电场作用下渗透性试验装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种电场作用下渗透性试验装置，包括:试件固定底座，试件固定底座用于支撑试件；盛放筒，盛放筒用于盛放渗透液，盛放筒的下端与试件固定底座相连和/或压紧支撑在试件固定底座上的试件以封闭盛放筒的下开口；筒盖，筒盖用于封盖盛放筒的上端；第一电极，第一电极位于试件的上方；第二电极，第二电极位于试件的下方；高压电源，高压电源与第一电极和第二电极相连以便通过第一电极和第二电极向试件施加电场。本发明能够有效地解决已有液体渗透试验过程中无法同时施加电场作用并满足称重法的问题，具有设计巧妙、操作简单等优点。
【专利说明】电场作用下渗透性试验装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于高电压绝缘【技术领域】，具体涉及一种电场作用下渗透性试验装置。
【背景技术】
[0002]我国的能源资源主要分布在中西部地区，而负荷中心主要分布在东南沿海地区，因此大容量远距离的特高压交、直流输变电技术是解决我国能源中心与负荷中心不一致的关键技术。
[0003]复合绝缘子作为架空输电线路的重要组成部分，在电气方面，复合绝缘子要承受长期工作电压的作用以及暂态的操作过电压和雷电过电压的作用；在机械方面，复合绝缘子要承受导线自重的长期机械载荷以及大风、覆冰等天气条件下的其他载荷。除此之外，复合绝缘子还必须有较好的耐气候和耐老化性能，保证复合绝缘子在各种严酷的天气条件下都能稳定可靠的运行，复合绝缘子性能的好坏直接关系到电力系统的安全稳定运行。
[0004]复合绝缘子的断裂事故对电力系统的危害极大，在复合绝缘子断裂研究中，液体介质接触到复合绝缘子芯棒是发生断裂的必要条件。因此，液体介质透过硅橡胶护套接触到芯棒的过程是复合绝缘子研究领域所关注的一个关键问题。目前已经有一些学者针对液体在硅橡胶材料中渗透过程进行研究，主要使用了称重法和光学观察法研究了液体介质在硅橡胶材料中的渗透特性。
[0005]在渗透研究领域，常用的称重法是将待测试样完全浸泡在特定液体中，按特定时间间隔用高精度电子天平测量待测试样的质量变化，依此为特征量研究渗透过程。但是，用称重法研究时无法施加电场的因素，只能获得无电场条件下液体的渗透特性。
[0006]光学观察法是指使用具有染色性能的液体，将试样完全浸泡\或半边浸泡在液体中，按特定时间间隔取出待测试样，解剖试样并观察染色液体的渗透深度，以此作为特征量研究渗透过程。但是使用光学观察法研究时，虽然可以施加电场的作用，但只能使用带有染色性质的液体，无法获得水、盐溶液等无色液体在硅橡胶材料中的渗透特性，并且光学观察法所需的试验样品较多，程序复杂。
【发明内容】
[0007]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0008]为此，本发明的目的在于提出一种电场作用下渗透性试验装置。
[0009]为了实现上述目的，根据本发明一个实施例的电场作用下渗透性试验装置，包括:试件固定底座，所述试件固定底座用于支撑试件；盛放筒，所述盛放筒用于盛放渗透液，所述盛放筒的下端与所述试件固定底座相连和/或压紧支撑在所述试件固定底座上的所述试件以封闭所述盛放筒的下开口 ；筒盖，所述筒盖用于封盖所述盛放筒的上端；第一电极，所述第一电极位于所述试件的上方；第二电极，所述第二电极位于所述试件的下方；以及高压电源，所述高压电源与所述第一电极和第二电极相连以便通过所述第一电极和第二电极向所述试件施加电场。[0010]根据本发明实施例的电场作用下渗透性试验装置，能够有效地解决已有液体渗透试验过程中无法同时施加电场作用并满足称重法的问题，具有设计巧妙、操作简单等优点。
[0011]另外，根据本发明实施例的电场作用下渗透性试验装置还具有如下附加技术特征:
[0012]在本发明的一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极为平面电极。
[0013]在本发明的一个实施例中，还包括:第一电极对心及固定装置，所述第一电极安装在所述第一电极对心及固定装置上；第二电极对心及固定装置，所述第二电极安装在所述第二电极对心及固定装置上，其中所述第一电极和第二电极通过所述第一电极对心及固定装置和第二电极对心及固定装置中心对齐。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述第二电极与支撑在所述试件固定底座上的试件接触。
