本實用新型涉及高電壓與絕緣的技術領域，特別涉及一種模擬介質局部放電的電極模型。

背景技術：

局部放電是指在絕緣介質的內部或表面由于存在電氣弱點或缺陷，導致電場分布不均勻、局部電場集中而引起的放電。雖然局部放電能量較小，短時存在并不影響電氣設備的絕緣強度，但在長期運行條件下，放電的累積效應會使絕緣的性能逐漸劣化以及缺陷擴大，最終導致絕緣擊穿，影響電力設備正常運行。

由于原材料質量、制造工藝和運行環(huán)境影響，使電力電容器內部不可避免的存在缺陷，而且電場分布具有不均勻性，因此，對其局部放電的特性和檢測技術進行研究具有重大意義。在產(chǎn)品出廠、交接、檢修等各環(huán)節(jié)的實驗中，局部放電實驗結果是一項重要的指標。

研究局部放電需要典型的缺陷模型，以便模擬電力電容器內部產(chǎn)生局部放電，同時需要模型能夠模擬多種缺陷，現(xiàn)有的模型不能滿足實驗要求。

技術實現(xiàn)要素：

為解決電極模型不能模擬多種缺陷的技術問題，本實用新型提出一種模擬介質局部放電的電極模型，可以提供多種實驗條件，研究不同的放電特性。

本實用新型提出一種模擬介質局部放電的電極模型，所述模擬介質局部放電的電極模型包括：

絕緣箱體，其具有密封空腔，所述密封空腔內盛裝液態(tài)介質或氣態(tài)介質；

豎直設置的高壓導電桿，其穿設且密封連接在所述絕緣箱體的頂壁上，所述高壓導電桿能沿其軸向上下移動，所述高壓導電桿的下端伸入所述密封空腔內；

高壓電極，能拆卸地連接在所述高壓導電桿的下端；

固定于所述絕緣箱體內的平板地電極，其垂直于所述高壓導電桿的軸線，所述平板地電極位于所述高壓電極的下方，且與所述高壓電極相對且間隔設置；

厚度能調整的薄膜介質，其放置于所述平板地電極的上表面，所述高壓電極的下端與所述薄膜介質的上表面相接觸。

進一步地，所述模擬介質局部放電的電極模型還包括穿設且密封固定在所述絕緣箱體的頂壁上的調節(jié)筒，所述調節(jié)筒豎直設置，所述調節(jié)筒的內壁上設置內螺紋；

所述高壓導電桿穿設于所述調節(jié)筒內，且所述高壓導電桿的外壁上設置與所述調節(jié)筒的內螺紋相配合的外螺紋，所述高壓導電桿能在所述調節(jié)筒內的旋轉并帶動所述高壓電極同步上下移動。

作為一種可實施的方式，所述高壓電極為豎直設置的針尖電極，通過所述高壓導電桿帶動所述針尖電極的同步向下移動，所述針尖電極的下端能逐漸嵌入所述薄膜介質內。

作為另一種可實施的方式，所述高壓電極為平板電極，所述平板電極與所述平板地電極平行設置，通過所述高壓導電桿帶動所述平板電極的同步向下移動，所述平板電極的下表面與所述薄膜介質的上表面貼合。

進一步地，所述針尖電極的下端與所述平板地電極之間的間隔距離大于零，且小于或等于50毫米。

更進一步地，所述模擬介質局部放電的電極模型還包括連接在所述針尖電極與所述高壓導電桿的下端之間的夾持件；

所述夾持件呈圓柱狀，其上端面上設置第一圓柱，所述第一圓柱的外壁上設置外螺紋，所述高壓導電桿的下端面上開設第一凹槽，所述第一凹槽的內壁上設置與所述第一圓柱的外螺紋相配合的內螺紋；

所述夾持件的下端面上開設安裝槽，所述安裝槽用于容納所述針尖電極的上端，所述夾持件的側壁上開設與所述安裝槽連通的貫通孔，一壓緊件穿設于所述貫通孔內并能拆卸地連接在所述夾持件上，所述壓緊件的內端擠壓所述針尖電極并將所述針尖電極抵靠在所述安裝槽內。

進一步地，所述平板電極的上端面上設置第二圓柱，所述第二圓柱的外壁上設置外螺紋，所述高壓導電桿的下端面上開設第二凹槽，所述第二凹槽的內壁上設置與所述第二圓柱的外螺紋相配合的內螺紋。

