一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置

1.一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：包括安装框架、非金属螺杆(8)、非金属弹簧(7)、两个样品支架(5)、两个光学狭缝结构(10)，以及设置在安装框架上的两个平面电极(3)和两个光纤支架(9)；
所述平面电极(3)的放电端设置在待测样品(4)的上方，并与待测样品(4)相接触，两个平面电极(3)的放电端相对设置，其轮廓为弧形，两个平面电极(3)远离放电端的位置分别与外部的高压源或地电位相连接；
两个所述样品支架(5)对应设置在安装框架上，样品支架(5)包括底板和与底板垂直设置的侧板，底板开设有螺纹孔一，螺纹孔一内安装有样品紧固螺杆(6)，用于调节位于底板上待测样品(4)的高度，使待测样品(4)与平面电极(3)的放电端接触；
所述非金属螺杆(8)穿过安装框架上的通孔(19)与样品支架(5)的侧板固定连接；所述非金属弹簧(7)套设在非金属螺杆(8)上，且位于样品支架(5)与安装框架之间；
两个所述光学狭缝结构(10)分别安装在两个光纤支架(9)上，光学狭缝结构(10)的狭缝与平面电极(3)的放电端中心位置相对，光学狭缝结构(10)的狭缝延伸方向垂直于平面电极(3)的电场方向，光学狭缝结构(10)通过光纤将观察到的光学信息传输至外部设备。
2.根据权利要求1所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：
所述安装框架包括两个电极安装杆(1)和两个光纤安装杆(2)，两个所述电极安装杆(1)互相平行，两个所述光纤安装杆(2)互相平行，依次首尾相接围成一个矩形框架；
两个所述电极安装杆上均设置有通孔(19)和电极安装孔(17)；
两个所述平面电极(3)通过电极安装孔(17)分别连接在两个电极安装杆(1)上，两个所述光纤支架(9)安装在光纤安装杆(2)上。
3.根据权利要求2所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：
所述平面电极(3)包括横向部分和纵向部分，纵向部分上设置接线孔(31)，接线孔(31)下方设置安装螺孔，非金属螺栓二(18)通过安装螺孔将纵向部分连接在所述电极安装孔(17)上，横向部分与纵向部分垂直连接，横向部分的端部为放电端。
4.根据权利要求3所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：
所述电极安装杆(1)上设置横向贯穿的凹槽，所述凹槽位于平面电极(3)的横向部分下方，使横向部分与电极安装杆(1)之间留有间隙。
5.根据权利要求2‑4任一所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：所述光学狭缝结构(10)的狭缝宽度为0.4‑0.6mm；
所述两个平面电极(3)的放电端间距为85‑130mm。
6.根据权利要求5所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：
所述电极安装杆(1)的两端部设置第一台阶，第一台阶上设置纵向螺纹孔三(15)，光纤安装杆(2)的两端部设置第二台阶，第二台阶上设置纵向的螺纹孔二(14)，第一台阶与第二台阶相互配合，螺纹孔二(14)与螺纹孔三(15)通过非金属螺栓一(12)连接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：
两个光纤安装杆(2)的一端设置多个等距离的所述螺纹孔二(14)，用于调节电极安装杆(1)的设置位置；
所述光纤安装杆(2)上还设置多个光纤支架(9)的位置调节孔(13)，位置调节孔(13)的间距与所述螺纹孔二(14)的间距相同，使同一端的电极安装杆(1)与光纤支架(9)的位置可同时调节。
8.根据权利要求7所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：
所述光纤支架(9)包括连接在光纤安装杆(2)上的第一支架和与第一支架垂直连接的第二支架；