[0015]在本发明的一个实施例中，所述试件固定底座具有沿上下方向贯通的通孔，所述通孔的内壁上具有用于支撑所述试件的环形凸台，所述盛放筒的下端配合在所述通孔内。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述盛放筒的下端螺纹配合在所述通孔内且压紧所述试件。
[0017]在本发明的一个实施例中，所述第二电极与所述试件固定底座之间具有空气间隙。
[0018]在本发明的一个实施例中，所述第一电极对心及固定装置安装在所述筒盖上。
[0019]在本发明的一个实施例中，所述盛放筒的材料为机玻璃。
[0020]在本发明的一个实施例中，所述第一电极和第二电极为钛电极。
[0021]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0023]图1是本发明第一实施例的电场作用下渗透性试验装置的示意图；
[0024]图2是本发明第二实施例的电场作用下渗透性试验装置的示意图；
[0025]图3是本发明实施例的电场作用下渗透性试验装置的进行渗透试验过程中的示意图；
[0026]图4是本发明实施例的电场作用下渗透性试验装置的渗透试验结束后取试样时的示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0028]根据本发明一个方面的实施例的电场作用下渗透性试验装置，如图1所示，可以包括:试件固定底座1，盛放筒2，筒盖3，第一电极4，第二电极5和高压电源6。其中:试件固定底座I用于支撑试件。盛放筒2用于盛放渗透液。盛放筒2的下端与试件固定底座I相连和/或压紧支撑在试件固定底座I上的试件以封闭盛放筒2的下开口。筒盖3用于封盖盛放筒2的上端。第一电极4位于试件的上方。第二电极5位于试件的下方。高压电源6与第一电极4和第二电极5相连以便通过第一电极4和第二电极5向试件施加电场。
[0029]根据本发明实施例的电场作用下渗透性试验装置，能够有效地解决已有液体渗透试验过程中无法同时施加电场作用并满足称重法的问题，具有设计巧妙、操作简单等优点。
[0030]在本发明的一个实施例中，第一电极4和第二电极5为平面电极。平面电极有利于形成空间更大、分布更均匀的电场。通常地采用圆形平板电极。
[0031]在本发明的一个实施例中，如图2所示，还可以包括:第一电极对心及固定装置7，第一电极4安装在第一电极对心及固定装置7上；第二电极对心及固定装置8，第二电极5安装在第二电极对心及固定装置8上，其中第一电极4和第二电极5通过第一电极对心及固定装置7和第二电极对心及固定装置8中心对齐。第一电极4和第二电极5中心对齐后能产生分布更加均匀的电场。
[0032]在本发明的一个实施例中，第二电极5与支撑在试件固定底座I上的试件接触。第二电极5与试件直接接触，有利于大多数电场线都穿经试件，电场集中地作用在试件处。
[0033]在本发明的一个实施例中，试件固定底座I具有沿上下方向贯通的通孔，通孔的内壁上具有用于支撑试件的环形凸台，盛放筒2的下端配合在通孔内。这样设计可以有效地将试件定位同时将使试件固定底座I和盛放筒2限定出一个盛放腔。
[0034]在本发明的一个实施例中，盛放筒2的下端螺纹配合在通孔内且压紧试件。螺纹配合能够较好地实现将试件压紧到试件固定底座I上。
[0035]在本发明的一个实施例中，第二电极5与试件固定底座I之间具有空气间隙。这样可以防止在试验过程中由于电场强度过高而可能发生的沿待测试样表面的沿面击穿。
[0036]在本发明的一个实施例中，第一电极对心及固定装置7安装在筒盖3上。需要说明的是，第一电极对心及固定装置7与筒盖3之间还可以设置聚四氟乙烯密封垫圈以保证密封性良好。
[0037]在本发明的一个实施例中，盛放筒2的材料为机玻璃。有机玻璃透明可视，便于监控筒内情况，特别是观察部分带颜色的渗透液在电场作用下在试件中的渗透性时特别方便。
[0038]在本发明的一个实施例中，第一电极4和第二电极5为钛电极。钛电极具有耐腐蚀，稳定可靠的优点。
[0039]为使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合图3和图4描述本发明一个实施例的电场作用下渗透性试验装置的工作过程。
[0040]首先，将尺寸匹配的橡胶试件放置在试件固定底座I的通孔内壁的环形凸台上。将盛放筒2的下端与试件固定底座I通过螺纹相连且压在橡胶试件的边缘以固定该橡胶试件。此时盛放筒2与橡胶试件形成了盛放腔，注入适量渗透液(以将来能够浸没第一电极为准)。
