[发明专利]一种用于液体环境高压试验的电极加热装置

说明书

一种用于液体环境高压试验的电极加热装置，由加热电极(1)、高压球电极(2)、电极支架(3)、高压侧均压球(4)、接地侧均压球(5)、高压连接杆(6)，高压引线(7)，接地引线(8)及直流稳压电源(9)构成。加热电极(1)通过正极引线(10)和负极引线(11)连接至直流稳压电源(9)，通过改变直流稳压电源(9)输出功率，改变加热电极(1)的发热功率，以此模拟电力系统发生短路故障情况下短路电流的热效应。测量高压球电极(2)与加热电极(1)之间的击穿电压，对击穿电压数据进行相关数学处理，可以作为高压电力设备短路故障时绝缘距离设计的理论依据，对完善液体击穿理论提供试验基础。

技术领域

本发明涉及一种在液体环境下进行高压试验的电极加热装置。

背景技术

由于液体具有击穿场强高、自行恢复性好等特点，所以液体在许多高压电力设备中作为绝缘介质使用。但是由于液体介质本身复杂的物理化学性质，在高电压下液体的击穿模型与击穿机理尚不成熟。目前关于液体击穿理论较为主流的为液体绝缘的气泡击穿理论，液体中由于发热等种种原因产生气泡后，气体电离并堆积成“气体小桥”而使液体介质发生击穿。

工作在液体环境中的高压电力设备在电力系统发生短路故障的情况下，短路电流急剧增大，由于短路电流的热效应在高压电力设备表面产生大量热量，热量传递给液体后，使液体沸腾从而产生气泡，产生的气泡对原有的绝缘结构会产生较大影响，大大降低液体的绝缘强度，主要原因是气体本身绝缘击穿强度较低，而气泡中的电场强度较高，所以容易发生电离和极化，发生局部放电现象。当气泡达到某一临界长度甚至贯穿整个电极间隙时，会发生击穿现象。所以设计绝缘时应当考虑这些影响因素。

目前，电极加热装置已应用于多个领域。2008年，美国专利US200812165053提出了一种用于微流体装置中的控温电极装置，通过改变脉宽调制(PWM)的占空比来调节施加到控温电极的功率。2017年，国外专利KR20160032762提出了一种用于电锅炉的控温电极，用以加热水，并且由电弧放电产生的离子水可以起到美容皮肤的效果。2016年，中国专利CN201620742359.0公开了一种射频控温热凝器使用的体表手术电极，该体表手术电极在使用上不需要CT指导，不需要无菌环境。2017年，中国专利CN201711024963.5公开了一种电极温度可控的热化学电池试验台及其方法，为热电化学电池在多种温度条件下的输出特性测试提供了解决方案。由于用于液体环境中进行高压试验的控温电极装置需要良好的高电压绝缘措施，还需考虑边缘效应与表面粗糙度带来的局部电场强度过高所带来的绝缘问题，并且在液体环境与高电压作用下，设备应具有相应的可靠性与稳定性，所以上述加热电极装置均无法用于液体环境中进行的高压试验。

发明内容

本发明的目的是针对现有的电极加热装置不适用于高压试验的缺点，提出一种用于液体环境高压试验的电极加热装置。本发明通过改变直流稳压电源的输出功率控制加热管或加热带的发热功率，从而改变加热电极的发热功率，以此模拟电力系统发生短路故障情况下短路电流的热效应。测量高压球电极与加热电极之间的击穿电压，对击穿电压数据进行相关数学处理，可以作为高压电力设备绝缘距离设计的理论依据，对完善液体击穿理论提供试验基础。

本发明采用以下技术方案：

所述的电极加热装置由加热电极、高压球电极、电极支架、高压侧均压球、接地侧均压球、高压连接杆，高压引线，接地引线，以及直流稳压电源构成。加热电极上开有多个加热管孔，每个加热管孔中插入一根加热管。每根加热管的一端引出正极引线和负极引线。分别插入多个加热管孔中的多个加热管并联，并联后的加热管的正极引线并联后接入直流稳压电源的正极引线输出端口，负极引线并联后接入直流稳压电源的负极引线输出端口。