[发明专利]一种复合介质界面正交电场测量的电极系统

说明书

【技术领域】

本发明属于高压电缆接头界面电气性能测试领域，涉及一种特定持续压力作用下，复合介质界面基本电气性能的测量，具体是一种复合介质界面正交电场测量的电极系统。

【背景技术】

实际电力输送过程中，电缆接头被用来连接两根不同的电缆以保证电力远距离输送，目前最常见的高压电缆中间接头为预制式和冷缩式，在使用时，电缆中间接头保持一定的界面压力套接在电缆绝缘外部，形成接头与电缆复合介质界面，而研究表明，接头与电缆复合介质界面为绝缘薄弱环节，其电气特性的研究对高压输电尤其是直流高压输电具有显著意义。如图1所示，为电缆接头切面1/4结构及其加压时内部电位线分布；由图1可知，电缆接头复合介质界面电场为正交电场，而现有试验基本都是在施加垂直界面的体电场下进行的。同时，界面间存在一定的界面压力，这使复合介质界面的电气性能研究变得困难。

【发明内容】

本发明的目的在于解决上现有技术中的问题，提供了一种实现模拟电缆附件运行下的复合介质界面正交电场测量的电极系统，该系统不仅保证了加压情况下复合介质性能测量，同时还实现了复合界面电场下界面电气特性的测量，可运用于正交场下复合介质界面局部放电特性、界面电导特性和界面空间电荷特性的研究。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种复合介质界面正交电场测量的电极系统，包括正交电场施加电极和复合介质界面压力控制系统；正交电场施加电极包括复合介质体电场施加电极以及设置于复合介质体电场施加电极的正负电极之间的界面电场施加电极；界面电场施加电极的正电极与正交电场施加电极的正电极相接处，界面电场施加电极的负电极与正交电场施加电极的负电极相接处；复合介质体电场施加电极的正电极与外部高压源输出端相连，复合介质体电场施加电极的负电极接地；复合介质界面压力控制系统设置于正交电场施加电极上方，包括压力施加部分和压力测量系统，压力测量系统检测压力施加部分所施加的压力，并将压力转换为电信号传递至仪表显示。

本发明进一步的改进在于：

复合介质体电场施加电极包括铝合金屏蔽外壳、设置于铝合金屏蔽外壳内的铝圆柱正电极以及设置于铝合金屏蔽外壳下方的铝板负电极；铝圆柱正电极通过电缆与外部高压源输出端相连，电缆由预留在铝合金屏蔽外壳的小孔穿出；铝圆柱正电极和电缆靠环氧树脂浇注并固定在铝合金屏蔽外壳内部；铝圆柱正电极和铝板负电极通过界面电场施加电极相连。

界面电场施加电极包括位于复合介质界面的上部介质和下部介质，上部介质和下部介质相互错开；上部介质和下部介质的一端双面分别贴附铝箔正电极和铝箔负电极，铝箔正电极和铝箔负电极的一端分别与铝圆柱正电极和铝板负电极接触，另一端分别贴在复合介质界面。

压力施加部分包括螺杆、旋转螺帽、压力定位小球和压力施加平板；压力施加平板设置于铝合金屏蔽外壳的上方，螺杆穿过压力施加平板下端固定在铝板负电极上；压力施加平板下方的螺杆上套接有用来平衡压力施加平板的弹簧；旋转螺帽安装在压力施加平板上方的螺杆上，通过旋转螺帽施加压力；压力施加平板的下方设置传递板，旋转螺帽施加的压力通过压力定位小球垂直作用于传递板上，并最终传递到压力测量系统。

压力测量系统包括弹性圆柱体、应变片和放大电路；弹性圆柱体设置于铝合金屏蔽外壳的上方凹槽中，若干应变片交错贴在弹性圆柱体的侧面，利用应变片测量弹性圆柱体受压后沿轴向和圆周方向的应变，通过全桥电路将应变片电阻变化转换为电信号后通过放大电路传递至仪表显示。

应变片包括沿弹性圆柱体圆周方向分布的两个横向应变片和沿轴向分布的两个纵向应变片，横向应变片和纵向应变片在圆周表面呈对称分布。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过压力控制装置，旋转螺杆上的旋转螺帽调节施加在介质上的压力，实现了不同压力(压强)下，复合绝缘介质各项电气性能的研究。通过本发明可以模拟电缆接头与电缆的复合介质实际运行情况下电气性能测量。本发明通过在界面贴加铝箔电极，并使高压极铝箔一端与高压铝圆柱正电极接触，一端放置在绝缘复合界面压好，接地极铝箔一端与接地电极接触，一端放置在绝缘复合界面压好，这样就可以给绝缘复合界面提供正交电场，达到对实际电缆接头与电缆复合绝缘界面实际电气特性的模拟。

【附图说明】

图1为现有技术中电缆接头切面1/4结构及其加压时内部电位线分布示意图；

图2为本发明的整体结构示意图；

图3为本发明界面电场施加电极的示意图；