[发明专利]高压直流GIL绝缘子表面电荷测量平台及测量方法

说明书

本申请公开了一种高压直流GIL绝缘子表面电荷测量平台及测量方法，其中，测量平台包括：横向滑台；纵向滑台；径向滑台；第一步进电机控制旋转轴一端的静电探头绕旋转轴的自身轴旋转；第二步进电机，用于调整静电探头的旋转角度，控制静电探头与被测绝缘子表面垂直；控制件，用于控制横向滑台移动使得静电探头移动至绝缘子表面，并控制纵向滑台和径向滑台使得静电探头绕管道中心轴线进行圆周运动和控制第一步进电机带动旋转轴绕自身轴旋转的同时，控制第二步进电机调整静电探头的旋转角度，使得静电探头与被测绝缘子表面垂直，以通过静电探头旋转来测量绝缘子表面电荷。可实现整个绝缘子表面电荷的测量，且有效性和准确性较高。

技术领域

本申请涉及绝缘子表面电荷测量技术领域，特别涉及一种高压直流GIL绝缘子表面电荷测量平台及测量方法。

背景技术

环氧树脂具有优越的电气与机械性能，被广泛应用于气体绝缘输电管道(GasInsulated Line，GIL)。其中，环氧树脂绝缘子具有支撑运行导体与电气绝缘的作用，是GIL的重要组成部分。为了提高绝缘子的绝缘强度，通过环氧树脂中掺杂纳米粒子，如：Al₂O₃、TiO₂、C60等，从而提高材料体积电阻率。纳米掺杂改性后的绝缘子可满足交流GIL的绝缘需求，但由于表面电荷积聚，绝缘子仍然是直流GIL绝缘中最为薄弱的环节。这主要是因为，高电阻率的环氧树脂绝缘子表面电荷消散极其缓慢。表面电荷积聚会畸变原有电场，降低闪络电压。因此，有必要建立绝缘子表面电荷测量平台，深入研究电荷的积聚途径与消散机制。

为了实现GIL绝缘子表面电荷的测量，圆台型绝缘子率先被采用。通过控制器、驱动器以及步进电机调整绝缘子的高度与旋转角度，结合静电探头的水平位置，实现绝缘子表面电荷的测量。另一方面，绝缘子表面电荷分布不可避免地受绝缘子几何形状的影响。因此，缩比型的盆式绝缘子逐渐被采用。被测绝缘子安装于由绝缘材料制作的法兰盘内，法兰盘内置回转轨道，以提高被测绝缘子在回转轨道上转动的稳定性。此外，采用齿轮轴实时调整导电杆的位置，以避免绝缘子母线端部屏蔽电极对表面电荷测量系统的影响。叶三排等人采用旋转调节机构建立了盆式绝缘子表面电荷测量系统。该系统主要由轴向、径向和旋转调节机构组成，可调整静电探头的轴向位置、径向角度以及旋转角度，从而实现整个绝缘子表面电荷的测量。此外，该系统设计了可伸展的折叠杆，以保护静电探头的安全。

盆式绝缘子表面电荷测量系统的组成材料为铝合金，容易畸变试验管道内部原有的电场分布，甚至触发局部放电。然而，局部放电是表面电荷积聚的主要来源，从而降低了试验的有效性。因此，该系统存在极大的安全隐患，试验有效性低。此外，测量过程中，静电探头存在绕圆周方向的旋转，但缺乏必要的自转。因此，无法保证静电探头始终与绝缘子表面垂直，测量的准确性较低。

发明内容

本申请提供一种高压直流GIL绝缘子表面电荷测量平台及测量方法，可实现整个绝缘子表面电荷的测量，且有效性和准确性较高。

本申请第一方面实施例提供一种高压直流GIL绝缘子表面电荷测量平台，包括：

横向滑台，所述横向滑台控制用于探测表面电荷的静电探头的水平位置；

纵向滑台，所述纵向滑台与所述横向滑台相连，控制所述静电探头的竖直位置；

径向滑台，所述径向滑台与所述纵向滑台相连，控制所述静电探头的径向位置；

第一步进电机，所述第一步进电机一端与所述径向滑台相连，另一端与旋转轴一端相连，以控制所述旋转轴另一端的所述静电探头绕所述旋转轴的自身轴旋转；

第二步进电机，所述第二步进电机与所述静电探头相连，以调整所述静电探头的旋转角度，控制所述静电探头与被测绝缘子表面垂直；