基于冷熱循環系統復合絕緣子帶電及紫外老化監測裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高電壓技術領域，涉及帶高壓復合絕緣子在冷熱疲勞、紫外老化下監測的裝置。
【背景技術】
[0002]目前，冷熱循環技術主要用在空調、線路和管道方面較多，紫外老化主要用在常溫的環境下。而基于冷熱循環疲勞系統，結合高電壓和紫外老化的復合絕緣子老化裝置沒有相關研宄。但是，很多人工加速老化裝置一般是在固定溫度下，結合其他應力，如鹽霧、淋雨等等，對復合絕緣子進行人工加速老化試驗。此外，冷熱循環一般使用在管道、導線或其他材料疲勞試驗當中，而對于帶高電壓復合絕緣子沒有研宄。
【發明內容】
[0003]為了克服現有老化裝置固定溫度的不足，本發明提出一種基于冷熱循環系統的復合絕緣子帶電紫外老化監測裝置，該裝置不僅可以對帶高電壓復合絕緣子進行低溫、高溫循環疲勞和紫外試驗，而且可以通過紅外和局部放電監測技術對復合絕緣子粘接界面、護套和傘群進行檢測。
[0004]本發明的技術方案如下:
基于冷熱循環系統復合絕緣子帶電及紫外老化監測裝置，該裝置包括有冷熱循環及溫控系統，在冷熱循環及溫控系統上部的試驗腔體，在冷熱循環及溫控系統一側的紅外熱像儀和紫外成像儀，在冷熱循環及溫控系統另一側的局部放電及溫度采集系統；其中，試驗腔體分為小腔體和大腔體，兩者之間為真空，在小腔體和大腔體側壁上相同的位置分別開設有觀察窗，在小腔體和大腔體的側壁上還分別設有航空插頭)；小腔體內壁上設有氙燈系統，在小腔體內設有依序連接的溫度傳感器、復合絕緣子，溫度傳感器、復合絕緣子的一端通過彈簧分別與小腔體的頂部、底部相連，在小腔體內腔底部的一側放置有加熱電阻片；絕緣套管分別穿過小腔體和大腔體的側壁，復合絕緣子與小腔體底部相連的一端通過依次穿過絕緣套管的載流導體與加壓裝置相連；冷熱循環及溫控系統包括制冷機，分子泵，機械栗O
[0005]本發明創造可以在低溫與高溫循環條件中，實現對帶高電壓復合絕緣子護套與新泵粘接界面耐受試驗，同時進行紫外老化，并實現在線局放和溫度的在線監測。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發明裝置示意圖；
圖2為本發明對小試驗腔體溫度控制的程序框圖。
[0007]圖1中，1-氙燈系統；2_觀察窗；3_紅外熱像儀和紫外成像儀；4_復合絕緣子；5-絕緣套管；6_溫度傳感器；7_加熱電阻片；8_航空插頭；9_制冷機；10_分子泵；11_機械泵；12_局部放電及溫度采集系統；13_加壓裝置；14_小腔體；15_大腔體。
【具體實施方式】
[0008]如圖1所示，本發明包括有冷熱循環及溫控系統，在冷熱循環及溫控系統上部的試驗腔體，在冷熱循環及溫控系統一側的紅外熱像儀和紫外成像儀3，在冷熱循環及溫控系統另一側的局部放電及溫度采集系統9。其中，試驗腔體分為小腔體14和大腔體15，兩者之間為真空，在小腔體和大腔體側壁上相同的位置分別開設有觀察窗2，在小腔體和大腔體的側壁上還分別設有航空插頭8。小腔體內壁上設有氙燈系統1，在小腔體內設有依序連接的溫度傳感器6、復合絕緣子4，溫度傳感器6、復合絕緣子4的一端通過彈簧分別與小腔體14的頂部、底部相連，在小腔體內腔底部的一側放置有加熱電阻片7 ;絕緣套管5分別穿過小腔體和大腔體的側壁，復合絕緣子4與小腔體底部相連的一端通過依次穿過絕緣套管的載流導體與加壓裝置13相連。冷熱循環及溫控系統包括制冷機9，分子泵10，機械泵11。
[0009]本發明的試驗腔體分為大腔體和小腔體，兩者之間為真空，大腔體15和小腔體14一可為復合絕緣子從低溫向高溫轉變提供一個平臺，二是可在兩個腔體之間形成真空環境，起隔熱作用。小腔體內放置復合絕緣子試樣級氙燈系統1，利用氙燈中的氙氣放電而發光來模擬日照光，從而達到模擬紫外線對輸電線路復合絕緣子影響的目的。加壓裝置13提供復合絕緣子試驗電壓，通過絕緣套管施加在復合絕緣子高壓端。氙燈均勻分布在小試驗腔體的腔壁上，在整個試驗過程一直對復合絕緣子試樣進行紫外老化。溫度傳感器的引線可以通過航空插頭8連接到數據采集系統，而試驗人員可以通過觀察窗2對試驗腔體的放電現象進行觀察和記錄，觀察腔體中復合絕緣子表面的變化，如是否有放電痕跡等。