進一步地，所述薄膜介質的內部設置氣隙。

進一步地，所述液態(tài)介質完全浸沒所述高壓電極。

更進一步地，所述夾持件的直徑與所述高壓導電桿的直徑相同，且所述夾持件與所述高壓導電桿同軸設置。

本實用新型相比于現(xiàn)有技術的有益效果在于：本實用新型的模擬介質局部放電的電極模型，設置了絕緣箱體，并在密封空腔內盛裝液態(tài)介質或氣態(tài)介質，為模擬實驗提供密封的放電環(huán)境，同時絕緣箱體起到絕緣支撐的作用。調整高壓電極與平板地電極之間的距離，以及改變薄膜介質的厚度，可以提供多種實驗條件，研究不同的放電特性。

另外，通過高壓導電桿的螺旋移動可精確調節(jié)高壓電極與平板地電極之間的距離，而且高壓導電桿與調節(jié)筒之間的螺紋連接使此距離可連續(xù)變化，從而電極模型能形成不同的、連續(xù)的參數(shù)變量。

通過更換電極類型(針尖電極或平板電極)可模擬不同的缺陷類型，高壓電極為針尖電極時，可改變針尖電極嵌入薄膜介質的深度，此時可使用不同規(guī)格、型號的針尖電極，進行放電特性的比對實驗；高壓電極為平板電極時，使用不同厚度的薄膜介質，此時在薄膜介質的內部還可設置氣隙，以模擬電力電容器的內部具有氣隙缺陷的局部放電，通過上述技術手段，本實用新型能形成不同的參數(shù)變量。

附圖說明

圖1為本實用新型的模擬介質局部放電的電極模型的實施例一的結構示意圖；

圖2為本實用新型的模擬介質局部放電的電極模型的實施例一的針尖電極與高壓導電桿連接關系的剖視示意圖；

圖3為本實用新型的模擬介質局部放電的電極模型的實施例二的局部放大示意圖。

附圖說明：

10-絕緣箱體；12-密封空腔；

20-高壓導電桿；22-調節(jié)筒；

32-針尖電極；33-夾持件；332-第一圓柱；334-安裝槽；34-壓緊件；

38-平板電極；

40-平板地電極；50-薄膜介質。

具體實施方式

以下結合附圖，對本實用新型上述的技術特征和優(yōu)點進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的部分實施例，而不是全部實施例。

請參閱圖1所示，本實用新型提出一種模擬介質局部放電的電極模型，模擬介質局部放電的電極模型包括絕緣箱體10、豎直設置的高壓導電桿20、高壓電極、固定于絕緣箱體10內的平板地電極40和厚度能調整的薄膜介質50。

絕緣箱體10具有密封空腔12，密封空腔12內盛裝液態(tài)介質或氣態(tài)介質。高壓導電桿20穿設且密封連接在絕緣箱體10的頂壁上，高壓導電桿20能沿其(高壓導電桿20)軸向上下移動，高壓導電桿20的下端伸入密封空腔12內。高壓電極能拆卸地連接在高壓導電桿20的下端；平板地電極40垂直于高壓導電桿20的軸線，平板地電極40位于高壓電極的下方，且與高壓電極相對且間隔設置。薄膜介質50放置于平板地電極40的上表面，高壓電極的下端與薄膜介質50的上表面相接觸。

也就是說，薄膜介質50位于高壓電極與平板地電極40之間的間隔中，通過高壓導電桿20帶動高壓電極的同步向下移動，使高壓電極的下端與薄膜介質50的上表面相接觸。

較優(yōu)地，高壓導電桿20的橫截面呈圓形，減少電場畸變，以防止干擾放電實驗。本實用新型的模擬介質局部放電的電極模型用于模擬電力電容器，電容器的高壓電容指的是大于或等于1千伏的電容。

較優(yōu)地，絕緣箱體10為六塊有機玻璃板組裝而成的長方體，相鄰的有機玻璃板通過聚四氟乙烯螺栓連接，相鄰的有機玻璃板之間的縫隙通過粘合劑密封。本實施例中，有機玻璃板的長度和寬度均為300毫米，其厚度為8毫米。絕緣箱體10為模擬實驗提供密封的放電環(huán)境，同時起到絕緣支撐的作用，如果密封空腔12內盛裝液態(tài)介質，液態(tài)介質為電容器浸漬劑或變壓器油；如果密封空腔12內盛裝氣態(tài)介質，氣態(tài)介質為空氣。在圖1所示的實施例一中，密封空腔12內采用電容器浸漬劑進行填充。

