一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置的制作方法

本发明属于电气工程领域，特别涉及一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置。

背景技术：

1、开关柜作为电网的重要组成部分，其承担着重要的供电任务。然而，开关柜的可靠性和稳定性问题却日益凸显，直接影响着电网的安全运行和电力系统的供电质量。特别是固体绝缘件，主要采用环氧树脂材料，随着使用时间的增加，受到电应力、热应力、潮湿凝露、冷热循环等因素的耦合作用，会逐渐发生老化，导致绝缘性能下降，从而经常发生沿面爬电、异常发热和击穿断裂等故障，给电力系统的安全稳定运行带来了严重威胁。

2、为了评估绝缘材料的耐久性和稳定性，研究人员通常使用老化实验装置来模拟绝缘材料在工作条件下的老化过程。然而，传统的老化实验装置存在局限性，往往只能模拟其中一种或两种因素的影响。例如，传统的湿热老化实验装置只能模拟湿度和温度对绝缘材料的影响，而没有同时考虑电场的作用。因此，迫切需要一种能够将电场、湿度和温度三个因素有机结合在一起的老化实验装置，以更真实地模拟绝缘材料在复杂环境中的老化过程。

3、另外，开关柜绝缘件表面绝缘性能的下降是导致开关柜绝缘故障频发的主要原因之一。因此，有必要重点考察绝缘件在高温、高湿和高场强下表面绝缘性能的劣化过程。传统的电老化试验虽然能够研究电场对材料内部的损伤，但却无法准确反映绝缘材料表面绝缘劣化的情况。因此，需要开发一种可以进行材料表面电场老化的电极装置，以开展相关研究。

4、综上所述，为了评估复杂环境条件下绝缘材料的性能变化和老化特性，以及为评估绝缘材料性能和研究老化机理提供更可靠的实验数据支撑，有必要提出一种用于绝缘材料电湿热联合老化的实验装置。这样的装置将能够更真实地模拟实际工作环境中的影响因素，为电力系统的安全稳定运行提供更有效的保障。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，本发明能够更真实地模拟实际工作环境下影响绝缘材料绝缘性能的因素，以获取用于评估绝缘材料性能和研究老化机理所需的实验数据，进而为电力系统的安全稳定运行提供更有效的保障。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，包括电源、温湿度控制箱体和老化电极装置，老化电极装置设置于温湿度控制箱体内，所述老化电极装置包括绝缘底板、电极和绝缘材料试样，电极安装于绝缘底板的一侧表面，绝缘材料试样设置于绝缘底板与电极之间，电极与绝缘材料试样的表面相接触；所述电极包括相互平行的高压电极和接地电极，高压电极与电源连接，接地电极接地设置。

4、优选的，高压电极和接地电极均包括半圆柱段，半圆柱段的两端设置为1/4球体部，1/4球体部所在圆球的直径与半圆柱段所在圆柱的直径相同，半圆柱段的侧面与1/4球体部上的球面部分相切，高压电极和接地电极的半圆柱段的平面一侧与绝缘材料试样的表面相接触。

