一种交联聚乙烯电缆电树枝的激发观察装置的制作方法

本实用新型涉及高压绝缘试验检测技术领域，尤其涉及一种交联聚乙烯电缆电树枝的激发观察装置。

背景技术：

XLPE(Cross-linked polyethylene，交联聚乙烯)电缆因其较好的电、热及机械性能，被广泛应用于电缆输电系统，特别适用于高压及超高压线路输电系统，实际使用中，XLPE电缆的绝缘特性对保障电力输电系统的安全可靠性具有很重要意义。导致XLPE电缆的绝缘特性被破坏的原因有很多，但是大多数是由电缆中的局部不均匀电场造成的，当电缆中形成局部高场强时，会激发电树枝的生成及快速发展，最终导致XLPE电缆被击穿。因此，研究XLPE电缆的电树枝生长特性及相关机理非常重要，相应地，提供一种研究XLPE电缆电树枝生长特性的装置也是非常重要的问题。

现有技术中，为了研究电树枝的生长特性，电树枝的激发装置一般由低压电源、调压器、高频电压发生器组成，通过低压电源、调压器、高频电压发生器组合装置产生脉冲电压，即生成电缆电树枝用的工频电压，XLPE电缆在工频电压的激发下生成电树枝。传统电树枝观测装置大多采用带摄像头的数码体式显微镜，即通过数码相机适配器，将显微镜下观察到的电树枝生长过程成像于数码相机中，数码相机将电树枝生长过程通过数据线传输到计算机中，计算机再利用图像显示软件把电树枝生成过程的图像输出在显示器上。

然而，以上电树枝的激发装置，只能控制脉冲的电压和频率的变化，因而其他脉冲参数对电树枝的影响不能确定，导致电树枝形成的原因分析不够准确、全面。传统电树枝观测装置能够将某一段时间内电树枝的生长情况记录下来，但是无法实时在线观测电树枝的生长情况。

技术实现要素：

为克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种交联聚乙烯电缆电树枝的激发观察装置。

本实用新型实施例提供一种交联聚乙烯电缆电树枝的激发观察装置，包括：重复脉冲发生器、计算机、高速显微摄像采集器、针电极、XLPE电缆切片和地电极。所述XLPE电缆切片中包含有电缆线芯，所述计算机通过串行数据总线与所述重复脉冲发生器连接，所述计算机通过高速数据总线与所述高速显微摄像采集器连接，所述针电极的一端通过高压导线与所述重复脉冲发生器连接，所述针电极的另一端插接到XLPE电缆切片中，所述电缆线芯通过导线与所述地电极连接。

优选地，所述交联聚乙烯电缆电树枝的激发观察装置还包括硅油容器，所述硅油容器中盛放有硅油，所述针电极、XLPE电缆切片和电缆线芯沉浸在所述硅油中。

优选地，所述高速显微摄像采集器包括高速摄像机和显微摄像头，所述高速摄像机与显微摄像头通过连接器连接。

优选地，所述重复脉冲发生器包括脉冲电源，所述脉冲电源的峰值电压为2kV-8Kv,可调占空比范围为1-99％，上升时间可设置为20ns-500ns，电压极性为正极性、负极性或双极性。

优选地，所述硅油容器为底部透明容器。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

该装置中，计算机能够控制重复脉冲发生器提供参数可调的重复高压脉冲，XLPE电缆在参数可调的重复高压脉冲作用下激发出电树枝，同时计算机控制高速显微摄像采集器对XLPE电缆电树枝的生长过程进行实时拍摄和记录，高速显微摄像采集器将所拍摄和记录的数据动态图像上传至计算机中的数据库，方便使用者随时读取数据。与现有技术相比，本实用新型所提供的重复脉冲发生器易操作、配合计算机使用能够实现智能化，高速显微摄像采集器使操作者能够实时在线观察电缆电树枝的生长过程，配合计算机使用能够实现数据的随时读取。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种交联聚乙烯电缆电树枝的激发观察装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的高速显微摄像采集器的结构示意图。

符号表示：

1-重复脉冲发生器、2-高压导线、3-针电极、4-XLPE电缆切片、5-电缆线芯、6-硅油、7-底部透明容器、8-计算机、9-高速显微摄像采集器、10-高速数据总线、11-地电极、12-串行数据总线、13-高速摄像机、14-显微摄像头、15-连接器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种交联聚乙烯电缆电树枝的激发观察装置的结构示意图。该装置包主要括重复脉冲发生器1、计算机8、高速显微摄像采集器9、针电极3、XLPE电缆切片4和地电极11六部分。

