薄膜高温击穿性能测试装置及方法与流程

本申请涉及介质性能测试，尤其涉及一种薄膜高温击穿性能测试装置及方法。

背景技术：

1、测试聚丙烯薄膜的击穿特性通常在常温下进行，但是实际使用中，电容器内部会有较大的温升，通常最热点温度最高可达80℃。测量温度与最热点温度存在约60℃的差异，需要对电容器用聚丙烯薄膜的高温击穿特性进行测量。

2、目前，对电容器用聚丙烯薄膜的高温击穿特性的测试一般可以通过油浴加热以及烘箱加热两种方法进行测试，但采用油浴加热的测试方法时，电极之间会存在较多的油和残留空气，容易对聚丙烯薄膜的高温击穿特性的测试的准确性造成影响，而采用烘箱加热的测试方法时，避免了油对测试结果的影响，但没有油作为恒温介质，温度控制较为困难，进而影响测试的准确性，导致对电容器用聚丙烯薄膜的高温击穿特性的测试存在较大的误差。

技术实现思路

1、本申请的目的旨在至少能解决上述的技术缺陷之一，特别是现有技术中对电容器用聚丙烯薄膜的高温击穿特性的测试存在较大的误差的技术缺陷。

2、第一方面，本申请提供了薄膜高温击穿性能测试方法，应用于薄膜高温击穿性能测试装置，所述装置包括：泄压阀、储油罐、测温计、压力表、真空试验箱、真空泵以及电压记录仪；所述真空试验箱包括加热元件、高压电源、固定下电极、圆柱上电极以及上盖板；所述固定下电极包括接地金属板和固定夹具；所述方法包括：

3、将绝缘油倒入储油罐中；

4、将试验薄膜平铺置于铝箔的上表面，通过固定夹具，将所述试验薄膜和所述铝箔固定于接地金属板上；

5、开启真空泵，将真空试验箱的压力降到100pa以下；

6、开启泄压阀，以使得所述储油罐中的绝缘油通过管道流入真空试验箱中；

7、当绝缘油没过圆柱上电极时，关闭真空泵；其中，在注油过程中，通过真空泵使得所述真空试验箱的压力不超过100pa；

8、启动加热元件，将绝缘油加热至预设温度；

9、启动高压电源，将圆柱上电极和固定下电极之间的电压升高至目标电压，并保持预设时间；所述目标电压为根据当前的试验薄膜的厚度确定的；

10、在预设时间结束后，确定电压升高单位，并根据所述电压升高单位，将圆柱上电极和固定下电极之间的电压继续升高，当所述试验薄膜的发生击穿瞬间，通过电压记录仪记录此刻的击穿电压和击穿位置，若当前的试验次数不大于预设次数，则判断是否满足预设条件；

