本实用新型涉及一种试验设备领域，具体是一种绝缘管沿面闪络试验工装。
背景技术：
对于充气式复合支柱绝缘子来说，内部腔体表面温度降到露点温度以下时，腔体内表面会形成水珠，这个现象称为凝露。若在腔体表面生产凝露，水珠受重力作用会向下形成贯穿通道，大大降低支柱绝缘子内绝缘的干弧距离，若干弧距离低于设备正常运行时需要的绝缘子距离，绝缘子就会被击穿引起变电站的停电。
因此提高充气式复合支柱绝缘子内腔整体的抗凝露能力，避免其发生沿面闪络，增强支柱绝缘子运行的可靠性，是急需解决的关键问题。而如何监控空心复合绝缘子内部腔体凝露的形成及其对内部腔体沿面闪络电压的影响是解决这一问题的核心技术。
现阶段复合材料表面沿面闪络的试验工装，多为只能控制单一变量，试验设备只围绕如压力、温度等这些因素进行单一控制，与设备的实际应用工况差距很大。同时，现阶段对复合材料的沿面闪络研究大多采用对试片进行试验的方法测量试片的沿面闪络电压，不能控制试验结果的分散性。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种绝缘管沿面闪络试验工装，该试验工装能同时控制多个变量，更加接近实际运行工况。
为实现上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术手段如下：一种绝缘管沿面闪络试验工装，包括玻璃外罩、上封板、下封板、上法兰和下法兰，上封板通过上法兰固定在玻璃外罩的一端，下封板通过下法兰固定在玻璃外罩的另一端，上封板上固定有高压电极，下封板上固定有接地电极，高压电极和接地电极之间固定有绝缘管，高压电极和/或接地电极上形成有容置调温材料的凹槽，上封板和/或下封板上设有充气阀口。
上述试验工装，在高压电极和/或接地电极上设置容置调温材料的凹槽，可以控制试验工装内的温度；在上封板和/或下封板上设有充气阀口，可以充入试验所需的气体，以控制试验工装内的湿度和气压，从而试验工装能够同时控制多个变量，使试验环境更加接近实际运行工况。
其中，上述绝缘管的侧壁上开设有窗口。
上述窗口便于直接观察绝缘管内壁的沿面放电现象。
其中，上述调温材料为干冰。
使用干冰作为调温材料，能够在试验装置中迅速制造低温环境。
其中，上述下封板与上述接地电极接触的端面上设置有下封板密封槽。
上述下封板密封槽使得下封板与接地电极的连接密封效果更佳。
其中，上述上法兰与上述封板接触的端面上设置有上法兰密封槽。
上述上法兰密封槽使得上法兰与上封板的连接密封效果更佳。
其中，上述试验工装内填充干燥的高纯氮气。
干燥的高纯氮气能够在上述试验工装内形成试验所需的气压和湿度。
其中，上述实验工装内填充湿润的饱和空气。
湿润的饱和空气能够在上述试验工装内形成试验所需的气压和湿度。
其中，上述接地电极呈凸字型，上述绝缘管套设在上述接地电极上。
其中，上述绝缘管套设在上述高压电极上。
上述绝缘管的两端套设在接地电极和高压电极上，保证电场形成于绝缘管内部，用以模拟绝缘管的内部的沿面闪络情况。
其中，上述高压电极的外壁设置连接座，连接座沿纵向远离接地电极凹陷，绝缘管连接在连接座上。
在高压电极的外壁设置连接座，使得绝缘管与高压电极的连接固定更为牢靠。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的试验工装100的纵向剖视示意图；
图2是本实用新型实施例一的玻璃外罩110的纵向剖视示意图；
图3是图2中A的放大示意图；
图4是本实用新型实施例一的上法兰140的纵向剖视示意图；
图5是本实用新型实施例一的上法兰140的俯视示意图；
图6是本实用新型实施例一的上封板120的阶梯剖视示意图；
图7是本实用新型实施例一的上封板120的俯视示意图；
图8是本实用新型实施例一的接地电极170与下封板130的纵向剖视示意图；
图9是本实用新型实施例一的下封板130的仰视示意图；
图10是本实用新型实施例一的下法兰150的纵向剖视示意图；
图11是本实用新型实施例一的下法兰150的仰视示意图；
图12是本实用新型实施例一的高压电极160的纵向剖视示意图；
图13是本实用新型实施例一的高压电极160的俯视示意图；
图14是本实用新型实施例一的绝缘管180的正视示意图；
图15是本实用新型实施例一的绝缘管180的俯视示意图；
图16是本实用新型实施例一的绝缘管沿面闪络试验方法的流程示意图。
图17是本实用新型实施例二的试验工装200的纵向剖视示意图；
