阅读说明：本技术 一种精确调节极间屏障的实验电极结构及其操作方法 (Experimental electrode structure for accurately adjusting interelectrode barrier and operation method thereof ) 是由 姚远航 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：一种精确调节极间屏障的实验电极结构及其操作方法,属于放电实验技术领域。本发明解决了现有的电极间绝缘屏障位置调节不便、调节精度低,导致研究电极间绝缘屏障放电实验操作复杂、测量准确度偏低的问题。上绝缘平板通过两个绝缘支柱平行固设在下绝缘平板的上方,屏障固定板套设在两个绝缘支柱上,且上下滑动设置在上绝缘平板与下绝缘平板之间,屏障固定板与每个绝缘支柱之间分别通过限位件限位；每个绝缘支柱上均设置有刻度；屏障固定板的中部竖直开设有通孔,上平板电极与下平板电极分别位于通孔的上下两侧且正对设置,且上平板电极与上绝缘平板固接,下平板电极与下绝缘平板固接。(An experimental electrode structure for accurately adjusting an interelectrode barrier and an operation method thereof belong to the technical field of discharge experiments. The invention solves the problems of complicated operation and low measurement accuracy of the discharge experiment for researching the inter-electrode insulation barrier caused by inconvenient position adjustment and low adjustment precision of the existing inter-electrode insulation barrier. The upper insulating flat plate is fixedly arranged above the lower insulating flat plate in parallel through two insulating support columns, the barrier fixing plate is sleeved on the two insulating support columns and is arranged between the upper insulating flat plate and the lower insulating flat plate in an up-and-down sliding mode, and the barrier fixing plate and each insulating support column are limited through limiting parts; scales are arranged on each insulating support; the middle part of the barrier fixing plate is vertically provided with a through hole, the upper flat plate electrode and the lower flat plate electrode are respectively positioned at the upper side and the lower side of the through hole and are arranged oppositely, the upper flat plate electrode is fixedly connected with the upper insulating flat plate, and the lower flat plate electrode is fixedly connected with the lower insulating flat plate.)

一种精确调节极间屏障的实验电极结构及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种精确调节极间屏障的实验电极结构及其操作方法，属于放电实验技术领域。

背景技术

在介质放电实验技术领域，绝缘介质的放电规律一直是众多学者研究的重点问题。绝缘介质的放电实验是研究放电机理的重要方法。在实验室内研究绝缘介质的放电机理时，大多采用针板电极或者平板电极结构，电极的类型以及电极之间填充的介质对间隙放电过程产生重要的影响。

在设计绝缘结构时，会有不同的绝缘方式，常常遇到电极覆盖类型的绝缘结构，如变压器的绕组间会放置一定尺寸的绝缘屏障(绝缘纸板)。因此，在放电规律的研究中，电极覆盖后介质的放电特性也是关注的重点问题。电极覆盖一般可以表示为在平行板电极间加入绝缘介质薄片，它可以有效地阻挡和控制电极间空间电荷的分布及运动，改善放电间隙电场分布，提高介质的击穿强度。在介质放电过程中，绝缘屏障主要起到限流，防止发生弧光放电的作用。

在探究绝缘介质对电极间隙放电的影响时，往往需要研究绝缘屏障在电极中的不同位置对间隙放电的影响规律。这就要求实验人员在进行实验时，必须制作专用的电极结构，该电极可以使绝缘屏障在电极间隙的不同位置自由移动。然而，目前实验室中所采用的电极结构无法精确地调节电极间屏障，一般需要手动调整后再测量距离，这种操作十分不方便且测量距离的准确度偏低，同时也给定量研究绝缘屏障的位置对间隙放电的影响规律带来麻烦。

发明内容

本发明是为了解决现有的电极间绝缘屏障位置调节不便、调节精度低，导致研究电极间绝缘屏障放电实验操作复杂、测量准确度偏低的问题，进而提供了一种精确调节极间屏障的实验电极结构及其操作方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种精确调节极间屏障的实验电极结构，它包括上绝缘平板、下绝缘平板、上平板电极、下平板电极、屏障固定板及两个绝缘支柱，其中上绝缘平板通过两个绝缘支柱平行固设在下绝缘平板的上方，屏障固定板套设在两个绝缘支柱上，且上下滑动设置在上绝缘平板与下绝缘平板之间，屏障固定板与每个绝缘支柱之间分别通过限位件限位；每个绝缘支柱上均设置有刻度；

屏障固定板的中部竖直开设有通孔，上平板电极与下平板电极分别位于通孔的上下两侧且正对设置，且上平板电极与上绝缘平板固接，下平板电极与下绝缘平板固接。

进一步地，所述屏障固定板上固设有两个固定夹片，且两个所述固定夹片相互平行设置在通孔的两侧。

进一步地，下绝缘平板的底部固设有两个绝缘支撑块，且两个所述绝缘支撑块与两个绝缘支柱一一对应设置。

进一步地，两个绝缘支柱的下部一一对应穿设在两个绝缘支撑块上。

进一步地，上平板电极包括第一圆板和垂直固接在第一圆板上端面的第一连接杆，第一圆板通过第一连接杆螺纹连接在上绝缘平板上且通过螺母固定，下平板电极包括第二圆板和垂直固接在第二圆板下端面的第二连接杆，第二圆板通过第二连接杆螺纹连接在下绝缘平板上且通过螺母固定。