[0010]冷熱循環及溫控系統:冷熱循環系統包括有制冷機9、分子泵10、機械泵11。本發明的制冷機采用以固體-固體接觸導熱為主的新冷卻模式，即低溫制冷機直接冷卻，與傳統的單一低溫液體冷卻模式有所不同。分子泵利用高速旋轉的轉子把動量傳輸給氣體分子，使之獲得定向速度。本發明利用分子泵，將小腔體和大腔體空氣抽走，形成真空環境。機械泵利用機械方法對被抽容器進行抽氣而獲得真空，與分子泵一起工作為小腔體和大腔體之間創造真空環境。為了使得小腔體里的溫度能夠達到低溫(最低為零下200°C，由于小試驗腔體里面為大氣壓，故試驗最低溫取-1oo°c )，小腔體與大腔體之間為真空，起隔熱作用，而真空環境由分子泵和機械泵實現。通過加熱電阻片可以使小試驗腔體溫度從低溫向高溫轉化。為了實現對小試驗腔體溫度的精確控制，用LabVIEW軟件編寫了溫度控制程序，誤差在±1K，程序框圖如圖2。
[0011]監測單元:監測單元包括有紅外熱像儀和紫外成像儀3和局部放電及溫度采集系統12。紅外熱像儀將物體發出的不可見紅外能量轉變為可見的熱圖像。熱圖像上面的不同顏色代表被測物體的不同溫度，我們可以通過熱圖像的溫度分布找出異常發熱點，起到預維護的作用。復合絕緣子4帶電不停地在運行在冷熱循環當中，其某個位置可能會出現一些問題，而通過紅外熱像儀可以觀察到這個位置的具體情況。在放電過程中，空氣中的電子不斷獲得和釋放能量，而當電子釋放能量(即放電)，便會放出紫外線。紫外成像技術利用這個原理，接收設備放電時產生的紫外信號，經處理后與可見光影像重疊，顯示在儀器的屏幕上。在高低溫冷熱循環試驗中，帶電復合絕緣子表面可能會出現裂紋、電蝕損等情況，而電暈很容易在這些地方發生，通過紫外成像儀可以觀察這些地方的放電情況。最后，通過放電量多少或密度可以大概判斷復合絕緣子某個位置的表面狀況。
[0012]本發明主要是以硅橡膠復合絕緣子作為試驗對象。復合絕緣子在低溫和高溫不斷循環以及紫外老化的環境中，護套與芯棒粘接強度可能會降低，粘接界面出現空隙，會導致局部放電的出現。通過紅外熱像儀可以對復合絕緣子試樣不同溫度區域進行測量，紫外成像儀確定試樣發生局部放電或電暈放電的部位，局部測量儀則是對局部放電量化。絕緣套管5用來支持、固定載流導體，并使載流導體對地絕緣。由于需要穿過腔體(腔體接地)將高電壓施加在復合絕緣子上，因此需要絕緣套管。金屬隨著溫度變化，其電阻值也發生變化。對于不同金屬來說，溫度每變化一度，電阻值變化是不同的，而電阻值又可以直接作為輸出信號，因而本發明設置了溫度傳感器6。加壓電阻片7可實現環境溫度從低溫向高溫的變化。航空插頭主要在不改變密封性的情況下，將引線從腔體引出，為溫度儲存、局部放電信號記錄等等提供基礎。局部放電及溫度采集系統利用從航空插頭的引線，通過示波器和數據采集卡，將復合絕緣子表面的局部放電和溫度采集到電腦中，從而進行處理和分析。
[0013]本發明在低溫與高溫循環以及紫外中，對帶高電壓復合絕緣子進行加速老化，實現對試驗溫度較精確的溫度控制。
【主權項】
1.基于冷熱循環系統復合絕緣子帶電及紫外老化監測裝置，其特征在于，該裝置包括有冷熱循環及溫控系統，在冷熱循環及溫控系統上部的試驗腔體，在冷熱循環及溫控系統一側的紅外熱像儀和紫外成像儀(3)，在冷熱循環及溫控系統另一側的局部放電及溫度采集系統(9);其中， 試驗腔體分為小腔體(14)和大腔體(15)，兩者之間為真空，在小腔體和大腔體側壁上相同的位置分別開設有觀察窗(2)，在小腔體和大腔體的側壁上還分別設有航空插頭(8); 小腔體內壁上設有氙燈系統(1)，在小腔體內設有依序連接的溫度傳感器(6)、復合絕緣子(4)，溫度傳感器(6)、復合絕緣子(4)的一端通過彈簧分別與小腔體的頂部、底部相連，在小腔體內腔底部的一側放置有加熱電阻片(7); 絕緣套管(5)分別穿過小腔體和大腔體的側壁，復合絕緣子(4)與小腔體底部相連的一端通過依次穿過絕緣套管(5)的載流導體與加壓裝置(13)相連； 冷熱循環及溫控系統包括制冷機(9 )，分子泵(1 )，機械泵(11)。
【專利摘要】基于冷熱循環系統復合絕緣子帶電及紫外老化監測裝置，其特征在于，該裝置包括有冷熱循環及溫控系統，在冷熱循環及溫控系統上部的試驗腔體，在冷熱循環及溫控系統一側的紅外熱像儀和紫外成像儀（3），在冷熱循環及溫控系統另一側的局部放電及溫度采集系統（9）。本發明可以在低溫與高溫循環條件中，實現對帶高電壓復合絕緣子護套與新泵粘接界面耐受試驗，同時進行紫外老化，并實現在線局放和溫度的在線監測。
【IPC分類】G01R31/00, G01R31/12
【公開號】CN104931810
【申請號】CN201510223019
【發明人】彭慶軍, 屠幼萍, 鄒立峰, 張少泉, 陳曉云, 李天福, 陳先富
【申請人】云南電網有限責任公司電力科學研究院
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年5月5日