本實用新型的模擬介質局部放電的電極模型形成近似于電力電容器內部結構的環(huán)境，盛裝的液態(tài)介質或氣態(tài)介質，及薄膜介質50共同模擬真實的放電環(huán)境。調整高壓電極與平板地電極40之間的距離，設置不同厚度的薄膜介質50，使本實用新型的模擬介質局部放電的電極模型可以提供多種實驗條件，研究不同的放電特性。較優(yōu)地，薄膜介質50由鋁箔和聚丙烯膜交替層疊而成，改變鋁箔和聚丙烯膜的層數(shù)，即可調整薄膜介質50的厚度。

局部放電實驗開始時，在高壓導電桿20的上端施加實驗電壓，平板地電極40串聯(lián)一檢測阻抗后接地。施加的實驗電壓在高壓電極處形成高集中場強，引發(fā)局部放電。高壓導電桿20與一耦合電容并聯(lián)，使用相關標準規(guī)定的局部放電檢測回路對該電極局部放電信號進行采集和處理。

進一步地，模擬介質局部放電的電極模型還包括調節(jié)筒22，調節(jié)筒22穿設且固定在絕緣箱體10的頂壁上，調節(jié)筒22與絕緣箱體10之間為密封連接，調節(jié)筒22豎直設置，調節(jié)筒22的內壁上設置內螺紋。高壓導電桿20穿設于調節(jié)筒22內，且高壓導電桿20的外壁上設置與調節(jié)筒22的內螺紋相配合的外螺紋，高壓導電桿20能在調節(jié)筒22內的旋轉并帶動高壓電極同步上下移動。較優(yōu)地，調節(jié)筒22的內螺紋與高壓導電桿20的外螺紋之間也需要密封處理，保證密封空腔12的密封性，確保絕緣箱體10內進行放電實驗的準確性。

也就是說，調節(jié)筒22固定在絕緣箱體10上，高壓導電桿20與調節(jié)筒22之間通過螺紋連接，高壓導電桿20在調節(jié)筒22內旋轉并沿其軸向上下移動，通過高壓導電桿20的上下移動調整高壓電極與平板地電極40之間的距離，螺紋連接使高壓電極與平板地電極40之間的距離可連續(xù)變化，電極模型能形成不同的、連續(xù)的參數(shù)變量，從而可以提供多種實驗條件，研究不同的放電特性。

作為一種可實施的方式，請結合圖1和圖2所示，在實施例一中形成針-板結構的電極類型，高壓電極為豎直設置的針尖電極32，通過高壓導電桿20帶動針尖電極32的同步向下移動，針尖電極32的下端能逐漸嵌入薄膜介質50內。在高壓導電桿20的下端設置針尖電極32，針尖電極32可接觸并嵌入薄膜介質50內，可以模擬電力電容器內部金屬尖端缺陷形成的局部放電。

旋轉穿設在調節(jié)筒22內的高壓導電桿20，可調節(jié)針尖電極32與平板地電極40之間的距離，同時可改變針尖電極32嵌入薄膜介質50的深度，通過這些手段，可以形成多種模擬實驗條件。旋轉高壓導電桿20的同時，可以透過絕緣箱體10的有機玻璃板觀察針尖電極32嵌入薄膜介質50的深度，從而可精確調節(jié)針尖電極32與平板地電極40之間的距離。

較優(yōu)地，還可以在高壓導電桿20的外壁上設置刻度，實驗前通過測量得出用于實驗的薄膜介質50的厚度，旋轉高壓導電桿20的同時讀取刻度的變化，可精確調節(jié)針尖電極32與平板地電極40之間的距離，并改變針尖電極32嵌入薄膜介質50的深度。

作為另一種可實施的方式，請參閱圖3所示，在實施例二中，高壓電極為平板電極38，平板電極38與平板地電極40平行設置，通過高壓導電桿20帶動平板電極38的同步向下移動，平板電極38的下表面與薄膜介質50的上表面貼合。使用不同厚度的薄膜介質50，再通過高壓導電桿20的上下移動使高壓電極(即平板電極38)與薄膜介質50貼緊，電極模型能形成不同的參數(shù)變量，從而可以提供多種實驗條件，研究不同的放電特性。

進一步地，針尖電極32的下端與平板地電極40之間的間隔距離大于零，且小于或等于50毫米。使間隔距離大于零，在針尖電極32和平板地電極40之間留有一定厚度的介質，避免形成導通回路。