图18是本实用新型实施例二的接地电极270与下封板230的纵向剖视示意图。
图19是本实用新型实施例三的试验工装300的纵向剖视示意图；
图20是本实用新型实施例三的高压电极360的纵向剖视示意图；
图21是本实用新型实施例三的上封板320的阶梯剖视示意图；
图22是本实用新型实施例三的接地电极370与下封板330的纵向剖视示意图。
具体实施方式
根据要求，这里将披露本实用新型的具体实施方式。然而，应当理解的是，这里所披露的实施方式仅仅是本实用新型的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本实用新型的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。
实施例一：如图1至图15所示，本产品实施例中的绝缘管沿面闪络试验工装100，包括玻璃外罩110、上封板120、下封板130、上法兰140 和下法兰150，上封板120通过上法兰140固定在玻璃外罩110的一端，下封板130通过下法兰150固定在玻璃外罩110的另一端，上封板120上固定有高压电极160，下封板130上固定有接地电极170，高压电极160 和接地电极170之间固定有绝缘管180，高压电极160上形成有容置调温材料的凹槽164，上封板120上设有充气阀口126。
上述试验工装100在高压电极160上形成有容置调温材料的凹槽164，便于放置调温材料，用以控制试验工装100所需的试验温度。上封板120 上设置充气阀口126，便于试验工装100内部抽取或者充入试验所需的空气，用以控制试验所需的气压和湿度。上述试验工装100可以同时控制温度、湿度、气压多个变量，使试验环境更加符合实际工况。
其中，玻璃外罩110呈圆筒状。上封板120呈圆环状，具有一定的厚度。上封板120通过上法兰140固定在玻璃外罩110的一端。
具体地，如图2和图3所示。本实施例中，玻璃外罩110为有机玻璃筒，采用车削工艺制成。玻璃外罩110与上法兰140接触的端面上设置3 道胶装槽111。3道胶装槽111之间等间距设置，且均沿玻璃外罩110的径向凹陷。胶装槽111用于与上法兰140的胶装连接。试验工装100采用玻璃外罩110，为试验人员提供了可视化的环境，也为试验提供高压试验环境。
如图4和图5所示，上法兰140包括底座141和套筒142。底座141 呈圆环状，套筒142自底座141沿竖直方向延伸，垂直于底座141。
底座141与玻璃外罩110接触的端面设置有密封槽1411。密封槽1411 环绕上法兰140的中心设置。密封槽1411用于加强上法兰140与玻璃外罩110的连接密封性。
底座141与上封板120接触的端面设置有密封槽1412。密封槽1412 环绕上法兰140的中心，设置在密封槽1411远离上法兰140中心的一侧。密封槽1412用于加强上法兰140与上封板120的连接密封性。
需要说明的是，在其他实施例中，也可以在上封板与底座接触的端面上设置密封槽，或者在上封板和底座的端面上分别设置密封槽。
底座141上设置16个安装孔143，围绕法兰的中心均匀分布在底座 141上。安装孔143设置在密封槽1412远离上法兰140中心的一侧。安装孔143用于上法兰140与上封板120的连接。
套筒142上设置贯通套筒142侧壁的注胶孔144。注胶孔144与套筒142的轴线呈一定的角度。注胶孔144用于上法兰140与玻璃外罩110胶装时注入胶液。
如图6和图7所示，上封板120呈圆环状，具有一定的厚度。上封板 120中部具有供高压电极160穿过的孔121。上封板120与高压电极160 接触的端面设置有8个安装孔122。安装孔122用于上封板120与高压电极160的连接安装。
上封板120设有在纵向上贯穿上封板120的安装孔123。安装孔123 共有16个，环绕上封板120的中心均匀设置在上封板120的外缘处。安装孔123与上法兰140的安装孔143对应配合。当上封板120与上法兰140 安装时，安装孔123与安装孔143的位置能够对应适配。将螺栓(图中未示出)分别贯穿安装孔123和安装孔143，紧固螺栓，则上法兰140与上封板120固定连接。
需要说明的是，在其他实施例中，上封板上设置的安装孔不限于16 个，只要上封板安装孔的个数能够与上法兰上的安装孔个数适配即可。
其中，上封板120上设有充气阀口125。
