专利名称：用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及超导电工技术领域，具体地，本发明涉及一种用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备。
背景技术：
近些年随着超导电力技术的迅猛发展，高温超导限流器、超导储能系统、高温超导电缆、高温超导变压器和高温超导电机等超导电力装置已经成为发展的重点。这些超导电力装置样机已经分别研制成功，并已全面进入了并网示范运行阶段。在国际上，部分产品已经实现商品化，预计不久的未来，超导电力装置就会进入产业化发展阶段。
除了高温超导电缆以外，大部分的超导电力装置的核心部件都是高温超导磁体。 高温超导磁体的绝缘结构复杂，需要考虑线圈匝间绝缘、饼间绝缘以及相间绝缘等。目前， 国际上还没有开发专门的低温绝缘材料，基本上都是从常规绝缘薄膜中筛选适合于低温应用的绝缘薄膜材料。一般国际上通常采用沿超导带轴向绕包聚酰亚胺薄膜带，或者采用涂附绝缘漆等方法来改进超导带材的绝缘结构，以满足高温超导磁体的绝缘强度要求。
在现有技术中，低温下绝缘性能的测试普遍针对绝缘试片，如专利文献CN 101387672B公开了一种高温超导电缆绝缘电气特性测试装置，其包括设有盖板的低温压力绝热容器，盖板中心设有一个孔，用来穿过绝缘套管；盖板上装有真空接头及用来加液氮的连接管、加压力的连接管，所述低温压力绝热容器内设有测试电极，绝缘套管内设有一导电杆，该导电杆的上端用于连接高压，下端连接测试电极高压端。
在上述专利文献所披露的绝缘电气特性测试装置中，测试装置仅针对绝缘材料试片，样品尺寸不能超过低温压力绝热容器的内壁尺寸。因而，无法满足长距离超导带材绝缘性能的连续测量。随着超导电力装置的大型化以及产业化的发展，高温超导带材绝缘性能的连续检测将是亟待解决的技术难题。发明内容
鉴于现有技术的缺陷，本发明的目的在于开发一种用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其能够在液氮环境下
对超导带材的绝缘层的绝缘性能进行连续测量。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其中所述超导带材包括超导带本体和包覆在该超导带本体周围的绝缘层，所述检测设备包括电源；高电压变压器，所述高电压变压器的输入端与所述电源的输出端电连接，所述高电压变压器用于获得比所述电源的输出电压更高的电压；水阻，所述水阻的输入端与所述高电压变压器的输出端电连接，且所述水阻具有预定电阻值以限制冲击电流；电极组件，所述电极组件的输入端与所述水阻的输出端电连接，所述电极组件用于向待检测的超导带材施加预定检测电压；高电压分压器，所述高电压分压器的输入端分别与所述水阻的输出端和所述电极组件的输入端电连接；数据采集卡，所述数据采集卡的输入端与所述高电压分压器的输出端连接，用于采集所述高电压分压器的输出电压；接地系统，所述接地系统与所述超导带本体连接，以便使超导带本体具备接地电位，并且所述接地系统与所述高电压分压器和所述数据采集卡连接，以便向所述高电压分压器和所述数据采集卡提供接地电位；控制器，所述控制器与所述数据采集卡的输出端连接，用于接收所述数据采集卡的输出数据，而且所述控制器还与所述电源连接，用于控制所述电源的输出电压；以及计算机，所述计算机与所述控制器连接，用于输入操作人员的控制指令和显示超导带材绝缘性能的检测数据。本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的特征在于， 所述检测设备还包括液氮容器，在所述液氮容器的内部容纳有液氮；放带盘，所述放带盘固定于所述液氮容器的上方，待检测的超导带材卷绕在该放带盘上；第一电机，所述第一电机与所述放带盘连接，用于驱动所述放带盘旋转；第一定滑轮，所述第一定滑轮固定于所述液氮容器内部并浸没在液氮内，从所述放带盘出来的超导带材卷绕经过所述第一定滑轮， 并向所述电极组件输送，其中所述电极组件也固定于所述液氮容器内部并浸没在液氮内； 第二定滑轮，所述第二定滑轮固定于所述液氮容器内部并浸没在液氮内，从所述电极组件出来的超导带材卷绕经过所述第二定滑轮；收带盘，所述收带盘固定于所述液氮容器的上方，从所述第二定滑轮出来的超导带材卷绕到所述收带盘上；以及第二电机，所述第二电机与所述收带盘连接，用于驱动收带盘旋转，其中，所述控制器还与所述第一电机和所述第二电机连接，用于控制所述第一电机和所述第二电机以预定速度旋转，使得超导带材在所述液氮容器内的液氮中、以恒定速度通过所述电极组件，从而对超导带材的绝缘层的绝缘性能进行连续地检测。
