这样使操作简便易行。
[0019]图2所示为所述气体低温电气特性测试装置的工程示意图。如图2所示，测试腔包括测试腔室、上顶盖、测试电极和观察窗口。测试腔室是一内径为200mm，高度为200mm，腔壁厚度为3mm的不锈钢圆柱筒。上顶盖与测试腔主体部分之间的密封采用螺丝拧紧与聚四氟乙烯密封圈进行密封，上顶盖的材质采用聚四氟乙烯，既能起密封作用又能起隔热作用，其中央有一手轮，用于调节所述高压电极的伸缩量，手轮旋转一圈高压电极的伸缩量改变1mm，从而改变测试电极的电极间距，进而使电极间距能够在密封环境下定量可调。高压电极与低压电极均采用螺纹连接，方便更换测试电极形状，以改变测试电场的分布。观察窗口的圆孔内径为96mm，伸出长度为176mm，采用强度高、安全性好的钢化玻璃密封，能够观察测试腔内气体的放电情况。观察窗上接有四通管，四通管内径为16mm，四通管各个连接口分别与抽真空装置、充气装置、真空测量装置以及压力测量装置相连接。四通管的各个连接口均采用螺纹连接口，抽真空装置和充气装置连接口的阀门采用球阀，使测试腔能够耐真空负压强，又能耐0.1MPa至0.SMPa的正压强。隔热腔是一真空腔，能够阻隔测试腔与外界进行热交换，提高了冷却效率。
[0020]图3所示为温度调控方式的流程图。如图3所示，温度传感器为PT100温度传感器，将温度信号转化为电压信号，信号处理模块对所测量的电压信号进行滤波放大，处理后的电压信号传送至数据采集卡，继而在Labview平台上进行显示和处理，然后反馈输出至电加热装置。PT100温度传感器测量的位置分别为所述测试腔底部和所述的高压电极，其中，设置在高压电极上的PT100温度传感器用于测试前做温度标定，进行测试时取下；所述温度标定的原理如下:温度调控的对象是测试腔内的气体，如图2所示，测试腔底部的热量传播途径主要是通过和冷源铜管与热源铜丝的热传导，以及与测试腔内气体的对流，而高压电极的热量传播途径主要通过测试腔室内气体的对流，当热平衡稳定时，若测试腔底部的温度与高压电极的温度相等，则可认为测试腔内气体的温度也等于以上两者的温度。进行温度标定时，记录测试腔底部与高压电极的温度曲线，并且记录两者温度曲线开始重合的时间。在不同的温度区域反复多次进行温度标定，取最大的温度曲线开始重合时间，记为to测试前，取下高压电极上的温度传感器。进行测试时，当测试腔底部的温度曲线处于稳定，经过时间t后，便认为高压电极的温度与测试腔内气体的温度均和测试腔底部的温度相等。
[0021]图4所示为气体低温电气特性测试的流程图。先对测试装置抽真空，然后充入测试气体，接着把所述测试装置温度调至目标值，调节电极间距，最后在高压电极上施加电压进行测试。完成一次测试后，根据要求，选择操作方式。若要求同一气体在同一温度下的不同电极间距进行测试，只需调节电极间距；若要求同一气体在不同温度下进行测试，则需要从调节温度开始操作；若需要更换气体或更换不同电极，就要从测试装置抽真空开始重新操作。
【主权项】
1.一种气体低温电气特性测试装置，其特征在于:主要包括测试腔，抽真空装置，充气装置，冷源铜管，热源铜丝，温度监控装置和隔热腔；其各部分之间的连接关系是:冷源铜管和热源铜丝紧密绕着测试腔，一并置于隔热腔中，测试腔分别与抽真空装置、充气装置相连接；热源铜丝与温度监控装置相连接；抽真空装置对测试腔抽真空，为测试腔充入被测试气体做准备；充气装置向测试腔充入被测试气体；冷源铜管对测试腔进行冷却；热源铜丝为测试腔提供热量，使测试腔温度可调；温度监控装置对热源铜丝的热量进行控制，进而控制和稳定测试腔的温度；隔热腔包括两层真空腔，能够阻隔测试腔与外界进行热交换，提高冷却效率。
2.根据权利要求1所述的一种气体低温电气特性测试装置，其特征在于:所述测试腔包括测试电极，所述测试电极又包括高压电极和低压电极，能够在密封环境下定量调节电极间距。
3.根据权利要求1所述的一种气体低温电气特性测试装置，其特征在于:所述抽真空装置和充气装置的连接口采用螺纹连接口，连接口的阀门采用球阀，使测试腔能够耐真空负压强，又能耐0.1MPa至0.8MPa的正压强。
4.根据权利要求1所述的一种气体低温电气特性测试装置，其特征在于:所述冷源铜管和热源铜丝紧绕在测试腔外壁，能够为测试腔提供均匀的冷源和热源，减少测试腔内的气体的对流，有效提高实验的有效性和准确性。
5.根据权利要求1所述的一种气体低温电气特性测试装置，其特征在于:所述温度监控装置包括温度采集装置和温度控制装置；所述温度采集装置包括两个PT10温度传感器，分别设置在所述测试腔底部和权利要求2所述的高压电极上，其中，设置在高压电极上的PT100温度传感器用于测试前做温度标定，测试时取下；信号处理模块，与所述两个PTlOO温度传感器电连接，对所测温度电压信号进行滤波放大；数据采集卡，用于采集所述测试腔底部和所述高压电极的温度电压信号；所述温度控制装置，设置在所述热源铜丝上，用于调节所述测试腔的温度。
【专利摘要】本发明属于高电压与绝缘技术领域，特别涉及一种气体低温电气特性测试装置。本发明主要包括测试腔，抽真空装置，充气装置，冷源铜管，热源铜丝，温度监控装置和隔热腔。其各部分之间的连接关系是：冷源铜管和热源铜丝紧密绕着测试腔，一并置于隔热腔中，测试腔分别与抽真空装置、充气装置相连接；热源铜丝与温度监控装置相连接。抽真空装置对测试腔抽真空，为测试腔充入被测试气体做准备；充气装置向测试腔充入被测试气体；冷源铜管对测试腔进行冷却；热源铜丝为测试腔提供热量，使测试腔温度可调；温度监控装置对热源铜丝的热量进行控制，进而控制和稳定测试腔的温度；隔热腔包括两层真空腔，能够阻隔测试腔与外界进行热交换，提高冷却效率。本发明为气体在-153℃至-30℃的普冷温区下电气特性的测试提供了测试平台。
【IPC分类】G01R31-00
【公开号】CN104597340
【申请号】CN201410826487
【发明人】李卫国, 刘富浩, 侯孟希, 焦彦俊, 陈艳
【申请人】华北电力大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月26日