快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的装置及方法与流程

本发明涉及一种绝缘材料的性能测试方法，具体涉及一种快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的装置及方法。

背景技术：

帕邢定律描述的是气体击穿电压与两电极间距和气压之间的非线性函数关系。帕邢放电现象是一种气体放电性质，与气体自身的物理特性有着密切的关系，同时当放电电极间位置的变化也对放电性质有着直接的影响。当电极位置固定后，气体气压达到某一特定范围内，只需极低电压就会发生放电现象。室温环境下，氦气在150v，3.3pa-m(气压与电极距离乘积)就会发生帕邢放电。

所有托卡马克超导磁体以及其馈线系统必须在低温与真空环境下才能正常运行。在工况下磁体中的高电位部件对地电压仅为几十至百伏量级，但是一旦出现等离子体破裂或磁体失超等情况，数兆焦的能量需在短时泄放，整个系统的对地电压将迅速爬升至万伏量级。为了防止高电位部件与零电位部件之间发生帕邢放电，处在高电位的磁体、冷却与测量管线等导体都必须使用固体绝缘层进行高低电位隔绝，这样在理论上切断了放电路径。但是由于磁体系统运行的电磁力载荷以及热应力，绝缘材料经长时间低温环境运行之后都可能会产生开裂、老化等物理损伤，而且绝缘材料制造工艺本身也可能存在一些固有缺陷，这些不利因素的累积都会为帕邢放电提供必要的放电路径。如果当绝缘缺陷已经产生，同时又出现一定程度真空泄露或管路氦漏，此时就很容易发生帕邢放电事故。

因此所有绝缘材料必须严格控制质量，采用一定措施模拟帕邢放电环境进行耐压性能测试，合格后在部件上使用。

公告号为cn101995538b的发明专利，公开了一种用于帕邢条件下固定绝缘材料直流耐压性能测试试样，包括绝缘支撑管，待测试绝缘层覆在绝缘支撑管外，连接套管套在待测试绝缘层外，连接套管外套有法兰连接件，连接套管和绝缘支撑管弧形管底之间的待测试绝缘层外有金属包带，金属包带外套有收紧的卡套，卡套下端通过弹簧电学接地。可在低温低气压环境测试，具有高电压馈入方便，电极布置简单，电场分布均匀的优点，同时有效的解决了试样沿面漏电流对测试结果的影响。但其存在操作不变、制造及检测成本高、测试时间长及局限性大的缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单、制造成本低、使用方便快捷且检测效果好的快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的装置及方法。

一种快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的装置，包括包绕于导体上固体绝缘层外表面的电屏蔽网，电屏蔽网一侧连接有导线，电屏蔽网表面包绕有透气毡，电屏蔽网及透气毡密封罩在真空袋膜内，真空袋膜上开设有真空抽口及真空度检测口，真空抽口管路连接真空泵，真空度检测口管路连接真空度测量元件，导体与导线之间连接有直流高压发生器，直流高压发生器的高压端接导体，低压端连接导线。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述真空袋膜内层设有袋膜内骨架。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述真空抽口的数量为一个以上。

一种快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的方法，包括以下步骤：

（1）、在导体上固体绝缘层外表面缠绕一层电屏蔽网，若导体的绝缘结构中已包含电屏蔽层，可不缠绕；

（2）、将导线连接在电屏蔽网上；

（3）、在电屏蔽网外包绕透气毡；

（4）、将电屏蔽网及透气毡密封罩在真空袋膜内；

（5）、将真空泵连接在真空袋膜上的真空抽口处，将真空度测量元件连接在真空袋膜上的真空度检测口处；

（6）、将直流高压发生器的高压端接在导体上，低压端接在导线上；

（7）、整体连接完毕后，确认真空袋膜无破损，各连接处均完好后，启动真空泵，待真空度测量元件上所显示的真空度到指定值时，使用直流高压发生器进行帕邢测试。

本发明操作方法简单快捷，相对于传统的帕邢测试方法，既避免了加工造价高昂的真空室，也大大缩短了测试时间，因此具有很高的经济性和实用性。而且由于其使用方便，局限性小，在遇到绝缘层有帕邢缺陷时，诊断也非常方便快捷，可用于对各种形状和体积的绝缘部件进行测试。

另一方面，可通过在绝缘层上设置多个小型真空袋膜，对多个小型真空袋膜逐个进行测试，若某个真空袋膜处发生真空度降不下来或者发生帕邢放电的情况，则可以确定缺陷位置在此段，因此本发明也可以用于查找绝缘缺陷位置，为解决缺陷提供依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中电屏蔽网包绕的结构示意图；

图2为本发明中真空袋膜密封罩设的结构示意图；

图3为本发明在检测时的使用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见图3，本发明提供的一种快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的装置，包括包绕于导体1上固体绝缘层2外表面的电屏蔽网3，电屏蔽网3一侧连接有导线4，电屏蔽网1表面包绕有透气毡5，电屏蔽网1及透气毡5密封罩在真空袋膜6内，真空袋膜6上开设有真空抽口7及真空度检测口8，真空抽口7管路连接真空泵9，真空度检测口8管路连接真空度测量元件10，导体1与导线4之间连接有直流高压发生器11，直流高压发生器11的高压端接导体1，低压端连接导线4。

一种快速检测固体绝缘层在低气压下帕邢性能的方法，如图1至图3所示，其中图1所示的虚线框区域内即为需要对固体绝缘层进行帕邢性能测试的区域；

所述方法包括以下步骤：

（1）、在导体1上固体绝缘层2外表面缠绕一层电屏蔽网3，若导体1的绝缘结构中已包含电屏蔽层，可不缠绕；

（2）、将导线4连接在电屏蔽网3上；

（3）、在电屏蔽网3外包绕透气毡5；

（4）、将电屏蔽网1及透气毡5密封罩在真空袋膜6内，真空袋膜6的尺寸根据固体绝缘层2测试区域的形状和大小相应裁剪；

（5）、将真空泵9连接在真空袋膜6上的真空抽口7处，将真空度测量元件10（例如包括相接的真空规101与真空计102）通过软管连接在真空袋膜6上的真空度检测口8处，使用密封胶密封真空袋膜6，使其确保封闭；

（6）、将直流高压发生器11的高压端接在导体1上，低压端接在导线4上；

（7）、整体连接完毕后，确认真空袋膜6无破损，各连接处均完好后，启动真空泵9，待真空度测量元件10上所显示的真空度到指定值（10²～10⁵pa）时，使用直流高压发生器11进行帕邢测试即可。

实施例1

作为对上述技术方案的进一步描述，本实施例中，所述真空袋膜6内层设有袋膜内骨架12。目的在于，防止真空袋膜6在安装及测量时的变形，确保检测的准确度。

实施例2

作为对上述技术方案的进一步描述，本实施例中，真空抽口7的数量为一个以上。目的在于，可根据测试要求，加快抽真空的速度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。