根据本发明的上述技术方案，可以在液氮环境下对超导带材的绝缘层的绝缘性能进行连续测量，因而可以极大地提高超导带材绝缘性能的检测效率和速度。
优选的是，所述电极组件由第三定滑轮和第四定滑轮构成，所述第三定滑轮和第四定滑轮通过支架固定于所述液氮容器的内部，所述第三定滑轮的外周具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间，该凹槽空间能够与被检测的超导带材相配合，所述第四定滑轮的外周呈圆柱形状，并且，在超导带材的检测过程中，所述第四定滑轮与所述第三定滑轮相接合， 从而被检测的超导带材与所述第四定滑轮的外周与所述第三定滑轮的外周相接触并穿过上述凹槽空间。
根据本发明的上述技术方案，可以对包覆在超导带本体外周上的整个绝缘层同时进行连续性的绝缘性能检测，因而可以提高检测精度。
优选的是，所述电极组件由第一电极和第二电极构成，所述第一电极和第二电极通过支架固定于所述液氮容器的内部，所述第一电极具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间， 所述第二电极呈平板形状，并且，在超导带材的检测过程中，所述第一电极与所述第二电极相接合，从而被检测的超导带材穿过上述凹槽空间，其中所述超导带材与所述第一电极和第二电极隔开预定距离，且在上述凹槽空间中居中布置。
根据本发明的上述技术方案，可以对包覆在超导带本体外周上的整个绝缘层同时进行连续性的绝缘性能检测，因而可以提高检测精度。进而，用于检测的第一电极和第二电极与被检测的超导带材之间不存在直接接触，因而可以实现无接触式测量超导带材的绝缘性能，这样可以减少和防止测量过程对于超导带材的损坏。
优选的是，所述电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极通过支架固定于所述液氮容器的内部，与所述第二电极相对地设置一个第一对置定滑轮，与所述第一电极相对地设置一个第二对置定滑轮，所述第一对置定滑轮和第二对置定滑轮通过所述支架固定于所述液氮容器的内部，从所述第一定滑轮出来的超导带材被引导通过所述第一对置定滑轮并通过所述第二对置定滑轮而向所述第二定滑轮输送，所述第一电极具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间，并且，在超导带材的检测过程中，卷绕在所述第二对置定滑轮的外周上的超导带材与所述第一电极隔开预定距离，且穿过上述凹槽空间，所述第二电极呈平板形状，在超导带材的检测过程中，卷绕在所述第一对置定滑轮的外周上的超导带材与所述第二电极隔开预定距离。
根据本发明的上述技术方案，可以对包覆在超导带本体外周上的整个绝缘层进行连续性的绝缘性能检测，因而可以提高检测精度。进而，用于卷绕被检测超导带材的第一对置定滑轮和第二对置定滑轮具有限定被检测超导带材位置的作用，因而可以更精确的对绝缘性能进行检测。进而，用于检测的第一电极和第二电极与被检测的超导带材之间不存在直接接触，因而可以减少和防止测量过程对于超导带材的损坏。
优选的是，所述放带盘和所述收带盘每个均由内部盘和固定于该内部盘的外周上的外环部分构成，其中该内部盘由绝缘材料构成，而所述外环部分则由金属材料构成，超导带材缠绕在所述外环部分上，并且所述放带盘和所述收带盘中的一个盘的外环部分与所述超导带材的超导带本体电连接，并且与所述接地系统电连接，以便使所述超导带本体具备接地电位。
根据本发明的上述技术方案，所述放带盘和所述收带盘的内部盘由绝缘材料构成，因而在检测过程中，如果超导带材的绝缘层被高电压击穿，绝缘材料的内部盘可以防止冲击电流破坏与所述放带盘和所述收带盘相连的第一电机和第二电机。