进一步地，所述限位件为抱箍结构。

进一步地，所述通孔为矩形通孔。

一种采用上述实验电极结构精确调节极间屏障的操作方法，它包括如下步骤：

步骤一、实验前，将上平板电极与高压相连，下平板电极与低压相连，接通电源，启动调压器和试验变压器，以500V/S的速度均匀升高试验电压，直到将电极间隙击穿，记录此时的电压值，然后断开电源；

步骤二、将绝缘屏障放置在屏障固定板上，使其盖设在通孔上方，并将绝缘屏障的边缘固定；

步骤三、通过调整限位件将屏障固定板移动至初始位置，此时绝缘屏障与上平板电极无间隙接触；

步骤四、实验时，接通电源，启动调压器和试验变压器；

步骤五、以500V/S的速度均匀升高试验电压，当上平板电极与下平板电极间隙击穿时，伴随着电极间绝缘屏障的击穿，此时，暂停试验，断开电源，取下被击穿的绝缘屏障；

步骤六、将屏障固定板向下移动，在屏障固定板的上下活动范围内，选取若干不同高度位置，每次高度位置调整好后，在屏障固定板上按照步骤二的方式放置新的绝缘屏障，重复上述步骤四至步骤五继续试验，记录屏障固定板在不同高度位置时，绝缘屏障与上平板电极及下平板电极的相对位置；

步骤七、将屏障固定板移动至最终位置，此时绝缘屏障与下平板电极无间隙接触，重复步骤四至步骤五后，试验结束。

进一步地，步骤二中绝缘屏障的边缘通过两个固定夹片固定。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

本申请中通过限位件实现绝缘屏障在两平板电极之间的位置调节，配合刻度部分实现准确调整绝缘屏障的位置，与现有技术相比，绝缘屏障位置调节更方便，调节精度更高，有效提高实验准确度及实验效率，更有助于研究绝缘屏障的位置对间隙放电的影响规律。

附图说明

图1为本申请的主视示意图；

图2为本申请的俯视示意图；

图3为屏障固定板的俯视示意图；

图4为屏障固定板的主视示意图；

图5为限位件的俯视示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～5说明本实施方式，一种精确调节极间屏障的实验电极结构，它包括上绝缘平板1、下绝缘平板2、上平板电极3、下平板电极4、屏障固定板5及两个绝缘支柱6，其中上绝缘平板1通过两个绝缘支柱6平行固设在下绝缘平板2的上方，屏障固定板5套设在两个绝缘支柱6上，且上下滑动设置在上绝缘平板1与下绝缘平板2之间，屏障固定板5与每个绝缘支柱6之间分别通过限位件7限位；每个绝缘支柱6上均设置有刻度8；

屏障固定板5的中部竖直开设有通孔51，上平板电极3与下平板电极4分别位于通孔51的上下两侧且正对设置，且上平板电极3与上绝缘平板1固接，下平板电极4与下绝缘平板2固接。

上绝缘平板1与下绝缘平板2上下正对设置，通孔51的位置优选为与上绝缘平板1及下绝缘平板2均正对设置。上绝缘平板1与下绝缘平板2均为长方形绝缘板；屏障固定板5为长方形绝缘板。

两个绝缘支柱6均为圆柱形绝缘杆，绝缘支柱6上刻度8的分度值为1mm。绝缘支柱6与绝缘平板及屏障固定板5均相互垂直设置。

本申请中上平板电极3在上绝缘平板1上的位置以及下平板电极4在下绝缘平板2上的位置均可调节，使得上平板电极3与下平板电极4的间距可调节，操作简单方便；限位件7在绝缘支柱6上的位置可调，以实现绝缘屏障在两平板电极之间的位置，配合刻度8部分实现准确调整绝缘屏障的位置，与现有技术相比，更有助于研究绝缘屏障的位置对间隙放电的影响规律。

所述屏障固定板5上固设有两个固定夹片9，且两个所述固定夹片9相互平行设置在通孔51的两侧。所述固定夹片9为长条形不锈钢薄片，厚度优选为0.5mm，每个固定夹片9的四个转角位置可设置为圆角结构，每个固定夹片9均通过两个螺钉固定安装在屏障固定板5上。实验时将绝缘屏障***固定夹片9内用于固定，防止质量较松的绝缘纸掉落，影响实验结果的准确性

