本發(fā)明屬于高壓絕緣測(cè)試領(lǐng)域，更具體地，涉及一種金屬化膜電容器的失效測(cè)量裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、金屬化膜電容器廣泛應(yīng)用在高壓電力系統(tǒng)中，直流局部放電的檢測(cè)方法能有效檢測(cè)電容器的絕緣性能。在電容器薄膜生產(chǎn)過程，拉伸、收卷時(shí)由于鏈夾夾點(diǎn)位置不準(zhǔn)確、機(jī)械振動(dòng)以及薄膜所經(jīng)輥筒不平衡等因素，造成收卷膜軸向產(chǎn)生向左或向右的橫向拉力，薄膜在這些拉力的作用下會(huì)產(chǎn)生軸向移動(dòng)，從而造成縱向、橫向條紋或者皺折。這些典型特征是整卷薄膜中的電弱點(diǎn)，局部放電正是大量出現(xiàn)在這些絕緣薄弱點(diǎn)處，嚴(yán)重影響了電容器的使用壽命。

2、隨著電容器制作工藝的改進(jìn)與失效行為精確測(cè)量要求的提高，電容器失效行為的測(cè)量變?yōu)橐豁?xiàng)重要的工作。通常用電橋測(cè)電容器的電容量，用電容量損失程度來表征電容器失效情況，但該方法存在表征數(shù)據(jù)少、定期取元件測(cè)試繁瑣的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種金屬化膜電容器的失效測(cè)量裝置及方法，由此解決現(xiàn)有測(cè)量裝置存在的表征數(shù)據(jù)少、定期取元件測(cè)試繁瑣的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種金屬化膜電容器的失效測(cè)量裝置，包括：高壓直流電源、rlc電路、采集模塊及處理模塊；

3、所述高壓直流電源用于為所述rlc電路加電壓；

4、所述rlc電路包括二電極系統(tǒng)的等效電容c1、參考電容c2、檢測(cè)阻抗z1及可調(diào)阻抗z2；c1與z1串聯(lián)，c2與z2串聯(lián)，兩串聯(lián)支路并聯(lián)后的一端連接所述高壓直流電源，另一端接地；z2用于使rlc電路達(dá)到平衡；所述二電極系統(tǒng)包括薄膜試樣及用于夾持所述薄膜試樣的二電極夾具，所述薄膜試樣的數(shù)量為m，分別由按照相同尺寸從待測(cè)金屬化膜電容器的聚合物薄膜卷的目標(biāo)區(qū)域裁取的n張聚合物薄膜疊加而成；c1、c2的電容量相等，m和n均大于1；

5、所述采集模塊分別連接至c1與z1之間、c2與z2之間，用于在高壓直流電源為所述rlc電路施加電壓后，目標(biāo)試樣發(fā)生局部放電，rlc電路失去平衡時(shí)分別采集各薄膜試樣的直流局部放電信號(hào)；

6、所述處理模塊用于分別對(duì)各薄膜試樣的直流局部放電信號(hào)進(jìn)行處理得到各薄膜試樣的局部放電特征參量，將所有薄膜試樣的局部放電特征參量的平均值作為所述待測(cè)電容器的局部放電特征參量；其中，所述待測(cè)電容器的局部放電特征參量包括平均起始放電電壓、平均放電次數(shù)、平均放電量及最大放電量。

7、按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種金屬化膜電容器的失效測(cè)量方法，應(yīng)用于如第一方面所述的金屬化膜電容器的失效測(cè)量裝置，包括：

8、分別將各薄膜試樣作為目標(biāo)試樣并進(jìn)行操作以獲取各薄膜試樣的局部放電特征參量；所述操作包括：將目標(biāo)試樣夾持在二電極夾具的上下電極之間，高壓直流電源為rlc電路加電壓，若所述rlc電路不平衡，則調(diào)節(jié)z2使所述rlc電路達(dá)到平衡，高壓直流電源持續(xù)為rlc電路加電壓，當(dāng)目標(biāo)試樣發(fā)生局部放電，rlc電路失去平衡時(shí)，采集目標(biāo)試樣的直流局部放電信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行處理得到目標(biāo)試樣的局部放電特征參量；