优选的是，沿着超导带材的输送路径、在所述第二定滑轮与所述收带盘之间设置一个绝缘材料绕包装置，该绝缘材料绕包装置固定于所述液氮容器的上方，且与所述控制器连接，在超导带材的检测过程中，当所述控制器基于所述数据采集卡输出的数据而检测到超导带材的绝缘层的绝缘性能出现异常时，所述控制器立即控制所述电源以使所述电源的输出电压降低为零，并且控制所述第一电机和所述第二电机的旋转，以使得超导带材的绝缘性能异常部位被输送至所述绝缘材料绕包装置，然后所述控制器控制所述绝缘材料绕包装置，以对所述超导带材的绝缘性能异常部位重新包绕绝缘材料。
根据本发明的上述技术方案，可以在检测到超导带材的绝缘性能异常部位之后， 及时、准确地对该超导带材的绝缘性能异常部位进行重新包绕，使其具备期望的绝缘性能。
优选的是，在对所述超导带材的绝缘性能异常部位重新包绕绝缘材料之后，所述控制器控制所述第一电机和所述第二电机以使其反向旋转，从而将重新包绕绝缘材料的超导带材部位输送回到所述电极组件，然后再控制所述第一电机和所述第二电机以使其重新正向旋转，来再次检测重新包绕绝缘材料的超导带材部位的绝缘性能是否正常。
根据本发明的上述技术方案，可以及时对重新包绕绝缘材料的超导带材部位进行重新检测，因而能提高检测效率。
从下面参考附图所描述的优选实施例中很容易理解本发明的上述特征和优点。
图1是超导带材的横截面视图2是根据本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第一实施例的总体示意图3是沿着图2中的A-A线剖开的电极组件和超导带材的剖视图4是根据本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第二实施例的总体示意图5是沿着图4中的B-B线剖开的电极组件和超导带材的剖视图6是根据本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第三实施例的总体示意图7是沿着图6中的C-C线剖开的电极组件和超导带材的剖视图8是沿着图6中的D-D线剖开的电极组件和超导带材的剖视图。
具体实施方式
以下参考附图来详细描述本发明的优选技术方案。
图1是超导带材的横截面视图。如本领域公知的那样，超导带材3通常呈扁平长条形状，且包括超导带本体32和包覆在该超导带本体32周围的绝缘层31，其中超导带本体 32可以由本领域已知的各种合适的超导材料制成，而绝缘层31包裹在超导带本体32周围以便提供电绝缘，绝缘层31可以由各种合适绝缘材料构成，例如可以由聚酰亚胺构成。本发明提供了检测超导带材绝缘性能的检测设备。下面将描述本发明的检测设备的几个实施例。
第一实施例
图2是根据本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第一实施例的总体示意图。图3是沿着图2中的A-A线剖开的电极组件和超导带材的剖视图。
如图2-3所示，本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，包括电源18，该电源用于提供检测用的电压；高电压变压器17，所述高电压变压器17的输入端与所述电源18的输出端电连接，所述高电压变压器17可以变换电源18的输出电压， 以用于获得比所述电源18的输出电压更高的电压；水阻16，所述水阻16的输入端与所述高电压变压器17的输出端电连接，且所述水阻16具有预定电阻值以限制冲击电流，水阻16 可以通过将蒸馏水装入有机玻璃管内而形成，其一般具有较大的电阻值，因而可以限制电路中的较大的冲击电流；电极组件，所述电极组件在图1的实施例中包括第三定滑轮1和第四定滑轮2，所述电极组件的输入端与所述水阻16的输出端电连接，所述电极组件用于向待检测的超导带材3施加预定检测电压；高电压分压器14，所述高电压分压器14的输入端分别与所述水阻16的输出端和所述电极组件的输入端电连接，在图1的实施例中，高电压分压器14的输入端分别与所述水阻16的输出端和第三定滑轮1和第四定滑轮2电连接； 数据采集卡13，所述数据采集卡13的输入端与所述高电压分压器14的输出端连接，用于采集所述高电压分压器14的输出电压；接地系统15，所述接地系统15连接到大地以提供零电位，且所述接地系统15与所述超导带本体32连接，以便使超导带本体32具备接地电位， 并且所述接地系统15与所述高电压分压器14和所述数据采集卡13连接，以便向所述高电压分压器14和所述数据采集卡13提供接地电位；控制器20，所述控制器20与所述数据采集卡13的输出端连接，用于接收所述数据采集卡的输出数据，而且所述控制器20还与所述电源18连接，用于控制所述电源18的输出电压；以及计算机21，所述计算机21与所述控制器20连接，所述计算机21用于输入操作人员的控制指令和显示超导带材绝缘性能的各种实时检测数据。
