技術領域：

本發明屬于直流電纜絕緣料中空間電荷測量技術，涉及短時溫升條件下的 空間電荷測量技術，具體涉及一種短時溫升下絕緣材料中空間電荷特性測量系 統及方法。

背景技術：

在現有的技術中，采用電聲脈沖法可以對固體電介質材料中的空間電荷分 布進行測量，并且實現了溫度梯度下空間電荷的測量和空間電荷的快速測量， 但是對于短時溫升條件下的空間電荷的測量并沒有涉及。然而在直流電纜運行 的過程中，由于短路故障產生的短時溫升將加速直流電纜絕緣材料的熱老化， 降低直流電纜的壽命，因此短時溫升條件下的直流電纜絕緣材料的特性研究非 常重要。

發明內容：

本發明的目的在于針對上述現有技術存在的缺陷或不足，提供了一種可靠 且有效的短時溫升下絕緣材料中空間電荷特性測量系統及方法，實現短時溫升 條件下的直流電纜絕緣料中空間電荷瞬態變化特性的測量。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案來實現的：

一種短時溫升下絕緣材料中空間電荷特性測量系統，包括：

第一電極，用于與被測絕緣材料試樣的一面接觸；

第二電極，用于與被測絕緣材料試樣的另一面接觸；

第一高溫恒溫槽，用于向第一電極傳導正常運行溫度；

第二高溫恒溫槽，用于向第一電極傳導短時溫升溫度；

低溫恒溫槽，用于向第二電極傳導溫度；

高壓直流電源，用于向第一電極傳輸高壓直流電；

脈沖發生器，用于向第一電極傳送高壓脈沖信號；

壓電傳感器，用于檢測被測絕緣材料試樣受短時溫升、高壓直流電場和高 壓脈沖作用后產生的聲信號，并將聲信號轉換為電信號輸出；

放大器，用于對壓電傳感器輸出的電信號進行放大；

示波器，用于對放大器放大的電信號進行實時采集和記錄；

計算機，用于對放大器放大的電信號進行處理，輸出被測絕緣材料試樣空 間電荷瞬態變化特性信息。

本發明進一步的改進在于，第一電極包括第一液體導入管、第一液體導出 管、液體容納腔、鋁電極、第一硅油、第二液體導入管、第二液體導出管和第 二硅油；其中，液體容納腔通過鋁電極將其分為相連通的第一液體容納腔和第 二液體容納腔，第一液體容納腔內填充有第一硅油，并通過第一液體導入管和 第一液體導出管與第一高溫恒溫槽相連通，第二液體容納腔內填充有第二硅油， 并通過第一液體導入管和第二液體導出管與第二高溫恒溫槽相連通。

本發明進一步的改進在于，第二電極包括第三液體導入管、第三液體容納 腔、第三液體導出管和第三硅油，其中，第三液體容納腔內填充有第三硅油， 并通過第三液體導入管和第三液體導出管與低溫恒溫槽相連通。

本發明進一步的改進在于，高壓直流電源包括波形發生器，用于對輸出的 高壓直流電壓的幅值和極性進行調節。

本發明進一步的改進在于，脈沖發生器的工作頻率為100Hz，能夠實現1s 采集一個點，實現空間電荷瞬態變化特性的測量。

本發明進一步的改進在于，第一電極還包括與其相連的上電極，高壓直流 電源通過電阻R2的限流保護后施加到上電極，脈沖發生器通過電容C后施加到 上電極，電容C用于隔斷直流高壓進入到脈沖發生器回路，同時脈沖發生器通 過電阻R1接地；此外，利用環氧樹脂將上電極、電容C和電阻R1封裝形成上 電極單元。

本發明進一步的改進在于，還包括與壓電傳感器相連的吸收層，壓電傳感 器、第二電極及吸收層依次緊密接觸，并利用銅盒將壓電傳感器、第二電極、 吸收層以及放大器屏蔽。

一種短時溫升下絕緣材料中空間電荷特性測量方法，包括以下步驟：

1)將被測絕緣材料試樣放于第一電極和第二電極之間，使電極與被測絕緣 材料試樣緊密接觸；

2)打開第一高溫恒溫槽和低溫恒溫槽，設定正常工作溫度并加熱兩個恒溫 槽中的硅油，同時將外循環泵打開，使被測絕緣材料試樣的溫度逐漸上升到正 常工作溫度；

3)打開第二高溫恒溫槽，設定短時溫升溫度并加熱恒溫槽中的硅油，使其 達到短時溫升溫度；

4)待第二高溫恒溫槽溫度達到設定溫度并穩定之后，給被測絕緣材料試樣 施加高壓直流電場和高壓脈沖，同時打開第二高溫恒溫槽的外循環泵、關閉第 一高溫恒溫槽的外循環泵；