具体地，本实施例中，在上封板120的横向上设置充气阀口125。在上封板120的纵向上设置与充气阀口125连通的入气口124。充气阀口125 与入气口124垂直。充气阀口125的端口处设置螺纹段1251，用于连接充气阀(图中未示出)。
需要说明的是，在其他实施例中，充气阀口也可以设置在下封板上，或者上封板和下封板上均设置充气阀口，可以根据实际操作需要调整。
其中，下封板130通过下法兰150固定在玻璃外罩110的另一端，下封板130上固定有接地电极170。
具体地，如图8至图11所示，本实施例中，接地电极170和下封板 130采用焊接方式形成一体结构。下封板130是具有一定厚度的圆板。下封板130上设置有竖直方向贯穿下封板130的安装孔131。安装孔131用于下封板130与下法兰150的安装连接。安装孔131共有16个，安装孔 131围绕下封板130的中心均匀设置在下封板130的外缘处。
需要说明的是，在其他实施例中，接地电极与下封板也可以不是一体结构，如接地电极与下封板采用螺栓固定连接的形式。
每相邻两个安装孔131之间设置吊装孔133，吊装孔133的直径小于安装孔131的直径。吊装孔133的中心与安装孔131的中心位于同一条圆环线上。吊装孔133的中心与其相邻的两个安装孔131的中心的距离相等。吊装孔133便于下封板130的调运。
需要说明的是，在其他实施例中，安装孔的个数不限于16个，也可以为其他数值。吊装孔不一定设置在每相邻的两个安装之间，例如可以只在几对相邻的安装孔之间设置吊装孔。吊装孔的直径也不一定小于安装孔的直径。
下封板130与下法兰150接触的端面设置密封槽132。密封槽132围绕下封板130的中心环绕，设置在安装孔131靠近下封板130中心的一侧。密封槽132有助于增强下封板130与下法兰150之间的连接密封性。
需要说明的是，在其他实施例中，也可以将密封槽设置在下法兰与下封板接触的端面上，或者下法兰与下封板接触的端面均设置密封槽。
如图10所示，下法兰150呈包括底座151和套筒152。底座151呈圆环状，套筒152自底座151沿纵向延伸，垂直于底座151。底座151自套筒152的连接处，沿横向延伸出。底座151与玻璃外罩110接触的端面设置密封槽1511。密封槽1511环绕下法兰150的中心设置。加强下法兰150 与玻璃外罩110的连接密封性。
底座151上设置16个安装孔153，用于下法兰150与下封板130的连接。安装孔153围绕法兰的中心均匀分布在底座151的外缘上。安装孔153 位于密封槽1511远离下法兰150中心的一侧。安装孔153与下封板130 的安装孔131的直径相同。当安装孔153与下封板130安装时，安装孔153 与安装孔131的位置能够对应适配。将螺栓(图中未示出)依次穿过安装孔153和安装孔131，紧固螺栓，则下法兰150与下封板130紧固连接。
需要说明的是，在其他实施例中，底座上设置的安装孔不限于16个，只要底座上的安装孔的个数能够与下封板上的安装孔个数适配即可。
套筒152上设置贯通套筒152侧壁的注胶孔154。注胶孔154与纵向呈一定角度设置。注胶孔154用于下法兰150与玻璃外罩110胶装时注入胶液。
其中，接地电极170呈凸字型，绝缘管180套设在接地电极170上。
具体地，如图8所示，本实施例中，凸字型接地电极170包括连接部 171和凸出部172。连接部171位于下封板130的中部，连接部171与下封板130采用焊接工艺连接。连接部171环绕凸出部172设置凹槽1711，绝缘管180的端部套设在凹槽1711内。
其中，上封板120上固定有高压电极160，高压电极160和接地电极 170之间固定有绝缘管180。高压电极160上形成有容置调温材料的凹槽 164。
具体地，如图12和图13所示，本实施例中，高压电极160包括底座 161、凸部162。凸部162包括电极管1621和盖板1622。电极管1621为圆管状，位于底座161的中部，垂直于底座161。电极管1621采用焊接工艺连接在底座161上。
盖板163为圆板状，焊接于电极管1621远离底座161的一端。电极管1621与盖板163形成一个具有一端开口的凹槽164。凹槽164内用以放置调温材料。
底座161呈圆环状，具有内圆孔1612。凹槽164与内圆孔1612具有相同的内径，且对应连通。凹槽164与内圆孔1612同轴设置。外部可通过内圆孔1612将调温材料放置到凹槽164内。
需要说明的是，在其他实施例中，凹槽也可以在接地电极内，用以放置调温材料，或者在高压电极和接地电极中均设置凹槽。
