CN102507731B - 一种复合绝缘子界面缺陷检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合绝缘子界面缺陷检测方法，该方法通过对水煮试验前后复合绝缘子进行直流电压泄漏电流特性试验，并对测量得到的直流电压和相应泄漏电流数据及曲线进行幂函数拟合，根据拟合结果甄别复合绝缘子界面缺陷，可以采用特征系数比值或特征指数变化率进行甄别判断。本发明提出的方法克服了采用耐压试验、陡波冲击试验难以灵敏地反映复合绝缘子界面缺陷的缺点，方法简捷有效，可以用于35~1000kV交直流复合绝缘子界面缺陷的检测。

Description

一种复合绝缘子界面缺陷检测方法

技术领域

    本发明涉及一种复合绝缘子检测方法，尤其涉及一种针对复合绝缘子硅橡胶伞裙与护层界面、硅橡胶伞裙与环氧棒界面缺陷检测方法。

背景技术

复合绝缘子是由芯棒、伞裙护套和金具三部分构成，复合绝缘子不同材料间的接触面称为界面。早期复合绝缘子采用单伞粘接真空灌胶工艺，存在较多界面，如芯棒与伞套之间、伞套的各个部分之间、伞裙之间、伞套与伞套之间、伞套、芯棒与金属附件之间的界面，工艺要求条件高，易因粘接不良等导致内绝缘击穿，挤包护套穿伞工艺采用护套与芯棒形成一体，伞片在穿伞机上用室温硫化橡胶粘接，目前广泛采用整体注射成型工艺，伞盘与护套注射成一体，内绝缘仅一层界面。

界面结合好坏直接关系到复合绝缘子整体机电性能。 随着运行时间的延长，复合绝缘子受到电气、机械和环境等各种因素的综合作用会出现损坏的现象，导致重大事故。在广东佛山等地区已经发现早期个别厂家复合绝缘子因存在界面缺陷导致的内绝缘放电、发热、击穿等故障。

据统计，全国电网复合绝缘子损坏原因中界面击穿所占比例最大，为37%。目前行业和国家标准如JB/T19519-1991、DL/T810-2002、GB/T19519-2004主要以进行陡波冲击耐受试验和工频耐压试验检测复合绝缘子的界面缺陷，试验程序基本相同，但在实验室试验中，复合绝缘子基本上都能通过陡波冲击耐受试验和工频耐压试验，界面缺陷检出率极低。

近年来一些新的检测方法：如紫外成像法适于能产生局部放电的缺陷，红外成像法适于能产生局部发热的缺陷，电场法适于导通性内绝缘缺陷等，这些试验和方法在一定程度上也能反映复合绝缘子的界面缺陷，但相关研究和实际应用结果表明，上述试验及方法只能对复合绝缘子界面缺陷发展到相对较严重程度时的情形有所反映，并不能灵敏的指出复合绝缘子可能存在的早期界面缺陷隐患。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种复合绝缘子界面缺陷检测方法。

 本明的技术方案所提供复合绝缘子界面缺陷检测方法，包括以下步骤：

步骤1，取复合绝缘子整支作为试样，首先对试样进行直流电压泄漏电流特性试验，得到水煮试验前的直流电压泄漏电流特性试验数据；然后对试样进行水煮实验，在12小时内取出试样后再次进行直流电压泄漏电流特性试验，得到水煮试验后的直流电压泄漏电流特性试验数据；

所述对试样进行直流电压泄漏电流特性试验的具体方式为，复合绝缘子的高压端施加直流高压，复合绝缘子的低压端经微安表接地，逐步升高对高压端施加的直流高压直到预设的试验电压，在升压过程中记录施加的直流电压数值及相应流过试样的泄漏电流数值，得到直流电压泄漏电流特性试验数据；

步骤2，以幂函数I=aU^b关系对水煮试验前的直流电压泄漏电流特性试验数据进行曲线拟合，得到水煮前特征系数a₀和特征指数b₀；

以幂函数I=aU^b关系对水煮试验后的直流电压泄漏电流特性试验数据进行曲线拟合，得到水煮后特征系数a₁和特征指数b₁；

其中，U表示直流电压数值，I表示泄漏电流数值；

步骤3，采用特征系数比值或者特征指数变化率判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷；所述特征系数比值λ₁=a₁/a₀，所述特征指数变化率λ₂=(b₀-b₁)/b₀*100%。

