[发明专利]电缆绝缘层空间电荷检测的模拟电极装置

说明书

一种电缆绝缘层空间电荷检测的模拟电极装置，其特征在于，包括：测试探头机构、接地机构以及设置于其间的目标电缆等效绝缘层试样，其中：目标电缆等效绝缘层试样的两侧均设有屏蔽层；测试探头机构包括：导杆以及设置于其两端的均压球和电极，其中：导杆外部依次设有四氟乙烯柱和内部填充环氧树脂的金属腔体。本发明能够在目标电缆正式生产前，根据电缆的结构尺寸、绝缘材料选型，模拟目标电缆在运行工况下的空间电荷分布信息。

技术领域

本发明涉及的是一种输电材料领域的技术，具体是一种适用于同轴结构电缆绝缘层空间电荷检测的模拟电极装置。

背景技术

为解决柔性直流输电电缆绝缘层在运行工况下的空间电荷积累，基于不同电荷检测原理的空间电荷检测技术和装置得到了广泛的发展，其中以电声脉冲的应用最为普遍。现有柔性直流输电电缆绝缘层的空间电荷检测主要分两大类，一类是直流电缆绝缘层的绝缘切片检测，即通过绝缘切片机提取电缆绝缘层不同位置的绝缘切片，然后用平板电极结构装置进行空间电荷检测，以获得不同绝缘层材料中的空间电荷分布信息；另一类是直流电缆的直接检测，即采用同轴结构装置对电缆绝缘层进行空间电荷直接检测。两类检测方法中，第二类检测最接近于实际电缆结构，但对于直流电缆的设计和开发而言，此类检测存在两方面的局限性：首先是需要工厂根据经验提前设计并制造出目标电缆样品，其次是电缆空间电荷的现场检测中由于电缆绝缘层较厚，对检测设备和场地的要求较高。

上述两大局限性导致对实际同轴结构电缆的空间电荷检测成本费用较大，检测周期较长，无法在直流电缆正式生产前为目标电缆的设计和开发提供空间电荷方面的信息。因此需要对现有检测技术进行改进，以便为实际直流电缆的研制提供检测技术支持。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种电缆绝缘层空间电荷检测的模拟电极装置，能够在目标电缆正式生产前，根据电缆的结构尺寸、绝缘材料选型，模拟目标电缆在运行工况下的空间电荷分布信息。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：测试探头机构、接地机构以及设置于其间的目标电缆等效绝缘层试样，其中：目标电缆等效绝缘层试样的两侧均设有屏蔽层。

所述的测试探头机构包括：导杆以及设置于其两端的均压球和电极，其中：导杆外部依次设有四氟乙烯柱和内部填充环氧树脂的金属腔体。

所述的电极为可调式高压金属电极，其主体为扇形柱状体结构，主体上端通过螺纹结构与导杆连接，其扇形面的圆心角与目标电缆等效绝缘层试样圆心角保持一致，该电极下表面被内屏蔽层紧密包裹并与试样内表面接触，向试样表面施加所需高压。

所述的环氧树脂的顶部和底部分别设有金属板和四氟乙烯环，环氧树脂的外部设有金属腔体。

所述的接地机构包括：接地板和位于其底部用于检测到电缆绝缘层中产生的声信号的压电传感器，通过压电传感器将声信号转换为电信号并输出至信号采集控制系统进行记录和分析处理，显示空间电荷测量结果。

所述的导杆上设有用于隔离直流电压的高压电容。

本发明涉及上述装置的电声脉冲检测方法，包括以下步骤：

步骤1，组装测试探头机构：在导杆外设置四氟乙烯绝缘套柱，金属腔体内填充环氧树脂，将测试探头机构整体的上端和下端分别与金属上盖板和绝缘下盖板相连，将导杆下端有内螺纹结构与可调式高压金属电极上端凸起的外螺纹结构匹配安装并嵌设于下盖板的中部，形成整体可移动的上电极；

步骤2，制备目标电缆等效绝缘试样并放置在可调式高压金属电极下，在金属电极下表面设置屏蔽层包裹，将试样下表面与屏蔽层紧密贴合后放置在接地板上；

步骤3，将双数数量的金属螺杆穿过放置于测试探头机构上的金属盖板两侧竖孔并通过螺母固定测试探头机构与接地板；通过螺母可调节上、下电极之间的距离，以适应不同规格的目标电缆等效绝缘试样；