所述光学狭缝结构(10)通过光学狭缝座(16)安装在第二支架的端部，光学狭缝结构(10)位于光学狭缝座(16)的底部，光学狭缝座(16)的顶部开设有圆柱形螺纹凹槽，圆柱形螺纹凹槽上连接光纤接头(11)。
9.根据权利要求8所述的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特征在于：
所述安装框架、样品支架(5)、样品紧固螺杆(6)、非金属螺杆(8)、光纤支架(9)、光学狭缝结构(10)、光学狭缝座(16)、光纤接头(11)、非金属螺栓一(12)、非金属螺栓二(18)均为尼龙材质；
所述非金属弹簧(7)采用橡胶或聚氨酯材料。

一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及电力绝缘材料检测实验装置，具体涉及一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置。\n背景技术\n[0002] 分析表明，沿面闪络现象是制约各种高压设备绝缘系统发展的关键问题，国内外学者往往通过进行样品缩比实验对沿面闪络现象进行研究，获得样品闪络电压阈值。沿面闪络实验是将金属电极间隔一定距离放置在实验样品上，将电极分别连接高压源与地电位，使实验样品表面形成较高电场，金属电极常使用平面电极结构。金属电极和实验样品间如果存在气隙，由于介电常数影响，会在气隙处形成高场强，诱使闪络过早发生，无法得到样品本身的闪络电压，为避免气隙的产生，通常通过螺钉等紧固结构将电极与样品或样品支架固定，在实验中，样品的更换非常频繁，这种紧固结构在更换样品时需要将电极和试样都取出，工序较为繁琐，导致实验过程耗时耗力。在快脉冲条件下当样品沿面距离较长时，闪络很可能不沿电极间的预设路径发展，而是沿电极固定结构上的其他路径发生，致使闪络实验无法继续，因此，必须保证两电极间固定结构的沿面距离要远远大于两电极间实验样品距离，才能确保闪络发生在预设路径。快脉冲下闪络发光时间在微秒甚至纳秒级，两电极端距离较近时，高低电压端的光强会互相干扰，造成实验结果误差。\n实用新型内容\n[0003] 本实用新型针对现有装置中更换样品过程繁琐、沿面放电路径不确定及两电极放电发光互相干扰的问题，提供一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置。\n[0004] 为解决上述问题，本实用新型提供的技术解决方案如下：\n[0005] 一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，其特殊之处在于：包括安装框架、非金属螺杆、非金属弹簧、两个样品支架、两个光学狭缝结构以及设置在安装框架上的两个平面电极、两个光纤支架；所述两个平面电极的放电端相对设置，其轮廓为弧形，两个平面电极远离放电端的位置分别与外部的高压源或地电位相连接；两个所述样品支架对应设置在安装框架上，样品支架包括底板和与底板垂直设置的侧板，底板开设有螺纹孔一，螺纹孔一内安装有样品紧固螺杆，用于调节位于底板上待测样品的高度，使待测样品与平面电极的放电端接触；所述非金属螺杆穿过安装框架上的通孔与样品支架的侧板固定连接；所述非金属弹簧套设在非金属螺杆上，且位于样品支架与安装框架之间；两个所述光学狭缝结构分别安装在两个光纤支架上，光学狭缝结构的狭缝与平面电极的放电端中心位置相对，光学狭缝结构的狭缝延伸方向垂直于平面电极的电场方向，光学狭缝结构通过光纤将观察到的光学信息传输至外部设备。\n[0006] 进一步地，所述安装框架包括两个电极安装杆和两个光纤安装杆，两个所述电极安装杆互相平行，两个所述光纤安装杆互相平行，依次首尾相接围成一个矩形框架；\n[0007] 两个所述电极安装杆上均设置有通孔和电极安装孔；\n[0008] 两个所述平面电极通过电极安装孔分别连接在两个电极安装杆上，两个所述光纤支架安装在光纤安装杆上。\n[0009] 进一步地，所述平面电极包括横向部分和纵向部分，纵向部分上设置接线孔，接线孔下方设置安装螺孔，非金属螺栓二通过安装螺孔将纵向部分连接在所述电极安装孔上，横向部分与纵向部分垂直连接，横向部分的端部设置放电端。