一种用于电树枝引发实验的电极装置及试样制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电缆绝缘材料电树枝老化实验装置及试样制作方法，属于电缆绝缘材料耐电树性能研宄技术领域。
【背景技术】
[0002]随着经济的快速发展和人们对于电能的需求量逐渐增多，高压电缆的用量逐年增大，电压等级不断提高。目前限制高压电缆电压等级进一步提高的主要因素就是电缆绝缘材料中的电树枝，电树枝是绝缘材料在高电场长期作用下的最常见的老化形式之一，会使绝缘材料中出现树枝状的放电通道，使绝缘材料和绝缘设备中的电场分布严重畸变，进而使绝缘材料发生击穿和失效。电树枝对于高压电缆的工作稳定性和寿命有严重影响，因此，电树枝老化一直是热门研宄课题。
[0003]目前国内外研宄电树枝现象常用的电极系统是针-板电极系统，但长期研宄中已发现利用针-板电极系统引发电树枝时存在明显缺陷:首先，由于针尖的机械强度较低，在制作针-板电极试样过程中针尖容易断裂或变形，使得不同试样的针尖电场差异较大；另夕卜，由于聚合物绝缘材料内部微观结构十分复杂，以最常用的电缆绝缘材料聚乙烯为例，聚乙烯是一种结晶相和非晶相共存的材料，且聚乙烯球晶大小和针电极针尖曲率半径大小约在同一个数量级，当针尖处在球晶的不同位置时，将对电树枝的引发和生长产生很大影响，因此利用针-板电极系统研宄电树枝时数据分散性很大。为此，一些研宄者改为采用钨丝-平板电极系统引发电树枝，此种电极结构使电极和聚合物之间有足够的接触面积，引发电树枝的效率较高，且数据分散性变小，取得了一定改进。然而为提供足够高的电场需钨丝直径在1ym以下，因此制样过程中钨丝经常出现折断或弯曲变形等情况，导致制样成功率很低且浪费材料。由此可见，目前仍缺乏一种方便、高效引发电树枝的电极系统，这不利于绝缘材料耐电树枝性能研宄的开展。
【发明内容】
[0004]在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0005]鉴于此，根据本发明的一个方面，提供了一种用于电树枝引发实验的电极装置及试样制作方法，以至少解决现有的采用针-板电极系统引发电树枝，针尖易受损变形，引发电树枝效率低且数据分散性大的问题，以及采用钨丝-平板电极系统引发电树枝，钨丝直径在1ym以下，钨丝经常出现折断或弯曲变形的情况，导致制样及引发实验成功率低且浪费材料的问题。
[0006]本发明一种用于电树枝引发实验的电极装置，包括刀片高压电极、导电银胶电极、试样、液体绝缘、金属板地电极、高压导线和接地导线；所述的刀片高压电极的刀锋曲率半径< 10 μ m，刀锋两端为圆角，圆角曲率半径为3mm-5mm，刀片中间部分切除，刀片高压电极经过高压导线与高压电源相连接，刀片高压电极及高压导线埋设在试样中，试样的下表面涂覆导电银胶形成导电银胶电极，导电银胶电极与金属板地电极接触，金属板地电极通过接地导线接地，实验时用于电树枝引发实验的电极装置浸没在液体绝缘中。
[0007]进一步地:所述的金属板地电极由铝板或铜板制成。
[0008]进一步地:所述的液体绝缘为变压器油、二甲基硅油或聚异丁烯。
[0009]进一步地:所述的刀片高压电极为不锈钢刀片，其刀锋曲率半径为5 μπι，刀锋两端圆角曲率半径为4mm。
[0010]进一步地:所述试样的厚度为3mm-6mm。
[0011]本发明一种用于电树枝引发实验的电极装置及试样制作方法，用激光将双面刀片切割成矩形，刀锋曲率半径< 10 μ m，刀锋两端切割为的圆角，刀片中间部分切除制得刀片高压电极，在刀片高压电极上部焊接高压导线，将切好的刀片高压电极连同高压导线夹在两个片状试样之间，用热压成型法将刀片埋在试样中，使用时通过切割制得长方体形状的试样，在试样表面涂覆导电银胶并固化形成导电银胶电极；试样制成后，将刀片高压电极通过高压导线连接至高压电源的输出端，使涂覆导电银胶的试样底面与金属板地电极接触，将金属板地电极接地；为避免沿面放电，试样和金属板地电极放置于液体绝缘中。施加一定电压后，通过显微镜观察电树枝的引发和生长情况。
[0012]进一步地:所述的金属板地电极由铝板或铜板制成。
[0013]进一步地:所述的液体绝缘为变压器油、二甲基硅油或聚异丁烯。
[0014]进一步地:所述的刀片高压电极为不锈钢刀片，其刀锋曲率半径为5 μπι，刀锋两端圆角曲率半径为4mm。
[0015]进一步地:所述试样的厚度为3mm-6mm。
[0016]本发明所达到的效果为:
[0017](I)以预埋刀片作为高压电极，刀片有足够小的曲率半径，可提供很高的电场强度，且电极与试样的接触面积较大，可以较快引发多个电树枝，缩短实验周期，且数据的分散性小，用于研宄绝缘材料的耐电树枝性能，具有较好的实际应用价值。
[0018](2)刀片高压电极两侧做成圆角形状，避免刀锋两端电场过高而对实验产生不良影响。
[0019](3)刀片高压电极具有足够高的机械强度，制样过程中不会出现电极受损的情况，制样成功率高，制样周期缩短。
【附图说明】
[0020]图1是根据本发明的实施例用于电树枝引发实验的电极装置的主视图；
[0021]图2是根据本发明的实施例用于电树枝引发实验的电极装置的立体图；
[0022]图中:1-刀片高压电极；2_导电银胶电极；3-试样；4_金属板地电极；5_高压导线；6_接地导线；7_高压电源。
【具体实施方式】
[0023]在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本发明公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。
[0024]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
[0025]本发明的实施例提供了一种用于电树枝引发实验的电极装置，包括刀片高压电极1、导电银胶电极2、试样3、液体绝缘、金属板地电极4、高压导线5和接地导线6 ;所述的刀片高压电极I的刀锋曲率半径< 10 μπ