9、將所有薄膜試樣的局部放電特征參量的平均值作為所述待測(cè)電容器的局部放電特征參量。

10、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

11、本發(fā)明提供的測(cè)量裝置，通過可調(diào)阻抗實(shí)現(xiàn)rlc電路的平衡，并通過分析在試樣發(fā)生局部放電使rlc電路失去平衡時(shí)所采集各薄膜試樣的直流局部放電信號(hào)獲取薄膜試樣的多種局部放電特征參量，包括起始放電電壓、放電次數(shù)及放電量，并將所有薄膜試樣的局部放電特征參量的平均值作為待測(cè)電容器的局部放電特征參量；該裝置采用電壓輸出范圍較廣的高壓直流電源為rlc電路加電壓，能夠測(cè)量的電場范圍更寬，能夠記錄和分析電容器薄膜在直流工作條件下的局部放電情況；此外，考慮到實(shí)際應(yīng)用時(shí)不會(huì)將單層薄膜作為電容器，并且單層薄膜的厚度(微米級(jí))太小，難以緊密夾持在二電極夾具的上下電極之間，所采用的薄膜試樣采用多層薄膜疊加的形式，以提交測(cè)量精度；在薄膜出廠時(shí)采用本發(fā)明提供的測(cè)量裝置檢測(cè)薄膜局部放電性能，去除品質(zhì)不良的薄膜，防止品質(zhì)不良的薄膜卷繞成的電容器投入使用，減少后期復(fù)檢頻次；本發(fā)明提供的測(cè)量裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、測(cè)量方法便捷、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)研究機(jī)械應(yīng)力下電容器絕緣失效情況具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種金屬化膜電容器的失效測(cè)量裝置，其特征在于，包括：高壓直流電源、rlc電路、采集模塊及處理模塊；

2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述目標(biāo)區(qū)域?yàn)榈谝粎^(qū)域、第二區(qū)域或第三區(qū)域中的任一區(qū)域；其中，第一區(qū)域與所述聚合物薄膜卷芯軸相距第一距離，第二區(qū)域與所述聚合物薄膜卷最外層的相距第二距離，第三區(qū)域?yàn)樗鼍酆衔锉∧ぞ淼淖钔鈱印?/p>

3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述目標(biāo)區(qū)域包括第一至第三區(qū)域；其中，第一區(qū)域與所述聚合物薄膜卷芯軸相距第一距離，第二區(qū)域與所述聚合物薄膜卷最外層的相距第二距離，第三區(qū)域?yàn)樗鼍酆衔锉∧ぞ淼淖钔鈱樱?/p>

4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述薄膜試樣的上下表面均蒸鍍金屬粉。

5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括：設(shè)置于rlc電路與采集模塊之間的放大濾波模塊。

6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述二電極夾具包括上電極、導(dǎo)電立柱、下電極、上絕緣支撐板、下絕緣支撐板、固定螺和不銹鋼絲桿；

7.一種金屬化膜電容器的失效測(cè)量方法，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的金屬化膜電容器的失效測(cè)量裝置，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種金屬化膜電容器的失效測(cè)量裝置及方法，屬于高壓絕緣測(cè)試領(lǐng)域，該裝置通過可調(diào)阻抗實(shí)現(xiàn)RLC電路的平衡，通過分析在試樣發(fā)生局部放電使RLC電路失去平衡時(shí)所采集的薄膜試樣的直流局部放電信號(hào)獲取薄膜試樣的多種局部放電特征參量；該裝置采用電壓輸出范圍較廣的高壓直流電源為RLC電路加電壓，能夠測(cè)量的電場范圍更寬；此外，所采用的薄膜試樣采用多層薄膜疊加的形式，能夠提高測(cè)量精度；在薄膜出廠時(shí)采用本發(fā)明提供的測(cè)量裝置檢測(cè)薄膜局部放電性能能夠篩選出品質(zhì)不良的薄膜，減少后期復(fù)檢頻次；本發(fā)明提供的測(cè)量裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、測(cè)量方法便捷、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)研究機(jī)械應(yīng)力下電容器絕緣失效情況具有重要意義。

技術(shù)研發(fā)人員：李化,劉菁琪,林福昌,張欽,李謙,蔡玲瓏,廖梓豪,馬志欽,饒章權(quán),舒想
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華中科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6