。

進(jìn)一步地，所述液態(tài)介質(zhì)完全浸沒所述高壓電極。

更進(jìn)一步地，所述夾持件的直徑與所述高壓導(dǎo)電桿的直徑相同，且所述夾持件與所述高壓導(dǎo)電桿同軸設(shè)置。

本實(shí)用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：本實(shí)用新型的模擬介質(zhì)局部放電的電極模型，設(shè)置了絕緣箱體，并在密封空腔內(nèi)盛裝液態(tài)介質(zhì)或氣態(tài)介質(zhì)，為模擬實(shí)驗(yàn)提供密封的放電環(huán)境，同時(shí)絕緣箱體起到絕緣支撐的作用。調(diào)整高壓電極與平板地電極之間的距離，以及改變薄膜介質(zhì)的厚度，可以提供多種實(shí)驗(yàn)條件，研究不同的放電特性。

另外，通過高壓導(dǎo)電桿的螺旋移動(dòng)可精確調(diào)節(jié)高壓電極與平板地電極之間的距離，而且高壓導(dǎo)電桿與調(diào)節(jié)筒之間的螺紋連接使此距離可連續(xù)變化，從而電極模型能形成不同的、連續(xù)的參數(shù)變量。

通過更換電極類型(針尖電極或平板電極)可模擬不同的缺陷類型，高壓電極為針尖電極時(shí)，可改變針尖電極嵌入薄膜介質(zhì)的深度，此時(shí)可使用不同規(guī)格、型號(hào)的針尖電極，進(jìn)行放電特性的比對(duì)實(shí)驗(yàn)；高壓電極為平板電極時(shí)，使用不同厚度的薄膜介質(zhì)，此時(shí)在薄膜介質(zhì)的內(nèi)部還可設(shè)置氣隙，以模擬電力電容器的內(nèi)部具有氣隙缺陷的局部放電，通過上述技術(shù)手段，本實(shí)用新型能形成不同的參數(shù)變量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的模擬介質(zhì)局部放電的電極模型的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的模擬介質(zhì)局部放電的電極模型的實(shí)施例一的針尖電極與高壓導(dǎo)電桿連接關(guān)系的剖視示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的模擬介質(zhì)局部放電的電極模型的實(shí)施例二的局部放大示意圖。

附圖說明：

10-絕緣箱體；12-密封空腔；

20-高壓導(dǎo)電桿；22-調(diào)節(jié)筒；

32-針尖電極；33-夾持件；332-第一圓柱；334-安裝槽；34-壓緊件；

38-平板電極；

40-平板地電極；50-薄膜介質(zhì)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例。

請(qǐng)參閱圖1所示，本實(shí)用新型提出一種模擬介質(zhì)局部放電的電極模型，模擬介質(zhì)局部放電的電極模型包括絕緣箱體10、豎直設(shè)置的高壓導(dǎo)電桿20、高壓電極、固定于絕緣箱體10內(nèi)的平板地電極40和厚度能調(diào)整的薄膜介質(zhì)50。

絕緣箱體10具有密封空腔12，密封空腔12內(nèi)盛裝液態(tài)介質(zhì)或氣態(tài)介質(zhì)。高壓導(dǎo)電桿20穿設(shè)且密封連接在絕緣箱體10的頂壁上，高壓導(dǎo)電桿20能沿其(高壓導(dǎo)電桿20)軸向上下移動(dòng)，高壓導(dǎo)電桿20的下端伸入密封空腔12內(nèi)。高壓電極能拆卸地連接在高壓導(dǎo)電桿20的下端；平板地電極40垂直于高壓導(dǎo)電桿20的軸線，平板地電極40位于高壓電極的下方，且與高壓電極相對(duì)且間隔設(shè)置。薄膜介質(zhì)50放置于平板地電極40的上表面，高壓電極的下端與薄膜介質(zhì)50的上表面相接觸。

也就是說，薄膜介質(zhì)50位于高壓電極與平板地電極40之間的間隔中，通過高壓導(dǎo)電桿20帶動(dòng)高壓電極的同步向下移動(dòng)，使高壓電極的下端與薄膜介質(zhì)50的上表面相接觸。