\n[0010] 进一步地，所述电极安装杆上设置横向贯穿的凹槽，所述凹槽位于平面电极的横向部分下方，使横向部分与电极安装杆之间留有间隙。\n[0011] 进一步地，所述光学狭缝结构的狭缝宽度为0.4‑0.6mm；\n[0012] 所述两个平面电极的放电端间距在85‑130mm之间。\n[0013] 电极间沿面放电距离明显小于其他沿安装框架的放电距离，光学狭缝结构有利于避免高低电压端光强互相干扰，取得较好观察效果。\n[0014] 进一步地，所述电极安装杆的两端部设置第一台阶，第一台阶上设置纵向螺纹孔三，光纤安装杆的两端部设置第二台阶，第二台阶上设置纵向的螺纹孔二，第一台阶与第二台阶相互配合，螺纹孔二与螺纹孔三通过非金属螺栓一连接。\n[0015] 进一步地，两个光纤安装杆的一端设置多个等距离的螺纹孔二，用于调节电极安装杆的设置位置；\n[0016] 所述光纤安装杆上还设置多个光纤支架的位置调节孔，位置调节孔间距与所述螺纹孔二的间距相同，使同一端的电极安装杆与光纤支架的位置可同时调节。采用此结构可始终保持光学狭缝结构的狭缝与平面电极的放电端中心位置相对。\n[0017] 进一步地，所述光纤支架包括连接在光纤安装杆上的第一支架和与第一支架垂直连接的第二支架；\n[0018] 所述光学狭缝结构通过光学狭缝座安装在第二支架的端部，光学狭缝结构位于光学狭缝座的底部，光学狭缝座的顶部开设有圆柱形螺纹凹槽，圆柱形螺纹凹槽上连接光纤接头，通过光纤接头连接光纤。\n[0019] 进一步地，所述安装框架、样品支架、样品紧固螺杆、非金属螺杆、光纤支架、光学狭缝结构、光学狭缝座、光纤接头、非金属螺栓一、非金属螺栓二均为尼龙材质；\n[0020] 所述非金属弹簧采用橡胶或聚氨酯材料。\n[0021] 本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：\n[0022] 1.该实用新型的样品支架通过底板设置的紧固螺杆调节使待测样品表面紧贴平面电极，待测样品置于相对的两个样品支架的侧板之间，位于样品支架侧板与安装框架之间套设在非金属螺杆上的非金属弹簧产生的弹力使待测样品固定，更换样品时只需调整紧固螺杆、拉动弹簧即可，无需拆卸固定电极，操作方便简单。\n[0023] 2.该实用新型中平面电极只在和电极安装杆的侧面连接处与安装框架相接触，电极间沿待测样品的闪络放电通路长度远小于沿安装框架的闪络放电通路长度，且沿样品表面的闪络发生路径为已知可确定的，有效保证了沿面闪络发生在预设路径。\n[0024] 3.该实用新型设置光学狭缝结构与光纤相配合，实现对高低压电极间放电的光学诊断，设置的光学狭缝结构正对电极放电端，有效避免高低压电极间放电光谱与光强相互干扰。\n[0025] 4.该实用新型在光纤安装杆的一端设置多个螺纹孔与光纤支架调节孔，可根据待测样品长度灵活调整电极间距，样品支架设置的样品紧固螺杆可根据样品厚度进行调整，因此整体结构对实验样品尺寸有较大冗余量，可对多种尺寸实验样品进行实验。\n附图说明\n[0026] 图1为本实用新型实施例的结构示意图；\n[0027] 图2为图1的A‑A向剖视结构示意图(图中左侧的非金属弹簧未示出)；\n[0028] 图3为本实用新型实施例中电极安装杆的结构示意图；\n[0029] 图4为本实用新型实施例中光学狭缝结构的结构示意图；\n[0030] 附图标记说明：\n[0031] 1‑电极安装杆，2‑光纤安装杆，3‑平面电极，31‑接线孔，4‑待测样品，5‑样品支架，\n6‑样品紧固螺杆，7‑非金属弹簧，8‑非金属螺杆，9‑光纤支架，10‑光学狭缝结构，11‑光纤接头，12‑非金属螺栓一，13‑位置调节孔，14‑螺纹孔二，15‑螺纹孔三，16‑光学狭缝座，17‑电极安装孔，18‑非金属螺栓二，19‑通孔。