11、若不满足所述预设条件，则移动圆柱上电极至所述试验薄膜的任意一个未击穿位置，并返回至启动加热元件的步骤继续执行。

12、在其中一个实施例中，所述确定电压升高单位，包括：

13、确定薄膜击穿时间范围以及所述试验薄膜的击穿电压估计值；

14、计算所述击穿电压估计值与所述目标电压之间的差值；

15、将所述差值与所述薄膜击穿时间范围的中值之间的商作为电压升高单位。

16、在其中一个实施例中，所述薄膜击穿时间范围为10至20秒之间。

17、在其中一个实施例中，所述预设条件为：

18、所述试验薄膜中不存在未击穿位置；

19、或，

20、所述电压记录仪所记录的各个击穿电压随着试验次数增加呈现下降趋势。

21、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

22、若满足所述预设条件，则以新的试验薄膜替换当前试验中的试验薄膜，并将所述真空试验箱中的绝缘油清空，返回至将试验薄膜平铺置于铝箔的上表面的步骤继续执行。

23、在其中一个实施例中，分别采用压力表和测温计监测所述真空试验箱的压力和温度。

24、在其中一个实施例中，所述预设时间处于20至60秒之间。

25、第二方面，本申请提供了一种薄膜高温击穿性能测试装置，所述装置包括：泄压阀、储油罐、测温计、压力表、真空试验箱、真空泵以及电压记录仪；

26、所述泄压阀与所述储油罐连接；

27、所述储油罐与所述真空试验箱连接；

28、所述测温计、所述压力表和所述电压记录仪安装于所述真空试验箱的顶部；

29、所述真空泵与所述真空试验箱连接；

30、其中，上述的连接均通过管道进行连接。

31、在其中一个实施例中，所述真空试验箱包括加热元件、高压电源、固定下电极、圆柱上电极以及上盖板；

32、所述高压电源的正极与所述圆柱上电极连接，负极与所述固定下电极连接；

33、所述上盖板位于所述真空试验箱的顶部；

34、所述固定下电极置于所述真空试验箱的底部，所述圆柱上电极位于所述固定下电极的上方，所述圆柱上电极和所述固定下电极之间存在空隙；

35、所述圆柱上电极与所述电压记录仪连接；

36、所述加热元件安装于所述真空试验箱的底部。

37、在其中一个实施例中，所述固定下电极包括接地金属板和固定夹具；

38、所述接地金属板置于所述真空试验箱的底部，所述接地金属板与零电位线连接；

39、所述固定夹具置于所述接地金属板上表面的两侧，用于将铝箔和薄膜固定于所述接地金属板上。

40、从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

41、本申请提供的薄膜高温击穿性能测试装置及方法，该方法应用于薄膜高温击穿性能测试装置，装置包括：泄压阀、储油罐、测温计、压力表、真空试验箱、真空泵以及电压记录仪，真空试验箱包括加热元件、高压电源、固定下电极、圆柱上电极以及上盖板；固定下电极包括接地金属板和固定夹具；方法包括：将试验薄膜平铺置于铝箔的上表面，通过固定夹具，将所述试验薄膜和所述铝箔固定于接地金属板上；在注油过程中，试验薄膜可以固定在接地金属板上，且不易产生褶皱。开启真空泵，将真空试验箱的压力降到100pa以下；采用真空试验箱和真空泵配合薄膜高温击穿性能测试方法，避免残留的空气对测试结果的影响，进而提高薄膜高温击穿性能测试的准确性。开启泄压阀，以使得所述储油罐中的绝缘油通过管道流入真空试验箱中；以绝缘油作为恒温介质，使得温度变化较小，以保证测试结果的准确性。当绝缘油没过圆柱上电极时，关闭真空泵；启动加热元件，将绝缘油加热至预设温度；启动高压电源，将圆柱上电极和固定下电极之间的电压升高至目标电压，可以利用上下电极之间的吸引力排除铝箔与薄膜、铝箔和接地金属板之间的空气，而保持预设时间的目标电压，能够充分排除上下电极之间的绝缘油，且不会使得试验薄膜受到较大的损害。如此，能够最大程度避免绝缘油和空气对测试结果的影响，提高薄膜高温击穿性能测试的准确性。

技术特征：

1.一种薄膜高温击穿性能测试方法，其特征在于，应用于薄膜高温击穿性能测试装置，所述装置包括：泄压阀、储油罐、测温计、压力表、真空试验箱、真空泵以及电压记录仪；所述真空试验箱包括加热元件、高压电源、固定下电极、圆柱上电极以及上盖板；所述固定下电极包括接地金属板和固定夹具；所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的薄膜高温击穿性能测试方法，其特征在于，所述确定电压升高单位，包括：

3.根据权利要求2所述的薄膜高温击穿性能测试方法，其特征在于，所述薄膜击穿时间范围为10至20秒之间。

4.根据权利要求1所述的薄膜高温击穿性能测试方法，其特征在于，所述预设条件为：

5.根据权利要求1或4所述的薄膜高温击穿性能测试方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的薄膜高温击穿性能测试方法，其特征在于，分别采用压力表和测温计监测所述真空试验箱的压力和温度。

7.根据权利要求1所述的薄膜高温击穿性能测试方法，其特征在于，所述预设时间处于20至60秒之间。

8.一种薄膜高温击穿性能测试装置，其特征在于，所述装置包括：泄压阀、储油罐、测温计、压力表、真空试验箱、真空泵以及电压记录仪；

9.根据权利要求8所述的薄膜高温击穿性能测试装置，其特征在于，所述真空试验箱包括加热元件、高压电源、固定下电极、圆柱上电极以及上盖板；

10.根据权利要求9所述的薄膜高温击穿性能测试装置，其特征在于，所述固定下电极包括接地金属板和固定夹具；

技术总结
本申请提供的薄膜高温击穿性能测试装置及方法，该方法应用于薄膜高温击穿性能测试装置，方法包括：将试验薄膜和铝箔固定于接地金属板上；在注油过程中，可以使试验薄膜不易产生褶皱。开启真空泵，将真空试验箱的压力降到100Pa以下；采用真空试验箱和真空泵，避免残留的空气对测试结果的影响。当绝缘油没过圆柱上电极时，关闭真空泵；将绝缘油加热至预设温度；并将圆柱上电极和固定下电极之间的电压升高至目标电压，可以利用上下电极之间的吸引力排除铝箔与薄膜、铝箔和接地金属板之间的空气，而保持预设时间的目标电压，能够充分排除上下电极之间的绝缘油。最大程度避免绝缘油和空气对测试结果的影响，提高薄膜高温击穿性能测试的准确性。

技术研发人员：姚成,刘刚,刘浩,汪鹏,胡上茂,王铠,廖民传,屈路,胡泰山,梅琪,高德民,魏琨选,陈龙
受保护的技术使用者：南方电网科学研究院有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4