較優(yōu)地，高壓導(dǎo)電桿20的橫截面呈圓形，減少電場(chǎng)畸變，以防止干擾放電實(shí)驗(yàn)。本實(shí)用新型的模擬介質(zhì)局部放電的電極模型用于模擬電力電容器，電容器的高壓電容指的是大于或等于1千伏的電容。

較優(yōu)地，絕緣箱體10為六塊有機(jī)玻璃板組裝而成的長(zhǎng)方體，相鄰的有機(jī)玻璃板通過聚四氟乙烯螺栓連接，相鄰的有機(jī)玻璃板之間的縫隙通過粘合劑密封。本實(shí)施例中，有機(jī)玻璃板的長(zhǎng)度和寬度均為300毫米，其厚度為8毫米。絕緣箱體10為模擬實(shí)驗(yàn)提供密封的放電環(huán)境，同時(shí)起到絕緣支撐的作用，如果密封空腔12內(nèi)盛裝液態(tài)介質(zhì)，液態(tài)介質(zhì)為電容器浸漬劑或變壓器油；如果密封空腔12內(nèi)盛裝氣態(tài)介質(zhì)，氣態(tài)介質(zhì)為空氣。在圖1所示的實(shí)施例一中，密封空腔12內(nèi)采用電容器浸漬劑進(jìn)行填充。

本實(shí)用新型的模擬介質(zhì)局部放電的電極模型形成近似于電力電容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的環(huán)境，盛裝的液態(tài)介質(zhì)或氣態(tài)介質(zhì)，及薄膜介質(zhì)50共同模擬真實(shí)的放電環(huán)境。調(diào)整高壓電極與平板地電極40之間的距離，設(shè)置不同厚度的薄膜介質(zhì)50，使本實(shí)用新型的模擬介質(zhì)局部放電的電極模型可以提供多種實(shí)驗(yàn)條件，研究不同的放電特性。較優(yōu)地，薄膜介質(zhì)50由鋁箔和聚丙烯膜交替層疊而成，改變鋁箔和聚丙烯膜的層數(shù)，即可調(diào)整薄膜介質(zhì)50的厚度。

局部放電實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，在高壓導(dǎo)電桿20的上端施加實(shí)驗(yàn)電壓，平板地電極40串聯(lián)一檢測(cè)阻抗后接地。施加的實(shí)驗(yàn)電壓在高壓電極處形成高集中場(chǎng)強(qiáng)，引發(fā)局部放電。高壓導(dǎo)電桿20與一耦合電容并聯(lián)，使用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的局部放電檢測(cè)回路對(duì)該電極局部放電信號(hào)進(jìn)行采集和處理。

進(jìn)一步地，模擬介質(zhì)局部放電的電極模型還包括調(diào)節(jié)筒22，調(diào)節(jié)筒22穿設(shè)且固定在絕緣箱體10的頂壁上，調(diào)節(jié)筒22與絕緣箱體10之間為密封連接，調(diào)節(jié)筒22豎直設(shè)置，調(diào)節(jié)筒22的內(nèi)壁上設(shè)置內(nèi)螺紋。高壓導(dǎo)電桿20穿設(shè)于調(diào)節(jié)筒22內(nèi)，且高壓導(dǎo)電桿20的外壁上設(shè)置與調(diào)節(jié)筒22的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，高壓導(dǎo)電桿20能在調(diào)節(jié)筒22內(nèi)的旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)高壓電極同步上下移動(dòng)。較優(yōu)地，調(diào)節(jié)筒22的內(nèi)螺紋與高壓導(dǎo)電桿20的外螺紋之間也需要密封處理，保證密封空腔12的密封性，確保絕緣箱體10內(nèi)進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

也就是說，調(diào)節(jié)筒22固定在絕緣箱體10上，高壓導(dǎo)電桿20與調(diào)節(jié)筒22之間通過螺紋連接，高壓導(dǎo)電桿20在調(diào)節(jié)筒22內(nèi)旋轉(zhuǎn)并沿其軸向上下移動(dòng)，通過高壓導(dǎo)電桿20的上下移動(dòng)調(diào)整高壓電極與平板地電極40之間的距離，螺紋連接使高壓電極與平板地電極40之間的距離可連續(xù)變化，電極模型能形成不同的、連續(xù)的參數(shù)變量，從而可以提供多種實(shí)驗(yàn)條件，研究不同的放電特性。