底座161上设置8个安装孔1611，安装孔1611围绕底座161的中心均匀分布在底座161的边缘。安装孔1611与上封板120的安装孔122的直径相同。当高压电极160与上封板120安装连接时，安装孔1611与安装孔122位置对应匹配。将螺栓(图中未示出)依次穿过安装孔1611和安装孔122，用以固定连接上封板120与高压电极160。
底座161上设置2个吊装孔1613，2个吊装孔1613与安装孔1611的中心在同一条圆环线上。2个吊装孔1613中心的连线通过底座161的中心。吊装孔1613的中心与其相邻的两个安装孔1611的中心的距离相等。吊装孔1613便于实际操作过程中调运高压电极160。
其中，高压电极160的外壁设置连接座163，连接座163沿纵向远离接地电极170凹陷，绝缘管180连接在连接座163上。
具体地，如图1和图12所示，本实施例中，连接座163呈凹字形，环绕设置在电极管1621的外壁上。连接座163靠近底座161凹陷形成凹槽1631，使得绝缘管180的一端能够设置在凹槽1631内。
电极管1621的外壁设置一段螺纹1623，连接座164设置与螺纹1623 相对应的螺纹(图中未示出)。连接座163与电极管1621通过螺纹连接，螺纹连接便于连接座163的安装拆卸。同时可以根据实际绝缘管180的长度，在一定范围内调整连接座163的位置，提高适用性。
其中，绝缘管180的侧壁开设有窗口183。
具体地，如图14和图15所示，本实施例中，绝缘管180与高压电极 160连接的一端为端181，与接地电极170连接的一端为端182。窗口183 在竖直方向的投影为矩形。窗口183的一端与端182连通，窗口的另一端与端181不连通。
窗口183的宽度小于绝缘管180的直径，窗口183的高度小于绝缘管 180的高度。当绝缘管180与高压电极160连接时，绝缘管180的端181 能够将高压电极160完全遮蔽。
需要说明的是，本实施例中窗口在竖直方向的投影为矩形，便于实验人员尽可能多的观察到绝缘管180内壁的放电现象。当然在其他实施例中，窗口也可以为其他的形状，尺寸大小也可以根据实际需要设定。
其中，调温材料为干冰。
本实施例中，使用干冰制造低温环境，能够迅速降低试验工装内的温度。在其他实施例中，也可以采用其他材料作为调温材料。
其中，试验工装100内填充干燥的高纯氮气。
本实施例中，高纯氮气为氮气含量为99.999％的气体，其相对湿度为 40％。将干燥的高纯氮气通过充气阀口125充入试验工装100内，来调节试验工装100内的湿度和气压，以满足试验所需的湿度和气压要求。
需要说明的是，在其他实施例中，也可以采用其他气体调节湿度和气压，如湿润的饱和空气。
下面以一具体应用场景为例，来详细说明上述试验工装100的试验过程。
S1：将绝缘管180的两端固定在高压电极160和接地电极170上，连接高压电极160、上封板120、上法兰140、接地电极170、下封板130、下法兰150和玻璃外罩110。
其中，绝缘管180的两端套设在高压电极160和接地电极170上，以保证沿面放电现象产生于绝缘管180的内壁。
S2：通过充气阀口125将试验工装100内抽真空；
将试验工装100内先抽真空，保证了试验工装100内的气体可控，有助于调整试验工装100内的气压和湿度。
S3：通过充气阀口125充入干燥的高纯氮气；
需要说明的是，在其他应用场景中，也可以在试验工装100中充入其他气体以控制湿度和压力，如湿润的饱和空气等。
S4：在凹槽164内放置干冰；
干冰能够快速降低温度，为试验工装100提供低温环境，用于绝缘管180内壁产生凝露。在其他应用场景中，也可以采用其他调温材料。
S5：将高压电极160连接高压，将接地电极170接地；
具体地，通过高压电极160与接地电极在绝缘管180的内壁形成电场，通过玻璃外罩110观察绝缘管180内部的沿面闪络现象。
实施例二：
本实施例的试验工装200与实施例一中的试验工装100结构基本相似。其不同之处在于，接地电极270上设放置调温材料的凹槽236，下封板230上设充气阀口233。试验工装200内充入湿润的饱和空气。
如图17至图18所示，本产品实施例中的绝缘管沿面闪络试验工装 200，包括玻璃外罩210、上封板220、下封板230、上法兰240和下法兰 250，上封板220通过上法兰240固定在玻璃外罩210的一端，下封板230 通过下法兰250固定在玻璃外罩210的另一端，上封板220上固定有高压电极260，下封板230上固定有接地电极270，高压电极260和接地电极 270之间固定有绝缘管280，接地电极270上形成有容置调温材料的凹槽 273，下封板230上设有充气阀口233。
