本实用新型涉及高电压与绝缘技术领域，具体是一种可监测的加速水树老化试验系统。
背景技术：
电缆投入运行后，绝缘不可避免的会受到电、热、机械和水分等的作用而产生老化现象，影响电缆的运行可靠性和使用寿命。研究发现，水树枝老化是导致交联聚乙烯电缆绝缘寿命缩短的重要因素，且几乎无法避免。在一定的条件下，较低的交流电场就可在电缆绝缘内部的气隙、杂质点以及内、外半导体屏蔽层界面等电场较为集中的区域发展形成水树枝。水树枝形成后会逐步发展成电树枝导致材料绝缘性能进一步下降，从而降低电缆的使用寿命。因此，研究绝缘材料中水树生长特性对提高电缆绝缘水平极为重要，目前传统的试验方式是先老化试样然后切片染色观察，不能实时监测水树的生长情况。所以，建立一个能够实时观察水树枝引发和生长的水树观测系统对现有理论的试验证明及对水树生长机理的研究有着积极的意义。
因此，为了从可视化的角度深入研究水树枝的引发和生长过程对材料绝缘性能的影响，需要一个能够实时监测水树枝引发情况和生长情况的水树老化系统。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提出一种可监测的加速水树老化试验系统，对交联聚乙烯等绝缘材料的水树老化试验过程进行监测，更直观地观察水树枝的引发和生长过程同时监测通过绝缘材料的电流变化。
为了实现上述目的本实用新型提供一种可监测的加速水树老化试验系统，主要包括：交流高压电源装置、加速水树老化试验装置和监测系统。
进一步地，交流高压电源装置主要由信号发生器、功率放大器、变压器和限流元件组成。
进一步地，加速水树老化试验装置主要由密封屏蔽箱、硅油、钢针电极、硝酸银溶液和接地电极组成。
进一步地，监测系统主要由显微镜、照相机、电子检流计、电流采集模块和电脑组成。
与目前常见的水树老化试验装置相比，本实用新型的主要优点在于：不同于传统试验只能取加速培养后的水树进行观察的特点，本实用新型能够动态地观测试样的水树老化情况，更准确地得出试样的水树起始时间和水树的生长情况，更及时地控制材料中水树枝的引发时间和生长程度，还能进一步地研究水树长度与绝缘材料的阻流能力之间的关系。
附图说明
图 1 是本实用新型用于交联聚乙烯电缆绝缘层试样的结构示意图；
图 2 是本实用新型中交流高压电源装置的结构示意图；
图 3 是本实用新型中老化试样的示意图；
图中：1-交流高压电源装置；2-水树老化试样；3-密封屏蔽箱；4-硅油；5-显微镜；6-照相机；7-电子检流计；8-电流采集模块；9-电脑；10-变压器；11-限流元件；12-水树老化装置；13-钢针；14-接地电极；15-硝酸银溶液。
具体实施方式
为了更清楚和简洁地阐述本实用新型的原理和优点，下文将略去对本实用新型不重要细节的描述并结合附图对这种可监测的加速水树老化试验系统的主要结构进行详细说明。
图1所示为本实用新型用于交联聚乙烯电缆绝缘层试样的结构示意图，所述系统主要包括交流高压电源装置1、水树老化试样2、密封屏蔽箱3、硅油4和由显微镜5、照相机6、电子检流计7、电流采集模块8与电脑9组成的监测系统。交流高压电源装置1的结构下文将结合图2详细解释，交流高压电源装置1的作用是提供高压来模拟水树老化试验时的电场作用，并且能够根据试验需要调节输出电压的幅值和频率。水树老化试样2需要在水针法的基础上再进行改进和处理，具体处理方法下文将结合图3详细描述。水树引发和生长本就具有很大的随机性，密封屏蔽箱3是为了减少外界干扰对试验结果的影响。硅油4是用来防止在高频高压下水树老化试样2的外部放电和沿面闪络。监测系统的结构下文将详细说明，监测系统的作用是实时记录并分析水针针尖部分的水树枝生长情况并同步记录通过试样的电流。
图2所示为本实用新型中交流高压电源装置1的结构示意图，由信号发生器、功率放大器、变压器10和限流元件11组成。其中，信号发生器用来产生试验所需频率的信号源；功率放大器对信号的功率进行适度的放大；最后信号经过变压器10放大至试验电压。在实际试验中，通常需要并联多个水树老化装置12来进行对比分析，此时若有试样由于击穿发生短路将对整体系统产生影响，因此在系统中加入限流元件11来保证试验安全可靠的进行。
图3所示为本实用新型中试样2的处理过程示意图，主要包括钢针13、接地电极14和硝酸银溶液15。根据试验目的和试验装置特点选择合适尺寸的试样，采用专用设备将钢针13匀速插入试样2，钢针13的针尖在试样2的侧面扎出一个直径2 mm左右的孔洞，钢针13的针尖与接地电极14的距离为2 mm。将钢针13拔出后，用注射器向刚扎出的2mm的孔洞内注入适量的硝酸银溶液15，再将钢针13插入，使钢针13的针尖浸没在硝酸银溶液15中。选取硝酸银溶液15的原因是银离子具有很强的还原性，在水树的生长通道中银离子被还原成单质银，单质银附着在水树的通道内，可在显微镜5下看到水树通道，借此取代传统试验的染色过程。此时由于钢针13的直径与所扎的孔洞孔径相同，钢针13的针尖部分的硝酸银溶液15被密封在试样2中，从而和试样2外面的硅油4隔离。钢针13的另一端与交流高压电源装置1的高压电极连接，在试样2的底部贴上导电铝箔构成接地电极14，至此形成了试验所需的改进的水针电极，试样2处理完成。
本实用新型中观察水树生长情况的监测系统的工作流程如下所述：将显微镜5放置在试样2的上方，下一步将显微镜5与照相机6相连，最后再连接至电脑9。调节显微镜5的放大倍数至能够清晰地观察到针尖部分的试样2图像，然后设置电脑9控制照相机6每隔30分钟拍照一次，再通过电脑9中的图像采集软件将照相机6拍到的水树枝生长情况的图像显示在电脑9的屏幕上，再通过电脑9中的图像分析软件测量水树枝的长度用以研究水树枝的生长特性。电脑9向照相机6发出拍照指令的同时通过控制电流采集模块8从电子检流计7中读取电流值显示并记录在电脑9中。
以上所述，仅为本实用新型的一例具体实施方案，本实用新型的保护范围包括但不仅限于此，基于本实用新型实质内容的等同变形方案都应该属于本实用新型的保护范围之内。