作為一種可實(shí)施的方式，請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示，在實(shí)施例一中形成針-板結(jié)構(gòu)的電極類型，高壓電極為豎直設(shè)置的針尖電極32，通過高壓導(dǎo)電桿20帶動(dòng)針尖電極32的同步向下移動(dòng)，針尖電極32的下端能逐漸嵌入薄膜介質(zhì)50內(nèi)。在高壓導(dǎo)電桿20的下端設(shè)置針尖電極32，針尖電極32可接觸并嵌入薄膜介質(zhì)50內(nèi)，可以模擬電力電容器內(nèi)部金屬尖端缺陷形成的局部放電。

旋轉(zhuǎn)穿設(shè)在調(diào)節(jié)筒22內(nèi)的高壓導(dǎo)電桿20，可調(diào)節(jié)針尖電極32與平板地電極40之間的距離，同時(shí)可改變針尖電極32嵌入薄膜介質(zhì)50的深度，通過這些手段，可以形成多種模擬實(shí)驗(yàn)條件。旋轉(zhuǎn)高壓導(dǎo)電桿20的同時(shí)，可以透過絕緣箱體10的有機(jī)玻璃板觀察針尖電極32嵌入薄膜介質(zhì)50的深度，從而可精確調(diào)節(jié)針尖電極32與平板地電極40之間的距離。

較優(yōu)地，還可以在高壓導(dǎo)電桿20的外壁上設(shè)置刻度，實(shí)驗(yàn)前通過測(cè)量得出用于實(shí)驗(yàn)的薄膜介質(zhì)50的厚度，旋轉(zhuǎn)高壓導(dǎo)電桿20的同時(shí)讀取刻度的變化，可精確調(diào)節(jié)針尖電極32與平板地電極40之間的距離，并改變針尖電極32嵌入薄膜介質(zhì)50的深度。

作為另一種可實(shí)施的方式，請(qǐng)參閱圖3所示，在實(shí)施例二中，高壓電極為平板電極38，平板電極38與平板地電極40平行設(shè)置，通過高壓導(dǎo)電桿20帶動(dòng)平板電極38的同步向下移動(dòng)，平板電極38的下表面與薄膜介質(zhì)50的上表面貼合。使用不同厚度的薄膜介質(zhì)50，再通過高壓導(dǎo)電桿20的上下移動(dòng)使高壓電極(即平板電極38)與薄膜介質(zhì)50貼緊，電極模型能形成不同的參數(shù)變量，從而可以提供多種實(shí)驗(yàn)條件，研究不同的放電特性。

進(jìn)一步地，針尖電極32的下端與平板地電極40之間的間隔距離大于零，且小于或等于50毫米。使間隔距離大于零，在針尖電極32和平板地電極40之間留有一定厚度的介質(zhì)，避免形成導(dǎo)通回路。

更進(jìn)一步地，如圖2所示，模擬介質(zhì)局部放電的電極模型還包括連接在針尖電極32與高壓導(dǎo)電桿20的下端之間的夾持件33。夾持件33呈圓柱狀，其上端面上設(shè)置第一圓柱332，第一圓柱332的外壁上設(shè)置外螺紋，高壓導(dǎo)電桿20的下端面上開設(shè)第一凹槽，第一凹槽的內(nèi)壁上設(shè)置與第一圓柱332的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。

夾持件33的下端面上開設(shè)安裝槽334，安裝槽334用于容納針尖電極32的上端，夾持件33的側(cè)壁上開設(shè)與安裝槽334連通的貫通孔，一壓緊件34穿設(shè)于貫通孔內(nèi)并能拆卸地連接在夾持件33上，壓緊件34的內(nèi)端擠壓針尖電極32并將針尖電極32抵靠在安裝槽334內(nèi)。在實(shí)施例一中，第一圓柱332與夾持件33同軸設(shè)置。壓緊件34為一螺栓。

更進(jìn)一步地，如圖2所示，夾持件33的直徑與高壓導(dǎo)電桿20的直徑相同，且夾持件33與高壓導(dǎo)電桿20同軸設(shè)置。避免了由于高壓導(dǎo)電桿20與夾持件33的直徑不同，在高壓導(dǎo)電桿20與夾持件33的連接處形成凸出的邊緣，引起電場(chǎng)畸變并干擾放電實(shí)驗(yàn)。