而且，试验电压按照以下方式预设，

当复合绝缘子的额定电压为35kv时，试验电压预设为100kv；

当复合绝缘子的额定电压为66kv时，试验电压预设为150kv；

当复合绝缘子的额定电压为110kv时，试验电压预设为200kv；

当复合绝缘子的额定电压为220kv时，试验电压预设为300kv；

当复合绝缘子的额定电压为330kv时，试验电压预设为400kv；

当复合绝缘子的额定电压为500kv时，试验电压预设为600kv；

当复合绝缘子的额定电压为750kv时，试验电压预设为850kv；

当复合绝缘子的额定电压为1000kv时，试验电压预设为1100kv。

而且，所述对试样进行水煮实验的具体方式为，包括将试样浸入0.1%重量百分浓度的NaCl溶液中沸腾24～48小时，沸腾后仍保留在溶液中冷却到不高于50℃。

而且，采用特征系数比值判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷时，当特征系数比值λ₁≥200时判断复合绝缘子存在界面缺陷；采用特征指数变化率判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷时，当特征指数变化率λ₂≥30%时判断复合绝缘子存在界面缺陷。

本发明具有下列优点和积极效果： 

①本发明克服了采用耐压试验、陡波试验难以灵敏地反映复合绝缘子界面缺陷的缺点，能准确地判断复合绝缘子界面缺陷。

②本发明采用对水煮前后直流电压—泄漏电流试验数据及曲线以幂函数I=aU^b的关系进行拟合，拟合精度高，根据拟合结果对复合绝缘子是否存在界面缺陷进行定量分析，可以消除人为等主观因素的影响；

③本发明方法操作简捷，准确率高，检测成本相对其它方法低廉，可以用于35~1000kV交直流复合绝缘子界面缺陷检测。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明实施例水煮前后直流电压泄漏电流试验数据的拟合曲线图。

图3是本发明实施例的流程框图。

具体实施方式   

以下结合附图和实施例详细说明本发明技术方案。

参见图1，本发明实施例的复合绝缘子界面缺陷检测流程包括以下步骤：

步骤1，取复合绝缘子整支作为试样，首先对试样进行直流电压泄漏电流特性试验，得到水煮试验前的直流电压泄漏电流特性试验数据；然后对试样进行水煮实验，在12小时内取出试样后再次进行直流电压泄漏电流特性试验，得到水煮试验后的直流电压泄漏电流特性试验数据。

本发明技术方案既适用于交流复合绝缘子，也适用于直流复合绝缘子。

首先，取复合绝缘子整支作为试样进行直流电压泄漏电流特性试验，监测施加在试样上的直流电压及流过试样的泄漏电流。实施例的具体方式为，复合绝缘子的高压端施加直流高压，复合绝缘子的低压端经微安表接地，从0开始逐步升高对高压端施加的直流高压直到预设的试验电压，在升压过程中记录施加的直流电压数值及相应流过试样的泄漏电流数值，得到直流电压泄漏电流特性试验数据。建议在升压过程中记录施加的直流电压数值及相应流过试样的泄漏电流数值20次以上，以便有足够的数据保证后续拟合曲线的精度。电压单位为kV、相应的泄漏电流值单位为μA。

然后，取试样进行水煮试验，将试样浸入盛有0.1%重量百分浓度的NaCl溶液的容器中，可采用电加热的方法，沸腾24~48小时。具体实施时，也可以采用其他水煮试验具体实现方式，例如标准IEC62217、B 5892-1991、DLT810-2002等提供的方式。

水煮沸腾后试样仍保留在溶液中，直至冷却到不高于50℃，并在12小时内取出再次进行直流电压泄漏电流特性试验。具体试验方式与水煮前一样，同样在升压过程中记录施加的直流电压数值及相应流过试样的泄漏电流数值20次以上，得到水煮试验后的直流电压泄漏电流特性试验数据。

目前复合绝缘子的额定电压一般是35kv～1000kv，为便于实施起见，本发明提供建议进行直流电压泄漏电流特性试验时预设试验电压的方案如下表：

表1 直流电压泄漏电流特性试验的试验电压

额定电压(kV)	35	66	110	220	330	500	750	1000
									试验电压(kV)	100	150	200	300	400	600	850	1100

即试验电压按照以下方式预设，

当复合绝缘子的额定电压为35kv时，试验电压预设为100kv；

当复合绝缘子的额定电压为66kv时，试验电压预设为150kv；

当复合绝缘子的额定电压为110kv时，试验电压预设为200kv；

当复合绝缘子的额定电压为220kv时，试验电压预设为300kv；

当复合绝缘子的额定电压为330kv时，试验电压预设为400kv；

当复合绝缘子的额定电压为500kv时，试验电压预设为600kv；

当复合绝缘子的额定电压为750kv时，试验电压预设为850kv；

当复合绝缘子的额定电压为1000kv时，试验电压预设为1100kv。

步骤2，以幂函数I=aU^b关系对水煮试验前的直流电压泄漏电流特性试验数据进行曲线拟合，得到水煮前特征系数a₀和特征指数b₀；

以幂函数I=aU^b关系对水煮试验后的直流电压泄漏电流特性试验数据进行曲线拟合，得到水煮后特征系数a₁和特征指数b₁。

U表示直流电压数值，I表示泄漏电流数值，步骤1所记录施加的直流电压数值及相应流过试样的泄漏电流数值在

水煮前后直流电压泄漏电流特性试验数据及曲线的拟合图示例如图2，以直流电压U为横坐标，电压单位取kV，直流泄漏电流I为纵坐标，单位为μA。根据直流电压泄漏电流特性试验数据以幂函数I=aU^b关系进行曲线拟合，得到水煮前特征系数a₀、特征指数b₀及水煮后特征系数a₁、特征指数b₁。