本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备还包括液氮容器 7，在所述液氮容器7的内部容纳有液氮；放带盘57，所述放带盘57固定于所述液氮容器7 的上方，待检测的超导带材3卷绕在该放带盘57上；第一电机12，所述第一电机12与所述放带盘57连接，用于驱动所述放带盘57旋转；第一定滑轮6，所述第一定滑轮6固定于所述液氮容器内部并浸没在液氮内，从所述放带盘57出来的超导带材沿着竖直方向向下卷绕经过所述第一定滑轮6，并向作为所述电极组件的第三定滑轮1和第四定滑轮2输送，其中所述第三定滑轮1和第四定滑轮2通过支架4固定于所述液氮容器7的内部并浸没在液氮内；第二定滑轮5，所述第二定滑轮5固定于所述液氮容器内部并浸没在液氮内，从所述第三定滑轮1和第四定滑轮2出来的超导带材卷绕经过所述第二定滑轮5 ；收带盘58，所述收带盘58固定于所述液氮容器7的上方，从所述第二定滑轮5出来的超导带材卷绕到所述收带盘58上；以及第二电机19，所述第二电机19与所述收带盘58连接，用于驱动收带盘58 旋转。所述控制器20还与所述第一电机12和所述第二电机19连接，用于控制所述第一电机12和所述第二电机19以预定速度旋转，使得超导带材3在所述液氮容器7内的液氮中、 以恒定速度通过所述第三定滑轮1和第四定滑轮2，从而对超导带材3的绝缘层31的绝缘性能进行连续地检测。
如图3所示，所述第三定滑轮1的外周具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间，该凹槽空间能够与被检测的超导带材3在形状上相配合。所述第四定滑轮2的外周呈圆柱形状。并且，在超导带材的检测过程中，所述第四定滑轮2与所述第三定滑轮1相接合，从而形成封闭的上述凹槽空间，被检测的超导带材与所述第四定滑轮2的外周与所述第三定滑轮1的外周相接触并穿过上述凹槽空间。所述第三定滑轮1通过轮轴22而被支撑在支架 4上，所述第四定滑轮2通过轮轴23而被支撑在支架4上。
所述放带盘57和所述收带盘58每个均由内部盘10和固定于该内部盘10的外周上的外环部分9构成。该内部盘10由绝缘材料构成，而所述外环部分9则由金属材料构成， 超导带材缠绕在所述外环部分9上，并且所述放带盘57的外环部分9与缠绕在该外环部分 9上的超导带材的超导带本体32电连接，并且与所述接地系统15电连接，以便使所述超导带本体32具备接地电位。根据本发明的上述技术方案，所述放带盘57和所述收带盘58的内部盘由绝缘材料构成，因而在检测过程中，如果超导带材3的绝缘层被高电压击穿，绝缘材料的内部盘可以防止冲击电流破坏与所述放带盘57和所述收带盘58相连的第一电机12 和第二电机19。
在所述收带盘58的中央固定有一个轮轴11，第二电机19的输出轴可以与该轮轴 11固定连接，用于驱动所述收带盘58旋转。类似的，在所述放带盘57的中央也固定有一个轮轴，第一电机12的输出轴可以与该轮轴固定连接，用于驱动所述放带盘57旋转。
当然，也可以利用收带盘58实现超导带材3的超导带本体的接地。具体的，可以使得所述收带盘58的外环部分9与缠绕在该外环部分9上的超导带材的超导带本体32电连接，并且与所述接地系统15电连接，以便使所述超导带本体32具备接地电位。接地系统15与外环部分9的电连接可以利用本领域已知的各种方式实现，例如可以采用电刷实现接地系统15与外环部分9的电连接。
在检测过程中，如果超导带材3的绝缘层31符合预定绝缘要求，则施加在所述第一电极1和第二电极2上的电压将不会使得该绝缘层31放电；如果超导带材3的绝缘层31 的绝缘性能不符合预定绝缘要求，则施加在所述第一电极1和第二电极2上的电压将会使得该绝缘层31放电，此时所述第一电极1和第二电极2上的电压将会急剧降低，数据采集卡13通过高电压分压器14采集到该电压的急剧变化，控制器20由此获知该电压的急剧变化，从而检测到超导带材绝缘性能异常。此时，控制器20将会立即控制电源18使其输出电压降低为零，以保护整套检测设备，并对超导带材绝缘性能异常部位进行后续处理。
