[实用新型]一种脉冲电压加速老化实验电磁作用力产生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电工绝缘薄膜脉冲电应力绝缘加速老化寿命试验中电磁作用力的一种产生装置。

背景技术

电工绝缘薄膜是一种重要的电工基础材料，它的性能与电气寿命直接影响电气装备的寿命和运行安全。电工绝缘薄膜的寿命主要受电应力、热应力、电磁机械作用力的影响。为了快速获得电工绝缘薄膜的电寿命信息，需要模拟电气装备运行过程电工绝缘薄膜承受的应力环境，在不改变绝缘失效机理的前提下，通过适当增加电工绝缘薄膜承受的应力值来加速电工绝缘薄膜的老化过程，通过与参照电工绝缘薄膜试样的对比确认被试电工绝缘薄膜寿命性能的优劣和改进程度，或利用寿命模型估计电工绝缘薄膜在正常使用应力环境下的寿命信息。当前电机的速度控制和新能源发电的励磁控制等广泛使用脉冲宽度调制

(PWM)技术，这些应用领域中电工绝缘薄膜承受的是持续的高频脉冲电压和相应的电磁机械作用力。脉冲电压的幅值及脉冲边沿电压变化率、脉冲频率、温度、电磁机械作用力是影响绝缘薄膜老化速度的主要应力。当前使用的脉冲电应力绝缘薄膜加速老化实验装置只包含脉冲电压的幅值和频率、温度三个应力因子，主要用于研究脉冲电压幅值、脉冲频率、温度这些应力因子对绝缘寿命的影响，还没有考虑电磁机械作用力产生的机械应力对绝缘老化速度的影响，以这些研究为基础建立的绝缘寿命模型也没有考虑电磁作用力的影响。

脉冲电压应用环境下，脉冲电压的幅值和脉冲边沿电压变化率、脉冲频率等电应力，以及热应力和电磁作用产生的机械应力是影响绝缘寿命的主要应力。当前的电工绝缘薄膜脉冲电压加速老化寿命试验方法是将电工绝缘薄膜试样放置于上下电极之间，在上下电极上施加脉冲电压获得加速老化所需要的脉冲电应力，将试样及上下电极置于可控温度的均匀温度场中获得所需要的热应力，尚不包含电磁作用力这个应力因子。

发明内容

本发明的目的是为电工绝缘薄膜脉冲电压加速老化寿命试验提供一种大小和频率可调的电磁作用力产生方法，从而构建能更完整模拟电气设备真实应力环境的电工绝缘薄膜脉冲电压绝缘加速老化寿命试验装置。

本发明是这样实现的：电工绝缘薄膜脉冲电压加速老化实验电磁作用力产生装置，包括高压脉冲电源、柔性高压线、上电极、下电极和励磁电源；上电极是圆柱形软磁材料制成的导体，具有一个经研磨的导电平面，电磁吸盘下电极包括分割成N-S磁极的导电软磁体和励磁线圈，下电极具有一个经研磨的导电平面，励磁线圈与下电极软磁体之间的绝缘电压不低于AC20kV；下电极水平放置导电平面向上，上电极的导电平面向下放置在下电极上方。

利用上述装置进行实验的步骤为：

一、电工绝缘薄膜试样放置在上下电极导电平面之间，由上电极的自重和上下电极间的电磁作用力将绝缘薄膜试样上压紧在下电极平面上；励磁电源给下电极的励磁线圈通入脉冲励磁电流i_f(t)将产生脉冲性电磁作用力F_C＝f(i_f)，位于上下电极之间的电工绝缘薄膜试样受到电磁机械作用力F是上电极自重产生的作用力F₀和电磁作用力F_C的合力F＝F₀+F_C＝F₀+f(i_f)，由于F0<<F_C＝f(i_f)，F＝f(i_f)，通过调整励磁电源输出的励磁电流的幅值I_f,和周期T_f，就能产生大小在0.1kg～50kg和周期在0.05mS～100ms调节的电磁机械应力，选择的最大作用力不得造成绝缘薄膜试样的直接机械损伤。

二、高压脉冲电源的P_U输出端和P_D输出端分别连接到上电极和下电极上为绝缘薄膜试样提供脉冲电压幅值U_P和脉冲周期T_P能调节的脉冲电压以获得脉冲电应力加速老化所需要的脉冲电应力；将绝缘薄膜试样连同上下电极一起放置在温度能控制的均匀温度场中，获得实验所需要的热应力。

本发明除电应力和温度应力外再添加电磁作用力这个应力因子，将能更完整地反映电气设备运行过程中绝缘承受的应力环境，更准确和全面地研究脉冲电应力环境下绝缘老化规律。

附图说明

图1为本发明的试验方法原理图。