其中，接地电极270呈凸字型，绝缘管280套设在接地电极270上。
具体地，如图18所示，本实施例中，凸字型接地电极270包括连接部271和凸出部272。连接部271位于下封板230的中部，连接部271 与下封板230采用焊接工艺连接。连接部271环绕凸出部272设置凹槽 2711，绝缘管280的端部套设在凹槽2711内。
接地电极270的内部为中空，形成供调温材料放置的凹槽273。
需要说明的是，在其他实施例中，也可以接地电极在连接部上设置沿纵向靠近凸出部凹陷的凹槽，用以作为放置调温材料的凹槽。该凹槽的大小和尺寸可以根据实际情况作调整。
其中，下封板230通过下法兰250固定在玻璃外罩210的另一端，下封板230上固定有接地电极270。
具体地，本实施例中，接地电极270和下封板230采用焊接方式形成一体结构。下封板230是具有一定厚度的圆板。下封板230设置有纵向贯穿下封板230的内圆孔235。内圆孔235的直径与凹槽273的内径相同，且内圆孔235与凹槽273同轴设置。内圆孔235与凹槽273连通，用于将调温材料放置到凹槽273内。
下封板130上设置有竖直方向贯穿下封板230的安装孔231。安装孔231用于下封板230与下法兰250的安装连接。
需要说明的是，在其他实施例中，接地电极与下封板也可以不是一体结构，如接地电极与下封板采用螺栓固定连接的形式。
下封板230与下法兰250接触的端面设置密封槽232。密封槽232 围绕下封板230的中心环绕，设置在安装孔231靠近下封板230中心的一侧。密封槽232有助于增强下封板230与下法兰250之间的连接密封性。
其中，下封板230上设有充气阀口233。
具体地，本实施例中，在下封板230的横向上设置充气阀口233。在下封板230的纵向上设置与充气阀口233连通的入气口234。充气阀口 233与入气口234垂直。充气阀口233的端口处设置螺纹段2331，用于连接充气阀(图中未示出)。
需要说明的是，在其他实施例中，充气阀口也可以设置在上封板上，或者上封板和下封板上均设置充气阀口，可以根据实际操作需要调整。
其中，试验工装200内填充湿润的饱和空气。
本实施例中，湿润的饱和空气为，在常温常压下与水面或冰面之间保持动态平衡状态的空气，其相对湿度为100％。将湿润的饱和空气通过充气阀口233充入试验工装200内，来调节试验工装200内的湿度和气压，以满足试验所需的湿度和气压要求。
实施例三：
本实施例的试验工装300与实施例一中的试验工装100结构基本相似。其不同之处在于，在高压电极360上设置有凹槽364，,接地电极370 上设置有凹槽373。上封板320上设有充气阀口325,下封板330上设有充气阀口333。
如图19至图21所示，本产品实施例中的绝缘管沿面闪络试验工装 300，包括玻璃外罩310、上封板320、下封板330、上法兰340和下法兰 350，上封板320通过上法兰340固定在玻璃外罩310的一端，下封板330 通过下法兰350固定在玻璃外罩310的另一端，上封板320上固定有高压电极360，下封板330上固定有接地电极370，高压电极360和接地电极 370之间固定有绝缘管380，高压电极360上形成有容置调温材料的凹槽 364，接地电极370上形成有容置调温材料的凹槽373，上封板320上设有充气阀口325，下封板330上设有充气阀口333。
具体地，如图20所示，本实施例中，高压电极360中设置有凹槽364，用以容置调温材料。高压电极360的结构与实施例一中的高压电极 160结构相同，在此不再赘述。
具体地，如图21所示，本实施例中，上封板320在横向上设置充气阀口325。上封板320的结构与实施例一中的上封板120结构相同，在此不再赘述。
具体地，如图22所示，本实施例中，接地电极370中设置有凹槽 373，用以容置调温材料。接地电极370的结构与实施例二中的高压电极 270结构相同，在此不再赘述。
具体地，下封板330在横向上设置充气阀口333。下封板330的结构与实施例二中的下封板230结构相同，在此不再赘述。
本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本实用新型所涉及的技术领域内，并落入本实用新型权利要求的保护范围。