在本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备中，可以沿着超导带材3的输送路径、在所述第二定滑轮5与所述收带盘58之间设置一个绝缘材料绕包装置 8，该绝缘材料绕包装置8固定于所述液氮容器7的上方，且与所述控制器20连接。在超导带材的检测过程中，当所述控制器20基于所述数据采集卡13输出的数据而检测到超导带材3的绝缘层31的绝缘性能出现异常时，所述控制器20立即控制所述电源18以使所述电源18的输出电压降低为零，并且控制所述第一电机12和所述第二电机19的旋转，以使得超导带材3的绝缘性能异常部位被输送至所述绝缘材料绕包装置8，然后所述控制器20控制所述绝缘材料绕包装置8，以对所述超导带材3的绝缘性能异常部位重新包绕绝缘材料。 该绝缘材料绕包装置8可以通过固定于液氮容器7上的支架、固定于该支架上的两个机械手和固定于该机械手的绝缘带盘构成，其中所述机械手在控制器的控制下绕着超导带材旋转，从而实现超导带材绝缘层的包绕。
根据本发明的上述技术方案，可以在检测到超导带材的绝缘性能异常部位之后， 及时、准确地对该超导带材的绝缘性能异常部位进行重新包绕，使其具备期望的绝缘性能。
在对所述超导带材3的绝缘性能异常部位重新包绕绝缘材料之后，所述控制器20 控制所述第一电机12和所述第二电机19以使其反向旋转，从而将重新包绕绝缘材料的超导带材部位输送回到所述第三定滑轮1和第四定滑轮2，然后再控制所述第一电机12和所述第二电机19以使其重新正向旋转，来再次检测重新包绕绝缘材料的超导带材部位的绝缘性能是否正常。由此，可以及时对重新包绕绝缘材料的超导带材部位进行重新检测，因而能提高检测效率。
综上所述，根据本发明的上述技术方案，可以对超导带材3的绝缘层31的绝缘性能进行连续地检测。由此，本发明的检测设备能够在液氮环境下对超导带材的绝缘层的绝缘性能进行连续测量，因而可以极大地提高超导带材绝缘性能的检测效率和速度。而且，本发明的检测设备能够对包覆在超导带本体外周上的整个绝缘层同时进行连续性的绝缘性能检测，因而可以提高检测精度。
第二实施例
图4是根据本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第二实施例的总体示意图。图5是沿着图4中的B-B线剖开的电极组件和超导带材的剖视图。 在本发明的第二实施例中，与上述第一实施例相同的部件采用了相同的附图标记来表示。
如图4-5所示，本发明的第二实施例除了电极组件的构成不同之外其它部件都与上述第一实施例相同。具体地，在本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第二实施例中，用于向超导带材3施加高电压的所述电极组件由第一电极1’和第二电极2’构成。所述第一电极1’和第二电极2’通过支架4’固定于所述液氮容器7的内部， 超导带材3通过所述第一电极1’和第二电极2’之间以便被检测。如图5所示，所述第一电极1’和第二电极2’均固定于支架4’，所述第一电极1’具有凹槽形状，以在其下部形成一个凹槽空间；所述第二电极2’呈平板形状，并且，在超导带材3的检测过程中，所述第一电极1’与所述第二电极2’相接合，从而形成一个封闭的凹槽空间，被检测的超导带材3穿过该凹槽空间，其中包括超导带本体32和绝缘层31的超导带材3与所述第一电极1’和第二电极2’并不接触，而是隔开一段预定距离，由于第一电极1’和第二电极2’浸没于液氮内，所以在该预定距离的空间内填充有液氮。并且所述超导带材3在上述凹槽空间中居中布置。
在上述的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的布置结构中，超导带材3与所述第一电极1’和第二电极2’隔开一段预定距离，该预定距离的空间内填充的是液氮。可以预先通过试验测出预定距离的液氮的冲击电压。而后，通过电源18使得如下大小的电压施加到所述第一电极1’和第二电极2’上，S卩预定距离的液氮的冲击电压与超导带材3的绝缘层31的期望耐压值之和的电压。在检测过程中，如果超导带材3的绝缘层 31符合预定绝缘要求，则施加在所述第一电极1’和第二电极2’上的电压将不会使得该绝缘层31放电；如果超导带材3的绝缘层31的绝缘性能不符合预定绝缘要求，则施加在所述第一电极1’和第二电极2’上的电压将会使得该绝缘层31放电，此时所述第一电极1’和第二电极2’上的电压将会急剧降低，数据采集卡13通过高电压分压器14采集到该电压的急剧变化，控制器20由此获知该电压的急剧变化，从而检测到超导带材绝缘性能异常。此时，控制器20将会立即控制电源18使其输出电压降低为零，以保护整套检测设备，并对超导带材绝缘性能异常部位进行后续处理。
