一种可升温的聚合物中电树枝化实时观测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及用于不同温度下聚合物及其复合物中电树枝化现象实时观测装置，属于聚合物绝缘检测领域。
【背景技术】
[0002]近年来，超高压和特高压输电技术在远距离输电领域表现出了明显的优势和应用前景，与此同时对绝缘材料的性能提出了更高的要求。在高压电力设备如电缆中，随着电压等级和容量的不断提高，电树枝老化成为导致绝缘材料失效的重要原因。
[0003]电树枝化是聚合物绝缘材料中一种由于电场的作用导致的局部击穿现象，由于局部击穿通道呈现类似树枝状而得名，它的存在将导致绝缘材料劣化甚至失效，是一种严重威胁高压电器设备，开关器件和绝缘套管等运行安全的电老化现象。聚合物绝缘材料中电树枝老化现象的研究历史已经有40多年，随着研究的不断深入，人们不仅关注电树枝化现象的发展特征，而且更加关注电树枝化的形成原因和发展动力。目前常用的电树枝化观测装置主要是采用数字摄像采集系统，记录室温条件下电树枝动态发展过程的生长特征图像和数据，用以探讨聚合物绝缘中电树枝化现象的发展特征与材料聚集态结构的关系。
[0004]聚合物绝缘材料的工作温度往往高于室温很多，温度的改变会影响聚合物中大分子链段的运动，进而影响其耐电树枝化特性。聚合物绝缘中电树枝化现象的发展，不仅有电场的推动作用，热场的作用也会影响其发展特征。因此，在聚合物绝缘材料的工作温度下进行实验，能够更好的反应聚合物材料的耐电树枝化性能，为理论研究和工程应用提供依据。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对目前聚合物中电树枝化现象的实验装置不足之处，提供一种具有升温、控温功能的电树枝化实验实时观测装置。本装置具有模拟聚合物绝缘材料在工作过程中的热场和电场等绝缘老化的应力条件，以达到更真实的绝缘材料的耐电树枝老化性能。一定温度条件下电树枝实验过程中的实时监测和图像采集与分析，可以为探究聚合物及其复合物绝缘中电树枝化发展机理提供实验数据。
[0006]本实用新型所述是一种具有升温和控温功能的聚合物中电树枝化实时观测装置，包括实验变压器，调压器，电树枝引发电极，地电极，实验舱，加温装置，温度传感器，温控器，保温装置，面光源，长焦放大镜头，数字显微摄像机，XYZ直线导轨，计算机等。
[0007]实验舱采用耐油、耐高温、高透明度的材料制成，包括矩形实验舱和用于保温和固定电树枝引发电极和温度传感器的带孔上盖。实验舱底部固定有接地板电极，实验舱内注入耐高温、高透明绝缘油。实验试样针尖一端与电树枝引发电极相连，板电极一端与地电极相连，实验试样整体位于实验舱的绝缘油内。
[0008]加热装置置于实验舱的外部，在实验舱的底部和前后两侧实现均匀加热。温度传感器采用高导热、耐温、耐油材质封装，位于距离实验试样5mm到50mm处的实验舱绝缘油中。温度传感器误差小于ο.0re，作为温控仪的输入端实现实验温度的实时采集与反馈。反馈式精密温控器可以实时显示实验试样的实验温度和设定温度，具有加温和保温功能，控温范围为室温至250°C，可以实现室温至180°C的电树枝化实验条件。
[0009]保温装置采用耐高温的保温材料，位于实验舱外的左右两侧，两侧保温材料的相对位置含有观测孔用于实验试样电树枝图像的实时采集。保温装置减少实验舱内的温度散失，显著降低光源与镜头的工作环境温度。在观测孔与面光源之间、透光孔与长焦放大镜头之间设有风冷装置，但实验温度高于100°c时，启动风冷装置以确保面光源和长焦放大镜头的安全工作温度。
[0010]面光源和连接数字显微摄像机的长焦放大镜头位于实验舱外保温装置两侧，与保温装置观测孔和聚合物实验试样位于同一轴线位置。面光源提供的近红外平行光具有较大的穿透性，改善镜头的过度曝光现象。长焦放大镜头的工作距离为65mm至300mm，可以满足高压高温实验的工作环境，且具有I到50倍放大倍数，0.23 μ m到7.9 μ m观测景深和0.96 μ m分辨率，可以实现电树枝图像的清晰采集。近红外平行光透过保温装置观测孔、实验舱、绝缘油和实验试样进入长焦放大镜头，长焦放大镜头收集的光信号通过数字显微摄像机被计算机实时显示和采集，实现对聚合物中电树枝的发展情况的实时监测。对于固定放大倍数的电树枝图像，可以同时记录电树枝的长度，宽度数据，输出的电树枝图像含有标准比例尺、实验时间，便于对聚合物及其复合物中的电树枝化现象进一步分析。
[0011 ] 本实用新型装置具有以下的技术效果
[0012]实现了在室温到180°C范围内实验温度精确控制，模拟不同温度等级和运行环境下聚合物及其复合物绝缘材料的工作温度，实现对聚合物绝缘材料在高温工作状态中电树枝化特性研究。
[0013]长焦放大镜头配合数字摄像机及计算机，实现不同温度下聚合物及其复合物材料中电树枝化图像的实时采集，采集的图像分辨率较高且含有电树枝的长度、宽度等基础分析数据。
[0014]实验装置具有较大灵活性，可以根据不同的实验实验控制实验温度，加热装置及保温装置易拆卸和安装，方便替换绝缘油和实验装置进行改进。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型所述可升温的聚合物中电树枝化实时观测装置结构示意图；
[0016]图2是本实用新型所述的具有加温和保温功能的实验舱意图；
[0017]图中:1实验变压器，2调压器，3电树枝引发电极，4实验舱上盖，5实验试样，6反馈式精密温控器，7温度传感器，8面光源，9风冷装置，10实验舱，11地电极，12耐温绝缘油，13长焦放大镜头，14数字显微摄像机，15XYZ直线导轨，16计算机，17保温装置，18观测孔，19加温装置。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型实施方案进行进一步说明。
[0019]【具体实施方式】一:本实施方式所述一种具有升温功能的聚合物及其复合物绝缘材料中电树枝化现象的实时观测装置，包括:实验变压器(1)，调压器(2)，电树枝引发电极
(3)，实验舱上盖(4)，实验试样(5)，反馈式精密温控器(6)，温度传感器(7)，面光源(8)，风冷装置(9)，实验舱(10)，地电极(11)，耐温绝缘油(12)，长焦放大镜头(13)，数字显微摄像机(14)，XYZ直线导轨(15)，计算机(16)，保温装置(17)，观测孔(18)，加温装置(19);实验舱(10)顶端带有可移动的实验舱上盖(4)，实验舱底部固定有接地板电极(9);实验试样
(5)针尖一端与电树枝引发电极(3)相连，板电极一端与地电极(9)相连；加热装置(20)置于实验舱的外部，在实验舱的底部和前后两侧实现均匀加热；温度传感器(7)位于实验试样(5) —定距离的绝缘油中，作为反馈式精密反馈式精密温控器(6)的输入端；含有观测孔(18)的保温装置位于实验舱(10)外的左右两侧。面光源(8)，长焦放大镜(11)