5、优选的，半圆柱段的直径为9-11mm。

6、优选的，高压电极和接地电极的两端均延伸至绝缘材料试样的边缘的外部，高压电极和接地电极的两端通过延伸至绝缘材料试样边缘的外部的部分与绝缘底板连接。

7、优选的，高压电极和接地电极的两端通过延伸至绝缘材料试样边缘的外部的部分与绝缘底板之间设有绝缘垫片，所述绝缘垫片的厚度与绝缘材料试样的厚度相同。

8、优选的，高压电极和接地电极的两端与绝缘底板之间通过螺钉连接，所述绝缘底板上开设有与所述螺钉配合连接的螺纹孔。

9、优选的，高压电极和接地电极的两端与绝缘底板之间通过螺钉、螺母连接，绝缘底板上开设有供螺钉穿过的通孔，所述螺钉和螺母配合连接。

10、优选的，所述绝缘底板供螺钉穿过的通孔设为长孔，高压电极以及接地电极两端对应的所述长孔平行。

11、优选的，所述绝缘材料试样的形状为圆形。

12、优选的，高压电极和接地电极的长度大于绝缘材料试样的直径，高压电极和接地电极关于绝缘材料试样的中心对称布置。

13、本发明具体有如下有益效果：

14、本发明用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置的老化电极装置中，电极安装于绝缘底板的一侧表面，绝缘材料试样设置于绝缘底板与电极之间，电极与绝缘材料试样的表面相接触，因此相较于现有技术中采用的普通指型电极，本发明可以通过电极在绝缘材料试样表面施加匀强切向电场，在高压电极和接地电极之间区域的表面电场分布较为均匀，因此可以研究绝缘材料表面绝缘劣化的情况，同时，本发明老化电极装置设置于温湿度控制箱体内，而温湿度控制箱体能够提供实验所需的温度、湿度等模拟环境，因此通过本发明能够更真实地模拟实际工作环境下影响绝缘材料绝缘性能的因素，以获取用于评估绝缘材料性能和研究老化机理所需的实验数据，进而为电力系统的安全稳定运行提供更有效的保障。

技术特征：

1.一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，包括电源、温湿度控制箱体(4)和老化电极装置(5)，老化电极装置(5)设置于温湿度控制箱体(4)内，所述老化电极装置(5)包括绝缘底板(7)、电极和绝缘材料试样(10)，电极安装于绝缘底板(7)的一侧表面，绝缘材料试样(10)设置于绝缘底板(7)与电极之间，电极与绝缘材料试样(10)的表面相接触；所述电极包括相互平行的高压电极(8)和接地电极(9)，高压电极(8)与电源连接，接地电极(9)接地设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，高压电极(8)和接地电极(9)均包括半圆柱段，半圆柱段的两端设置为1/4球体部，1/4球体部所在圆球的直径与半圆柱段所在圆柱的直径相同，半圆柱段的侧面与1/4球体部上的球面部分相切，高压电极(8)和接地电极(9)的半圆柱段的平面一侧与绝缘材料试样(10)的表面相接触。

3.根据权利要求2所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，半圆柱段的直径为9-11mm。

4.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，高压电极(8)和接地电极(9)的两端均延伸至绝缘材料试样(10)的边缘的外部，高压电极(8)和接地电极(9)的两端通过延伸至绝缘材料试样(10)边缘的外部的部分与绝缘底板(7)连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，高压电极(8)和接地电极(9)的两端通过延伸至绝缘材料试样(10)边缘的外部的部分与绝缘底板(7)之间设有绝缘垫片，所述绝缘垫片的厚度与绝缘材料试样(10)的厚度相同。

6.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，高压电极(8)和接地电极(9)的两端与绝缘底板(7)之间通过螺钉连接，所述绝缘底板(7)上开设有与所述螺钉配合连接的螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，高压电极(8)和接地电极(9)的两端与绝缘底板(7)之间通过螺钉、螺母连接，绝缘底板(7)上开设有供螺钉穿过的通孔，所述螺钉和螺母配合连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，所述绝缘底板(7)供螺钉穿过的通孔设为长孔，高压电极(8)以及接地电极(9)两端对应的所述长孔平行。

9.根据权利要求1所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，所述绝缘材料试样(10)的形状为圆形。

10.根据权利要求9所述的一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，其特征在于，高压电极(8)和接地电极(9)的长度大于绝缘材料试样(10)的直径，高压电极(8)和接地电极(9)关于绝缘材料试样(10)的中心对称布置。

技术总结本发明属于电气工程领域，公开了一种用于绝缘材料的电湿热联合老化实验装置，包括电源、温湿度控制箱体和老化电极装置，老化电极装置设置于温湿度控制箱体内，所述老化电极装置包括绝缘底板、电极和绝缘材料试样，电极安装于绝缘底板的一侧表面，绝缘材料试样设置于绝缘底板与电极之间，电极与绝缘材料试样的表面相接触；所述电极包括相互平行的高压电极和接地电极，高压电极与电源连接，接地电极接地设置。本发明能够更真实地模拟实际工作环境下影响绝缘材料绝缘性能的因素，以获取用于评估绝缘材料性能和研究老化机理所需的实验数据，进而为电力系统的安全稳定运行提供更有效的保障。技术研发人员：曹培,周谷亮,高凯,徐鹏,丁敏,张嵩,黄雄健,崔浩杰,李家豪,王青于,彭宗仁受保护的技术使用者：国网上海市电力公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14