其中，重复脉冲发生器1能够提供参数可调的重复高压脉冲，本实施例中重复脉冲发生器1为一个参数可调的脉冲电源，脉冲电源的峰值电压为2kV-8Kv，脉冲电源的占空比为可调占空比，可调节范围为1-99％，脉冲电压的上升时间可设置为20ns-500ns，脉冲电压的极性可以选择正极性、负极性或双极性。重复脉冲发生器1的参数可调节，使操作者不但能够确定脉冲电压大小和频率高低对XLPE电缆电树枝的影响，还能确定脉冲上升时间、占空比、电压极性等参数对XLPE电缆电树枝的影响，对XLPE电缆电树枝形成的原因和生长状况分析更加全面、准确。

高速显微摄像采集器9能够对XLPE电缆电树枝的生长过程进行实时观察和记录，其详细结构参见图2，图2为高速显微摄像采集器的结构示意图，根据图2，高速显微摄像采集器9包括高速摄像机13和显微摄像头14，且高速摄像机13与显微摄像头14通过连接器15连接，即高速显微摄像采集器8是在显微镜上通过连接器加接专用的显微成像装置组合而成，显微摄像头14能够对XLPE电缆电树枝的生长过程进行高清晰度的观察，高速摄像机13能够对XLPE电缆电树枝的生长过程进行实时动态图像记录，并通过高速数据总线将实时动态图像传送至计算机8，方便后期的存取。

计算机8包括控制器、数据库软件、显示器和键盘，计算机8能够将控制电压命令通过串行数据总线12发送至重复脉冲发生器1，同时计算机8能够发出启动信号，通过高速数据总线10启动高速显微摄像采集器9记录XLPE电缆电树枝的形成和生长过程，最后计算机8通过高速数据总线10接收来至高速显微摄像采集器9的实时动态图像，并将此实时动态图像通过显示器进行显示，而且计算机8能够将此实时动态图像上传至数据库，方便随时调用。

XLPE电缆切片4是本实施例中的试验样品，采用电缆切片可以规范试验用料，方便观测。XLPE电缆切片4中包含有电缆线芯5，XLPE电缆切片4是从电缆上去掉外面保护层，剩下导体(即电缆线芯5)和绝缘层的切片。本实施例中，针电极3的一端通过高压导线2与重复脉冲发生器1连接、另一端插接到XLPE电缆切片4中，电缆线芯5通过导线与地电极11连接，对XLPE电缆切片4进行试验时，针电极3作为高电极，地电极11作为安全接地端，采用这种连接方式，使试验操作更安全。

本实施例将试验样品放置在硅油容器7中进行试验，硅油容器7底部透明，方便采光，有利于更清晰地对XLPE电缆电树枝的形成和生长过程进行观察。硅油容器7中盛放有硅油6，试验时针电极3、XLPE电缆切片4和电缆线芯5都沉浸在硅油6中，硅油6能够防止外部放电和沿面闪络，而且采用硅油6能够增强XLPE电缆切片4试样的透明度，便于试验过程中图像的观察。

综上所述，本实施例所示出的XLPE电缆电树枝的激发观察装置中，计算机8能够将控制电压命令通过串行数据总线12发送至重复脉冲发生器1，重复脉冲发生器1提供参数可调的重复高压脉冲，XLPE电缆切片4在参数可调的重复高压脉冲作用下激发出电树枝，同时计算机8发出启动信号，通过高速数据总线10启动高速显微摄像采集器9拍摄和记录XLPE电缆电树枝的形成和生长过程，高速显微摄像采集器9将所记录的电缆电树枝的形成和生长过程通过高速数据总线10上传至计算机8的数据库中，方便使用者随时读取数据。与现有技术相比，本实用新型所提供的重复脉冲发生器1易操作，配合计算机8一起使用，能够实现试验操作的智能化，高速显微摄像采集器9使操作者能够实时在线观察电缆电树枝的生长过程，配合计算机8一起使用，能够实现图像数据的随时读取，装置中重复脉冲发生器1、高速显微摄像采集器9和计算机8的引入，能够解决现有技术中对XLPE电缆电树枝观测技术不足的问题，使操作者更加清晰地观察XLPE电缆电树枝的形成和生长过程，从而对XLPE电缆电树枝形成的原因和生长特性进行更加全面、准确的分析。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。