如上所述，可通過更換電極類型(針尖電極32或平板電極38)以模擬不同的缺陷類型。較優(yōu)地，還可以使用不同規(guī)格、型號(hào)的針尖電極32(選用不同的直徑和曲率半徑)，將壓緊件34從貫通孔內(nèi)拆卸，即可取出針尖電極32并更換其他規(guī)格、型號(hào)的針尖電極32，進(jìn)行放電特性的比對(duì)實(shí)驗(yàn)。

由于針尖電極32在模擬金屬尖端缺陷模型時(shí)，由于金屬尖端局部放電容易發(fā)展為擊穿，每次放電過程中針尖電極32的尖端都會(huì)有不同程度的燒蝕，導(dǎo)致曲率半徑改變，影響實(shí)驗(yàn)一致性。為保證實(shí)驗(yàn)的一致性，需要在每次實(shí)驗(yàn)后，將壓緊件34從貫通孔內(nèi)拆卸，即可取出針尖電極32并對(duì)其進(jìn)行更換，操作人員能方便快捷地更換針尖電極32。

較優(yōu)地，在實(shí)施例一中，高壓導(dǎo)電桿20、調(diào)節(jié)筒22、針尖電極32、夾持件33、壓緊件34和平板地電極40均由不銹鋼制成，可選用耐燒蝕性能較好的不銹鋼。

在實(shí)施例一中，高壓導(dǎo)電桿20的直徑為8毫米，長(zhǎng)度為250毫米。調(diào)節(jié)筒22的外徑為16毫米，內(nèi)徑為8毫米，長(zhǎng)度為150毫米。平板地電極40為直徑為75，厚度為10毫米的標(biāo)準(zhǔn)平板電極。調(diào)節(jié)筒22固定在絕緣箱體10的頂壁的中心，相應(yīng)地，平板地電極40固定在絕緣箱體10的底壁的中心。夾持件33的直徑為8毫米，長(zhǎng)度為20毫米。第一圓柱332的直徑為6毫米，長(zhǎng)度為6毫米。

進(jìn)一步地，如圖3所示，平板電極38的上端面上設(shè)置第二圓柱，第二圓柱的外壁上設(shè)置外螺紋，高壓導(dǎo)電桿20的下端面上開設(shè)第二凹槽，第二凹槽的內(nèi)壁上設(shè)置與第二圓柱的外螺紋相配合的內(nèi)螺紋。

較優(yōu)地，第二圓柱的長(zhǎng)度小于或等于第二凹槽的深度，使第二圓柱全部伸入第二凹槽內(nèi)，避免了在高壓導(dǎo)電桿20與平板電極38的連接處形成凹陷，凹陷會(huì)引起電場(chǎng)畸變并干擾放電實(shí)驗(yàn)。第二圓柱設(shè)置在平板電極38的上端面的中心。

還可以在平板電極38的上端面上設(shè)置連接圓柱，將第二圓柱設(shè)置在連接圓柱的上端面，連接圓柱的直徑與高壓導(dǎo)電桿20的直徑相同，且第二圓柱、連接圓柱均與高壓導(dǎo)電桿20同軸設(shè)置。避免了由于連接圓柱與高壓導(dǎo)電桿20的直徑不同、或者第二圓柱與高壓導(dǎo)電桿20不同軸，在高壓導(dǎo)電桿20與連接圓柱的連接處形成凸出的邊緣，引起電場(chǎng)畸變并干擾放電實(shí)驗(yàn)。

進(jìn)一步地，如圖3所示，薄膜介質(zhì)50的內(nèi)部設(shè)置氣隙，可以模擬電力電容器的內(nèi)部具有氣隙缺陷的局部放電?？梢愿鶕?jù)實(shí)驗(yàn)需求設(shè)置氣隙的尺寸和數(shù)量。

進(jìn)一步地，液態(tài)介質(zhì)完全浸沒高壓電極。

較優(yōu)地，在高壓導(dǎo)電桿20的上端的邊緣位置、夾持件33的下端的邊緣位置、平板電極38的上表面和下表面的邊緣位置、及平板地電極40的上表面和下表面的邊緣位置分別設(shè)置倒角，減少電場(chǎng)畸變，以防止干擾放電實(shí)驗(yàn)。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。特別指出，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。