根据本发明的上述技术方案，可以对包覆在超导带本体32外周上的整个绝缘层 31同时进行连续性的绝缘性能检测，因而可以提高检测精度。进而，用于检测的第一电极 1’与所述第二电极2’与被检测的超导带材3之间不存在直接接触，因而可以实现无接触式测量超导带材的绝缘性能，这样可以减少和防止测量过程对于超导带材3的损坏。
第三实施例
图6是根据本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第三实施例的总体示意图。图7是沿着图6中的C-C线剖开的电极组件和超导带材的剖视图。 图8是沿着图6中的D-D线剖开的电极组件和超导带材的剖视图。在本发明的第三实施例中，与上述第一和第二实施例相同的部件采用了相同的附图标记来表示。
如图6-8所示，本发明的第三实施例除了电极组件的布置不同之外其它部件都与上述第二实施例相同。具体地，在本发明的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备的第三实施例中，用于向超导带材3施加高电压的所述电极组件包括第一电极1”和第二电极2”。所述第一电极1”和第二电极2”通过支架4”固定于所述液氮容器7的内部。 所述第一电极1”和第二电极2”都浸没于液氮内，并且沿着超导带材的输送方向看，第二电极2”设置在上游侧，第一电极1”设置在下游侧。与所述第二电极2”相对地设置一个第一对置定滑轮阳，与所述第一电极1”相对地设置一个第二对置定滑轮56，所述第一对置定滑轮55和第二对置定滑轮56通过所述支架4”固定于所述液氮容器7的内部。从所述第一11定滑轮6出来的超导带材被引导通过所述第一对置定滑轮55的下部并通过所述第二对置定滑轮56的上部而向所述第二定滑轮5输送。所述第一对置定滑轮55与第二对置定滑轮 56由绝缘材料构成，以防止与第一电极1”和第二电极2”之间发生绝缘击穿，导致控制器 20误动作。
如图7所示，所述第一电极1”具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间。并且，在超导带材的检测过程中，卷绕在所述第二对置定滑轮56的外周上的超导带材3与所述第一电极 1，，隔开预定距离，且穿过上述凹槽空间。由于第二对置定滑轮56与第一电极1，，浸没于液氮内，所以在超导带材3与所述第一电极1，，之间的间隙内填充有液氮。
如图8所示，所述第二电极2”呈平板形状，在超导带材的检测过程中，卷绕在所述第一对置定滑轮阳的外周上的超导带材3与所述第二电极2”隔开预定距离。由于第一对置定滑轮55与第二电极2”浸没于液氮内，所以在超导带材3与所述第二电极2”之间的间隙内填充有液氮。
根据本发明的上述技术方案，可以对包覆在超导带本体32外周上的整个绝缘层 31进行连续性的绝缘性能检测，因而可以提高检测精度。进而，用于卷绕被检测超导带材3 的第一对置定滑轮阳和第二对置定滑轮56具有限定被检测超导带材3位置的作用，因而可以更精确的对超导带材绝缘性能进行检测。进而，用于检测的第一电极1”和第二电极2” 与被检测的超导带材3之间不存在直接的压力接触，因而可以减少和防止测量过程对于超导带材3的损坏。
对于本领域的普通技术人员而言，可以很容易对本发明的实施例的细节进行各种变型和改进。这些变型和改进都落在本发明的构思的范围之内。
权利要求