\n具体实施方式\n[0032] 以下结合附图和具体实施例对本实用新型的内容作进一步的详细描述：\n[0033] 本实用新型的一种适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，如图1至图4所示，包括安装框架、非金属螺杆8、非金属弹簧7、两个样品支架5、两个光学狭缝结构10以及设置在安装框架上的两个平面电极3和两个光纤支架9；所述安装框架包括两个电极安装杆1和两个光纤安装杆2，两个所述电极安装杆1互相平行，两个所述光纤安装杆2互相平行，依次首尾相接围成一个矩形框架；电极安装杆1的两端部设置第一台阶，第一台阶上设置纵向螺纹孔三15，光纤安装杆2的两端部设置第二台阶，第二台阶上设置纵向的螺纹孔二14，第一台阶与第二台阶相互配合，螺纹孔二14与螺纹孔三15通过非金属螺栓一12连接；所述平面电极3包括横向部分和纵向部分，纵向部分上设置接线孔31，接线孔31分别与外部的高压源或地电位相连接，接线孔31下方设置安装螺孔，电极安装杆1上设置电极安装孔17，非金属螺栓二18通过安装螺孔将纵向部分连接在电极安装孔17上，横向部分与纵向部分垂直连接，横向部分远离纵向部分的一端设置放电端，放电端在待测样品4的上方并与待测样品4相接触，两个放电端相对设置且其轮廓为弧形，两个放电端的间距在85‑130mm之间；所述电极安装杆1上设置横向贯穿的凹槽，所述凹槽位于平面电极3的横向部分下方，使横向部分与电极安装杆1留有间隙。\n[0034] 两个所述样品支架5对应设置，样品支架5包括底板和与底板垂直设置的侧板，底板开设有螺纹孔一，螺纹孔一内安装有样品紧固螺杆6，用于调节位于底板上待测样品4的高度，使待测样品4与平面电极3的放电端接触；所述非金属螺杆8穿过安装框架上的通孔19与样品支架5的侧板固定连接，所述非金属弹簧7套设在非金属螺杆8上，且位于样品支架5与安装框架之间。\n[0035] 所述光纤支架9包括连接在光纤安装杆2上的第一支架和与第一支架垂直连接的第二支架，两个光纤支架9的第二支架的端部分别安装一个光学狭缝座16，光学狭缝结构10位于光学狭缝座16的底部，光学狭缝结构10的狭缝宽度为0.4‑0.6mm，狭缝与平面电极3的放电端中心位置相对且狭缝延伸方向垂直于平面电极3的电场方向；光学狭缝座16的顶部开设有圆柱形螺纹凹槽，圆柱形螺纹凹槽上连接光纤接头11，光纤接头上连接光纤将光学观察信息传输至外部设备。\n[0036] 两个光纤安装杆2的一端设置多个等距离的螺纹孔二14，用于调节电极安装杆1的设置位置；所述光纤安装杆2上还设置多个光纤支架9的位置调节孔13，位置调节孔13的间距与所述螺纹孔二14的间距相同，使同一端的电极安装杆1与光纤支架9的位置可同时调节。\n[0037] 所述安装框架、样品支架5、样品紧固螺杆6、非金属螺杆8、光纤支架9、光学狭缝结构10、光学狭缝座16、光纤接头11、非金属螺栓一12、非金属螺栓二18均为尼龙材质，非金属弹簧7采用橡胶或聚氨酯材料。\n[0038] 具体而言：\n[0039] 如图1所示的适用于快脉冲下沿面闪络研究的实验装置，安装框架由两个平行的电极安装杆1与两个平行的光纤安装杆2连接组成，右侧的电极安装杆1安装在光纤安装杆2的端部两个螺纹孔二14上，平面电极3通过非金属螺栓二18连接固定在电极安装杆1设置的电极安装孔17上，电极安装杆1的结构图如图3所示，在电极安装杆1的中部设置横向贯穿凹槽，凹槽位于电极安装孔17上方，使得平面电极3仅在连接处与电极安装杆1相接，平面电极\n3的放电端根据电场强度做成一定曲率的弧形结构；同一侧的光纤安装杆2上连接两个光纤支架9的第一支架，第一支架的上端垂直连接第二支架，第二支架远离第一支架的下方连接光学狭缝座16，光学狭缝座16的结构如图4所示，光学狭缝座16的下方设置光学狭缝结构\n10，光学狭缝结构10的狭缝宽度为0.4‑0.6mm，光学狭缝座16的顶部设置螺纹孔连接光纤接头11，光学狭缝结构10的狭缝下方正对平面电极3的放电端中心；两个样品支架5对应设置在安装框架内侧，包括底板与侧板，侧板外侧设置有套在非金属螺杆8上的非金属弹簧7；在两个样品支架5的侧板之间放置待测样品4，非金属弹簧7对样品支架5的侧板产生的力，使待测样品4被固定在样品支架5之间，如图2所示，样品支架5底板设置的螺纹孔一上安装了样品紧固螺杆6，通过旋转调整样品紧固螺杆6使待测样品4的上表面紧贴平面电极3的横向平面；更换待测样品4时，只要将下方的样品紧固螺杆6向下旋转，然后拉动一侧的弹簧即可将待测样品4取下，之后依照上述方法重新固定新的样品即可。\n[0040] 以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。