下绝缘平板2的底部固设有两个绝缘支撑块10，且两个所述绝缘支撑块10与两个绝缘支柱6一一对应设置。绝缘支撑块10为环氧树脂绝缘块。

两个绝缘支柱6的下部一一对应穿设在两个绝缘支撑块10上。

上平板电极3包括第一圆板31和垂直固接在第一圆板31上端面的第一连接杆32，第一圆板31通过第一连接杆32螺纹连接在上绝缘平板1上且通过螺母固定，下平板电极4包括第二圆板41和垂直固接在第二圆板41下端面的第二连接杆42，第二圆板41通过第二连接杆42螺纹连接在下绝缘平板2上且通过螺母固定。第一圆板31和第二圆板41均做表面抛光处理，连接杆外表面加工螺纹，通过调整连接杆在其对应绝缘平板上的位置实现圆板的位置调节，最终实现平板电板的位置调节。

所述限位件7为抱箍结构。结构简单，便于屏障固定板5在绝缘支柱6上的位置调节。该抱箍结构可以为任意形式，例如可以由左半片抱箍、右半片抱箍对合后联接而成，左、右两半片抱箍均呈半圆环状，半圆环两端向外弯折，各形成一个安装耳，相对设置的两个安装耳通过螺栓固接。左、右两半片抱箍均可以为不锈钢材质，厚度为2mm。

所述通孔51为矩形通孔。

一种采用上述实验电极结构精确调节极间屏障的操作方法，它包括如下步骤：

步骤一、实验前，将上平板电极与高压相连，下平板电极与低压相连，接通电源，启动调压器和试验变压器，以500V/S的速度均匀升高试验电压，直到将电极间隙击穿，记录此时的电压值，然后断开电源；

步骤二、将绝缘屏障放置在屏障固定板上，使其盖设在通孔上方，并将绝缘屏障的边缘固定；

步骤三、通过调整限位件将屏障固定板移动至初始位置，此时绝缘屏障与上平板电极无间隙接触；调整限位件在绝缘支柱上的位置，实现屏障固定板的位置调整和固定，配合绝缘支柱上的刻度确定绝缘屏障在电极间的位置。

步骤四、实验时，接通电源，启动调压器和试验变压器；

步骤五、以500V/S的速度均匀升高试验电压，当上平板电极与下平板电极间隙击穿时，伴随着电极间绝缘屏障的击穿，此时，暂停试验，断开电源，取下被击穿的绝缘屏障；

步骤六、将屏障固定板向下移动，在屏障固定板的上下活动范围内，选取若干不同高度位置，每次高度位置调整好后，在屏障固定板上按照步骤二的方式放置新的绝缘屏障，重复上述步骤四至步骤五继续试验，记录屏障固定板在不同高度位置时，绝缘屏障与上平板电极及下平板电极的相对位置；

步骤七、将屏障固定板移动至最终位置，此时绝缘屏障与下平板电极无间隙接触，重复步骤四至步骤五后，试验结束。通过测量绝缘屏障与上平板电极及下平板电极的相对位置，得出绝缘屏障在两电极间的位置对间隙放电的影响规律。

步骤二中绝缘屏障的边缘通过两个固定夹片9固定。

具体实施方式二：上绝缘平板1为长度240mm，宽度60mm、厚度10mm的长方形环氧树脂绝缘板，下绝缘平板2为长度300mm、宽度200mm、厚度10mm的长方形环氧树脂绝缘板；绝缘支柱6为长度300mm、直径15mm的圆柱形环氧树脂绝缘杆；两个绝缘支柱6上的刻度8量程一致，均为0-100mm，分度值均为1mm；绝缘支撑块10为环氧树脂绝缘块；

上绝缘平板1的两端部及下绝缘平板2的两端部均加工有第一连接孔，两个绝缘支柱6对应穿设在四个第一连接孔内，其中第一连接孔的内径为15mm；

绝缘支撑块10上加工有内径为15mm的第二连接孔，两个绝缘支柱6对应穿装在两个绝缘支撑块10内；

上绝缘平板1的中部及下绝缘平板2的中部各加有一个内径为10mm的第三连接孔；

上平板电极3和下平板电极4均由黄铜加工而成，第一圆板31及第二圆板41的外径均为80mm，厚度均为10mm，表面进行抛光处理；第一连接杆32及第二连接杆42的长度均为80mm，直径均为10mm；

屏障固定板5为长度200mm、宽度160mm、厚度5mm的长方形环氧树脂绝缘板，其两端部各加工一个内径为16mm的第四连接孔，便于其在绝缘支柱6上的上下滑动；

绝缘屏障为厚度0.1mm，边长120mm的正方形；

固定夹片9为长度130mm、宽度10mm、厚度0.5mm的不锈钢薄片，每个固定夹片9的两端部均加工有一个直径2mm的安装孔，并通过螺钉固接在屏障固定板5上，实验时将绝缘屏障***固定夹片9内用于固定，防止质量较的绝缘纸掉落，影响实验结果的准确性。

限位件7为抱箍结构，左、右两半片抱箍的半径均为7.5mm，厚度均为2mm，安装耳的长度均为20mm，宽度均为10mm，其上用于连接螺栓的孔径为5mm。