1.一种用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其中所述超导带材(3)包括超导带本体(3 和包覆在该超导带本体(32)周围的绝缘层(31)，所述检测设备包括电源(18)；高电压变压器(17)，所述高电压变压器(17)的输入端与所述电源(18)的输出端电连接，所述高电压变压器(17)用于获得比所述电源(1 的输出电压更高的电压；水阻(16)，所述水阻(16)的输入端与所述高电压变压器(17)的输出端电连接，且所述水阻(16)具有预定电阻值以限制冲击电流；电极组件(1，2;1，，2，；1”，2”)，所述电极组件(1，2;1，，2，；1”，2”)的输入端与所述水阻(16)的输出端电连接，所述电极组件(1，2;1，，2，；1”，2”)用于向待检测的超导带材 (3)施加预定检测电压；高电压分压器(14)，所述高电压分压器(14)的输入端分别与所述水阻(16)的输出端和所述电极组件(1,2 ；1，，2，；1”，2”)的输入端电连接；数据采集卡(13)，所述数据采集卡(1 的输入端与所述高电压分压器(14)的输出端连接，用于采集所述高电压分压器(14)的输出电压；接地系统(15)，所述接地系统(1 与所述超导带本体(3 连接，以便使超导带本体 (32)具备接地电位，并且所述接地系统(1 与所述高电压分压器(14)和所述数据采集卡 (13)连接，以便向所述高电压分压器(14)和所述数据采集卡(1 提供接地电位；控制器(20)，所述控制器00)与所述数据采集卡(1 的输出端连接，用于接收所述数据采集卡的输出数据，而且所述控制器00)还与所述电源(18)连接，用于控制所述电源 (18)的输出电压；以及计算机(21)，所述计算机与所述控制器OO)连接，用于输入操作人员的控制指令和显示超导带材绝缘性能的检测数据，其特征在于所述检测设备还包括液氮容器(7)，在所述液氮容器(7)的内部容纳有液氮；放带盘(57)，所述放带盘(57)固定于所述液氮容器的上方，待检测的超导带材卷绕在该放带盘(57)上；第一电机(12)，所述第一电机(1 与所述放带盘(57)连接，用于驱动所述放带盘 (57)旋转；第一定滑轮(6)，所述第一定滑轮(6)固定于所述液氮容器内部并浸没在液氮内，从所述放带盘(57)出来的超导带材卷绕经过所述第一定滑轮(6)，并向所述电极组件(1，2 ;1’， 2，;1”，2”)输送，其中所述电极组件(1，2;1，，2，;1”，2”)也固定于所述液氮容器内部并浸没在液氮内；第二定滑轮(5)，所述第二定滑轮(5)固定于所述液氮容器(7)内部并浸没在液氮中， 从所述电极组件(1，2 ；1’，2’ ；1”，2”)出来的超导带材卷绕经过所述第二定滑轮(5)；收带盘(58)，所述收带盘(58)固定于所述液氮容器(7)的上方，从所述第二定滑轮 (5)出来的超导带材卷绕到所述收带盘(58)上；以及第二电机(19)，所述第二电机(19)与所述收带盘(58)连接，用于驱动收带盘(58)旋转，其中，所述控制器OO)还与所述第一电机(1 和所述第二电机(19)连接，用于控制所述第一电机(1 和所述第二电机(19)以预定速度旋转，使得超导带材在所述液氮容器(7)内的液氮中、以恒定速度通过所述电极组件(1，2;1’，2’ ；1”，2”)，从而对超导带材的绝缘层的绝缘性能进行连续地检测。
2.根据权利要求1所述的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其特征在于所述电极组件(1，2)由第三定滑轮(1)和第四定滑轮( 构成，所述第三定滑轮(1) 和第四定滑轮( 通过支架固定于所述液氮容器(7)的内部，所述第三定滑轮(1)的外周具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间，该凹槽空间与被检测的超导带材相配合，所述第四定滑轮O)的外周呈圆柱形状，并且，在超导带材的检测过程中，所述第四定滑轮(2)与所述第三定滑轮(1)相接合，从而被检测的超导带材与所述第四定滑轮O)的外周与所述第三定滑轮(1)的外周相接触并穿过上述凹槽空间。
3.根据权利要求1所述的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其特征在于所述电极组件(1’，2’)由第一电极(1’)和第二电极O’)构成，所述第一电极(1’) 和第二电极(2’ )通过支架(4’ )固定于所述液氮容器(7)的内部，所述第一电极(1’ )具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间，所述第二电极(2’ )呈平板形状，并且，在超导带材的检测过程中，所述第一电极(1’ )与所述第二电极(2’ )相接合，从而被检测的超导带材穿过上述凹槽空间，其中所述超导带材与所述第一电极(1’ )和第二电极(2’ )隔开预定距离， 且在上述凹槽空间中居中布置。
