一.概述

表面電荷測量試驗設備本項目總共分為三部分：

1.試驗腔體

主要功能是實現在常溫條件下對施加高電壓后的試驗樣件進行表面電荷進行測量；

2. 電氣及參數測量

①.采用特殊設計的高壓絕緣子向腔體內部引入高電壓，并采用經過絕緣處理的地電極滿足接地要求；

②.采用傳感器對腔體預抽真空的真空壓力值以及充入混合氣體高氣壓進行測量和顯示；

③.采用真空高壓法蘭式饋通實現內外電信號的聯通。

3. 真空獲得

主要功能是實現腔體的預抽真空，達到需要的真空值。

4. 移動臺架

主要功能是實現試驗腔體、真空獲得裝置和測量顯示儀器的集成安裝并方便移動。

二.各試驗功能系統的技術要求

1.試驗腔體

①. 整體結構

a. 腔體采用立式結構。腔體內有效高度約400mm，腔體內徑約400mm，總容積約62L（其中直筒段容積50L，封頭容積12L）。腔體上封頭采用橢圓封頭形式，并采用橡膠密封中高壓法蘭與腔體筒體相連。腔體底部封頭為平底，可平穩放置于平臺之上；

b. 腔體本體采用304不銹鋼材質，內表面機械拋光。腔體焊接方式、密封漏率控制等參照有關標準要求進行設計制作；

c. 腔體周向分布三個視窗，其中兩個視窗90°分布于腔體筒體，另外一個視窗分布兩個90°度視窗之間45°位置。其中一個90°位置視窗與腔體手孔門對開。視窗采用石英玻璃做視窗玻璃，視窗孔徑120mm。腔體手孔，直徑約250mm，打開后可以安裝和調整腔體內件；

d. 腔體設置一個總的氣體進氣接口，分成兩個分充氣口，并配置高壓針閥滿足充氣開關控制并具有一定的流速調節功能。兩路高壓針閥與腔體之間采用真空高壓球閥進行隔離，以同時滿足高壓和真空的密封要求。腔體具有一路旋片真空泵抽氣接口與泵之間采用液壓成型真空波紋管連接。腔體抽氣口和真空管路之間采用真空高壓球閥進行開關和隔離，同時滿足真空和高壓的密封需要；

e. 腔體頂蓋上設置壓力傳感器接口、電阻真空規接口、高壓電極安裝；

f. 手孔門的右側設置三個真空高壓饋通安裝用法蘭接口和地電極安裝接口。饋通口徑DN50，地電極接口DN16；

g. 腔體底部安裝有載物盤，采用304材質，盤面開孔按照光學平臺開孔間距和尺寸，盤面外徑350mm，載物盤高度約30mm。滿足安裝試件和移動滑臺等的要求。

②. 電氣及參數測量

a. 腔體頂部安裝高壓電極組件，可接入100KV的高壓電，高壓電極桿端部預留安裝試驗電極的螺紋接口（M8×1 L=12～15mm）。

b. 腔體手孔右側，距腔體內部載物盤上面高度約50mm的位置，安裝地電極組件一組，實現試驗過程的可靠接地；

c. 腔體頂部安裝壓力傳感器用來實現對充氣后壓力的準確測量，安裝電阻真空規實現對抽氣后中真空的測量；測量探頭通過專用電纜將信號傳遞到位于移動臺架儀表面板的顯示儀表上；

d.真空高壓饋通的具體形式根據實際測量需要進行定制并與腔體安裝法蘭配接；

③. 腔體壓力、安全性及密封性

a. 腔體正常工作既有負壓工況也有較高的正壓工況，因此腔體按照高壓容器設計并參考高真空容器標準。按規定既進行強度校核也進行負壓穩定性校核；

b. 腔體制作完成后將進行1.6MPa的水壓試驗和0.8MPa的氣壓試驗以及抽真空試驗。氣壓試驗應進行12小時保壓檢測，0.8MPa氣壓12小試壓降不大于500Pa；

c. 腔體視鏡的耐壓能力按照2MPa選取,腔體頂部安裝了安全泄壓閥，泄放壓力初涉1.0MPa（可調）；

d. 腔體可滿足50℃以下介質的試驗要求, 所有閥門、管件、密封的選用符合腔體安全性要求；

④. 真空獲取

a 本腔體預抽真空為中低真空，通過雙級油封旋片式真空泵（抽氣速率6.0L/s）來實現。預計抽氣時間10min抽到10Pa；

b. 充氣過程采用高高壓針閥來實現；

c. 所有與腔體及真空泵連接的閥門均采用真空標準閥門，所有連接密封件均采用氟橡膠滿足放氣率要求；

⑤. 腔體外接口

a. 充氣管接口采用φ6mm或者φ8mm快插（快擰）接口，原則上高氣壓應采用快擰接頭（可靠性高）；

b. 饋通接頭定制,抽氣口連接KF25；

c. 旋片式真空泵出口配置油氣分離器，采用鋼絲軟管排放到室外，附帶排氣軟管長度5m。

⑥.系統安裝及移動臺架

a. 腔體安裝與移動臺架的臺面之上；

b. 旋片泵采用落地式安裝，安放于設備臺架下方，通過液壓真空波紋管與抽氣接口連接；

c. 移動臺架采用碳鋼噴塑，載荷滿足系統重量要求。移動臺架采用四個聚氨酯腳輪，其中兩個為萬向帶剎車。

三.表面電荷測量試驗設備外形圖片