步骤3，采用特征参数判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷。特征参数可以用特征系数比值或者特征指数变化率，特征系数比值λ₁=a₁/a₀，特征指数变化率λ₂=(b₀-b₁)/b₀*100%。

如图3，根据拟合结果计算特征系数比值λ₁= a₁/a₀及特征指数变化率λ₂= (b₀-b₁)/b₀*100%，由特征系数比值λ₁或特征指数变化率λ₂判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷。具体判断准则可由本领域技术人员根据实验设定。本发明建议当特征系数比值λ₁≥200或特征指数变化率λ₂≥30%时，可判断复合绝缘子存在界面缺陷。当特征系数比值λ₁<200或特征指数变化率λ₂<30%时，试验通过。

为说明本发明技术方案的效果起见，本发明对河北南网110kV运行复合绝缘子采用陡波冲击试验方法与本发明的方法进行了对比。在对10支抽样复合绝缘子作为试样进行界面缺陷检测时，试样全部通过陡波冲击试验，而采用本发明的方法测量得到其中一支复合绝缘子特征系数比值λ₁=357、特征指数变化率λ₂=37%，判断该绝缘子存在界面缺陷，将该绝缘子剖开进行检测发现有小部分护套与环氧棒之间存在粘接不良现象，表明本发明方法检测灵敏准确，满足实际应用要求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (4)

1.一种复合绝缘子界面缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，取复合绝缘子整支作为试样，首先对试样进行直流电压泄漏电流特性试验，得到水煮试验前的直流电压泄漏电流特性试验数据；然后对试样进行水煮实验，水煮实验后在12小时内取出试样后再次进行直流电压泄漏电流特性试验，得到水煮试验后的直流电压泄漏电流特性试验数据；

所述对试样进行直流电压泄漏电流特性试验的具体方式为，复合绝缘子的高压端施加直流高压，复合绝缘子的低压端经微安表接地，逐步升高对高压端施加的直流高压直到预设的试验电压，在升压过程中记录施加的直流电压数值及相应流过试样的泄漏电流数值，得到直流电压泄漏电流特性试验数据；

步骤2，以幂函数I=aU^b关系对水煮试验前的直流电压泄漏电流特性试验数据进行曲线拟合，得到水煮前特征系数a₀和特征指数b₀；

以幂函数I=aU^b关系对水煮试验后的直流电压泄漏电流特性试验数据进行曲线拟合，得到水煮后特征系数a₁和特征指数b₁；

其中，U表示直流电压数值，I表示泄漏电流数值；

步骤3，采用特征系数比值或者特征指数变化率判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷；所述特征系数比值λ₁=a₁/a₀，所述特征指数变化率λ₂=(b₀-b₁)/b₀*100%。

2.如权利要求1所述的复合绝缘子界面缺陷检测方法，其特征在于：试验电压按照以下方式预设，

当复合绝缘子的额定电压为35kv时，试验电压预设为100kv；

当复合绝缘子的额定电压为66kv时，试验电压预设为150kv；

当复合绝缘子的额定电压为110kv时，试验电压预设为200kv；

当复合绝缘子的额定电压为220kv时，试验电压预设为300kv；

当复合绝缘子的额定电压为330kv时，试验电压预设为400kv；

当复合绝缘子的额定电压为500kv时，试验电压预设为600kv；

当复合绝缘子的额定电压为750kv时，试验电压预设为850kv；

当复合绝缘子的额定电压为1000kv时，试验电压预设为1100kv。

3.如权利要求1或2所述的复合绝缘子界面缺陷检测方法，其特征在于：所述对试样进行水煮实验的具体方式为，包括将试样浸入0.1%重量百分浓度的NaCl溶液中沸腾24～48小时，沸腾后仍保留在溶液中冷却到不高于50℃。

4.如权利要求1或2所述的复合绝缘子界面缺陷检测方法，其特征在于：采用特征系数比值判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷时，当特征系数比值λ₁≥200时判断复合绝缘子存在界面缺陷；采用特征指数变化率判断该复合绝缘子是否存在界面缺陷时，当特征指数变化率λ₂≥30%时判断复合绝缘子存在界面缺陷。