4.根据权利要求1所述的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其特征在于所述电极组件(1”，2”)包括第一电极(1，，)和第二电极(2”)，所述第一电极(1，，) 和第二电极O”)通过支架G”)固定于所述液氮容器的内部，与所述第二电极O”)相对地设置一个第一对置定滑轮(55)，与所述第一电极(1”)相对地设置一个第二对置定滑轮(56)，所述第一对置定滑轮(5 和第二对置定滑轮(56)通过所述支架G”)固定于所述液氮容器的内部，从所述第一定滑轮(6)出来的超导带材被引导通过所述第一对置定滑轮 (55)，并通过所述第二对置定滑轮(56)而向所述第二定滑轮( 输送，所述第一电极(1”) 具有凹槽形状，以形成一个凹槽空间，并且，在超导带材的检测过程中，卷绕在所述第二对置定滑轮(56)的外周上的超导带材与所述第一电极(1”)隔开预定距离，且穿过上述凹槽空间，所述第二电极O”)呈平板形状，在超导带材的检测过程中，卷绕在所述第一对置定滑轮(55)的外周上的超导带材与所述第二电极O”)隔开预定距离。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其特征在于每个所述放带盘(57)和所述收带盘(58)均由内部盘(10)和固定于该内部盘(10)的外周上的外环部分(9)构成，其中该内部盘(10)由绝缘材料构成，而所述外环部分(9)则由金属材料构成，超导带材缠绕在所述外环部分(9)上，并且所述放带盘(57)和所述收带盘(58)中的一个盘的外环部分(9)与所述超导带材的超导带本体(32)电连接，并且与所述接地系统(1 电连接，以便使所述超导带本体(3 具备接地电位。
6.根据权利要求1-4中的任一项所述的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其特征在于沿着超导带材的输送路径、在所述第二定滑轮( 与所述收带盘(58) 之间设置一个绝缘材料绕包装置(8)，该绝缘材料绕包装置(8)固定于所述液氮容器的上方，且与所述控制器00)连接，在超导带材的检测过程中，当所述控制器00)基于所述数据采集卡(1 输出的数据而检测到超导带材的绝缘层的绝缘性能出现异常时，所述控制器00)立即控制所述电源(18)以使所述电源(18)的输出电压降低为零，并且控制所述第一电机(1 和所述第二电机(19)的旋转，以使得超导带材的绝缘性能异常部位被输送至所述绝缘材料绕包装置(8)，然后所述控制器00)控制所述绝缘材料绕包装置(8)，以对所述超导带材的绝缘性能异常部位重新包绕绝缘材料。
7.根据权利要求6所述的用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，其特征在于在对所述超导带材的绝缘性能异常部位重新包绕绝缘材料之后，所述控制器00)控制所述第一电机(1 和所述第二电机(19)以使其反向旋转，从而将重新包绕绝缘材料的超导带材部位输送回到所述电极组件(1,2 ；1，，2，；1”，2”)，然后再控制所述第一电机(12) 和所述第二电机(19)以使其重新正向旋转，来再次检测重新包绕绝缘材料的超导带材部位的绝缘性能是否正常。
全文摘要
本发明公开一种用于检测超导带材的绝缘层的绝缘性能的检测设备，包括液氮容器；放带盘；第一电机，用于驱动放带盘旋转；电极组件；第一定滑轮，从放带盘出来的超导带材经过第一定滑轮，并向电极组件输送；第二定滑轮，从电极组件出来的超导带材经过第二定滑轮；收带盘，从第二定滑轮出来的超导带材卷绕到收带盘上；及第二电机，用于驱动收带盘旋转，其中超导带本体与接地系统连接以便具备接地电位，并且控制器控制第一电机和第二电机以预定速度旋转，使得超导带材在液氮容器内的液氮中、以恒定速度通过电极组件，从而对超导带材的绝缘层的绝缘性能进行连续检测。本发明检测设备能极大地提高超导带材绝缘性能的检测效率和速度。
文档编号G01R31/12GK102520321SQ20111041266
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者张志丰, 戴少涛, 滕玉平, 许熙 申请人:中国科学院电工研究所