用于戶外絕緣材料的通用型轉輪法試驗裝置
高電壓工程課程是電氣工程專業的專業基礎課之一，主要介紹高電壓絕緣、高電壓試驗、過電壓防護及絕緣配合等內容。在高電壓絕緣技術中，電力系統外絕緣及高壓絕緣子是其中的重要內容，對輸電線路的安全穩定運行起著至關重要的作用。高壓絕緣子從材料上可分為3類，包括電工陶瓷絕緣子、鋼化玻璃絕緣子和有機材料復合絕緣子(也稱復合絕緣子)。復合絕緣子一般由玻璃鋼芯棒和硅橡膠傘裙、護套組成。由于復合絕緣子具有強度高、重量輕、無零值、污閃電壓高、運行維護方便等特點，在國內外的使用日益廣泛。值得特別指出的是，復合絕緣子已經成為我國特高壓電網建設中線路絕緣子的首選。復合絕緣子具有上述諸多優點，但是作為一種有機材料，其長期運行過程中的老化現象需要特別的關注。。在長期運行過程中，復合絕緣子的護套、傘裙材料在潮濕、表面放電、紫外、熱等因素的環境應力、電氣應力的影響下，可能會發生粉化、燒蝕等不可逆轉的劣化現象，從而使得復合絕緣子的電氣性能和機械性能均有所降低。在復合絕緣子的各種耐老化性能中，耐漏電起痕及電蝕損性是反應絕緣子質量好壞、能否長期安全運行的一個關鍵參數，亟需對其進行深入的研究。轉輪法就是為了研究復合絕緣子耐漏電起痕及電蝕損性而設計的一套試驗方法，已被IEC標準和我國國家標準收錄。
眾所周知，高電壓是一門試驗科學，很多規律和定律都是通過試驗結果總結得來的。但是針對高電壓工程課程，怎樣設計和安排課程試驗一直是一件比較難解決的問題。雖然高電壓試驗的種類繁多，但大多數試驗要么設備龐大昂貴，要么針對性、專業性較強，并不適宜用于教學?，F在高電壓課程中的試驗教學存在種類相對單一，演示性強于操作性等不足之處，而很多課程中的關鍵知識和規律只能以文字或圖片的形式出現在教科書中，不適于學生對知識的掌握。為了解決上述不足，我們以復合絕緣子的漏電起痕及電蝕損性試驗為切入點，設計開發了一套用于戶外絕緣材料的通用型轉輪法試驗裝置，用于演示復合絕緣子老化過程中的放電、漏電起痕及電蝕損、泄漏電流波形及變化趨勢等現象，同時也通過實際操作讓學生們對于高電壓試驗的特殊操作流程有切身的體驗。
該試驗裝置有兩大部分組成，分別為裝置主體和泄漏電流采集系統。其中裝置主體包括有旋轉系統、支撐裝置和附屬裝置。旋轉系統包括有動力設備、聯軸器、傳動軸、4個T型法蘭盤、4個兩端帶法蘭盤的底座絕緣子、電機屏蔽罩。支撐裝置包括前支架和后支架。附屬裝置包括水槽、高壓電極架、高壓電極。其中動力設備裝設在前支架的承重板上，輸出軸與傳動軸通過聯軸器聯接，4個T型法蘭盤兩兩之間呈90°角裝設在傳動軸中部， 4個兩端帶法蘭盤的底座絕緣子分別裝設在4個T型法蘭盤上，高壓電極架的兩端分別通過高度調節裝置裝設在前支架和后支架上，高壓電極懸掛在高壓電極架上，水槽安放在前支架和后支架中間。
泄漏電流測量系統由傳感器、信號調理電路、數據采集卡及上位機等部分組成，用于采集試驗過程中的泄漏電流、電壓等裝置。
試驗原理如下：1組4支試驗用絕緣子裝設好相應尺寸的法蘭盤和圓柱形金具后，分別裝設在4個兩端帶法蘭盤的底座絕緣子。試驗時水槽中裝入正好能浸沒試驗用絕緣子傘裙底端的鹽溶液，鹽水濃度和更換換周期根據IEC/TC 62730-2012而定。通過動力設備實現8s轉90°，再停轉40s的間歇性運動，使每支絕緣子分別經歷浸泡→滴落→加壓→冷卻→浸泡的循環。高壓從電源引出加在高壓支架的橫擔上，再通過高壓電極上方懸掛的金屬線加在高壓電極上。從試驗絕緣子的法蘭盤上引出線纜接到泄漏電流測量裝置以試驗中的泄漏電流。試驗前預備四支不同老化階段的絕緣子以及四支不同直徑的絕緣子，以探究其泄漏電流的變化規律。
轉輪法試驗雖然主要研究的是復合絕緣子的耐漏電起痕及電蝕損性能，但作為一個典型的高電壓試驗，涉及到高電壓試驗的各個方面，包括前期準備工作，如接線、檢查接地、設置安全遮攔、標示牌等、認識試驗設備及電源燈，加壓去壓過程以及試驗本身的操作與數據記錄等，能夠使學生對高電壓試驗有一個較為全面且深刻的理解。
本試驗設備構思巧妙，設計新穎，目前正在申請兩項國家發明專利，用于試驗教學中也屬首創，可以為高電壓工程課程的試驗設計提供一項新的選擇。
作品名稱：用于戶外絕緣材料的通用型轉輪法試驗裝置
學?；騿挝唬呵迦A大學電機系