[0041]其次，将第一电极4通过第一电极固定及对心装置7固定在筒盖3上，并通过聚四氟乙烯密封垫圈进行紧密接触，以满足密封的要求。然后将筒盖3安装在盛放筒2的上开□。[0042]再次，将第二电极5通过第二电极固定及对心装置8定位并固定安装，使得第二电极5的上表面与橡胶试件的下表面相接触。通过预留的空气间隙保证第二电极5与试件固定底座I不接触，有效的避免了在高强电场下的沿试样下表面的沿面击穿。
[0043]最后,将第一电极4和第二电极5与高压电源6相连。
[0044]安装完毕的电场作用下渗透性试验装置的进行渗透试验过程中如图3所示。
[0045]当渗透试验进行一段时间后需要将橡胶试件取出称重，取试样时参考图4，具体步骤如下:
[0046]首先，断开高压电源，然后将装置主体整体倒置。此时渗透液不再与橡胶试件接触，而是容纳于盛放筒2与筒盖3构成的盛放腔内。
[0047]其次，将试件固定底座I与盛放筒2间的螺纹旋转扭开，即可将橡胶试件取出进行称重。
[0048]称重结束后，如果仍需要进行渗透性试验，继续重复上述步骤即可。
[0049]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0050]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0051]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0052]在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0053]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。
[0054]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，包括: 试件固定底座，所述试件固定底座用于支撑试件； 盛放筒，所述盛放筒用于盛放渗透液，所述盛放筒的下端与所述试件固定底座相连和/或压紧支撑在所述试件固定底座上的所述试件以封闭所述盛放筒的下开口； 筒盖，所述筒盖用于封盖所述盛放筒的上端； 第一电极，所述第一电极位于所述试件的上方； 第二电极，所述第二电极位于所述试件的下方；以及 高压电源，所述高压电源与所述第一电极和第二电极相连以便通过所述第一电极和第二电极向所述试件施加电场。
2.根据权利要求1所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极为平面电极。
3.根据权利要求1所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，还包括: 第一电极对心及固定装置，所述第一电极安装在所述第一电极对心及固定装置上； 第二电极对心及固定装置，所述第二电极安装在所述第二电极对心及固定装置上，其中所述第一电极和第二电极通过所述第一电极对心及固定装置和第二电极对心及固定装置中心对齐。
4.根据权利要求1所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述第二电极与支撑在所述试件固定底座上的试件接触。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述试件固定底座具有沿上下方向贯通的通孔，所述通孔的内壁上具有用于支撑所述试件的环形凸台，所述盛放筒的下端配合在所述通孔内。
6.根据权利要求5所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述盛放筒的下端螺纹配合在所述通孔内且压紧所述试件。
7.根据权利要求6所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述第二电极与所述试件固定底座之间具有空气间隙。
8.根据权利要求1所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述第一电极对心及固定装置安装在所述筒盖上。
9.根据权利要求1所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述盛放筒的材料为机玻璃。
10.根据权利要求1所述的电场作用下渗透性试验装置，其特征在于，所述第一电极和第二电极为钛电极。
【文档编号】G01N13/04GK103674786SQ201310685270
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】高岩峰, 王家福, 梁曦东, 刘瑛岩, 包维宁 申请人:清华大学