更進一步地，如圖2所示，模擬介質局部放電的電極模型還包括連接在針尖電極32與高壓導電桿20的下端之間的夾持件33。夾持件33呈圓柱狀，其上端面上設置第一圓柱332，第一圓柱332的外壁上設置外螺紋，高壓導電桿20的下端面上開設第一凹槽，第一凹槽的內壁上設置與第一圓柱332的外螺紋相配合的內螺紋。

夾持件33的下端面上開設安裝槽334，安裝槽334用于容納針尖電極32的上端，夾持件33的側壁上開設與安裝槽334連通的貫通孔，一壓緊件34穿設于貫通孔內并能拆卸地連接在夾持件33上，壓緊件34的內端擠壓針尖電極32并將針尖電極32抵靠在安裝槽334內。在實施例一中，第一圓柱332與夾持件33同軸設置。壓緊件34為一螺栓。

更進一步地，如圖2所示，夾持件33的直徑與高壓導電桿20的直徑相同，且夾持件33與高壓導電桿20同軸設置。避免了由于高壓導電桿20與夾持件33的直徑不同，在高壓導電桿20與夾持件33的連接處形成凸出的邊緣，引起電場畸變并干擾放電實驗。

如上所述，可通過更換電極類型(針尖電極32或平板電極38)以模擬不同的缺陷類型。較優(yōu)地，還可以使用不同規(guī)格、型號的針尖電極32(選用不同的直徑和曲率半徑)，將壓緊件34從貫通孔內拆卸，即可取出針尖電極32并更換其他規(guī)格、型號的針尖電極32，進行放電特性的比對實驗。

由于針尖電極32在模擬金屬尖端缺陷模型時，由于金屬尖端局部放電容易發(fā)展為擊穿，每次放電過程中針尖電極32的尖端都會有不同程度的燒蝕，導致曲率半徑改變，影響實驗一致性。為保證實驗的一致性，需要在每次實驗后，將壓緊件34從貫通孔內拆卸，即可取出針尖電極32并對其進行更換，操作人員能方便快捷地更換針尖電極32。

較優(yōu)地，在實施例一中，高壓導電桿20、調節(jié)筒22、針尖電極32、夾持件33、壓緊件34和平板地電極40均由不銹鋼制成，可選用耐燒蝕性能較好的不銹鋼。

在實施例一中，高壓導電桿20的直徑為8毫米，長度為250毫米。調節(jié)筒22的外徑為16毫米，內徑為8毫米，長度為150毫米。平板地電極40為直徑為75，厚度為10毫米的標準平板電極。調節(jié)筒22固定在絕緣箱體10的頂壁的中心，相應地，平板地電極40固定在絕緣箱體10的底壁的中心。夾持件33的直徑為8毫米，長度為20毫米。第一圓柱332的直徑為6毫米，長度為6毫米。

進一步地，如圖3所示，平板電極38的上端面上設置第二圓柱，第二圓柱的外壁上設置外螺紋，高壓導電桿20的下端面上開設第二凹槽，第二凹槽的內壁上設置與第二圓柱的外螺紋相配合的內螺紋。

較優(yōu)地，第二圓柱的長度小于或等于第二凹槽的深度，使第二圓柱全部伸入第二凹槽內，避免了在高壓導電桿20與平板電極38的連接處形成凹陷，凹陷會引起電場畸變并干擾放電實驗。第二圓柱設置在平板電極38的上端面的中心。

還可以在平板電極38的上端面上設置連接圓柱，將第二圓柱設置在連接圓柱的上端面，連接圓柱的直徑與高壓導電桿20的直徑相同，且第二圓柱、連接圓柱均與高壓導電桿20同軸設置。避免了由于連接圓柱與高壓導電桿20的直徑不同、或者第二圓柱與高壓導電桿20不同軸，在高壓導電桿20與連接圓柱的連接處形成凸出的邊緣，引起電場畸變并干擾放電實驗。

進一步地，如圖3所示，薄膜介質50的內部設置氣隙，可以模擬電力電容器的內部具有氣隙缺陷的局部放電?？梢愿鶕?jù)實驗需求設置氣隙的尺寸和數(shù)量。

進一步地，液態(tài)介質完全浸沒高壓電極。

較優(yōu)地，在高壓導電桿20的上端的邊緣位置、夾持件33的下端的邊緣位置、平板電極38的上表面和下表面的邊緣位置、及平板地電極40的上表面和下表面的邊緣位置分別設置倒角，減少電場畸變，以防止干擾放電實驗。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步的詳細說明，應當理解，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍。特別指出，對于本領域技術人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。