CN103308827A - 复合绝缘子电压老化试验方法及试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合绝缘子电压老化试验方法及试验装置，涉及一种复合绝缘子老化试验方法及试验装置，本发明的老化试验方法的要点为给试验样品接通频率高于复合绝缘子工作频率的交流电。本发明的老化试验装置包括用于给试验样品输出频率高于复合绝缘子工作频率的交流电压的电压输出装置。本发明的试验方法和试验装置模拟复合绝缘子实际运行中的电场环境，利用局部放电的基本理论，通过升高加在复合绝缘子的交流电压频率来增加局部放电的次数，从而加速复合绝缘子的电老化，本发明的试验方法和试验装置能够有效评估复合绝缘子在实际运行中硅橡胶伞裙护套和环氧树脂芯棒内部以及两者之间的界面的电老化性能，为复合绝缘子的生产提供了重要参考。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合绝缘子老化试验方法及试验装置，具体涉及一种复合绝缘子电压老化试验方法及试验装置。
背景技术
复合绝缘子是由硅橡胶伞裙护套、环氧树脂芯棒和端部金具三部分组成的。复合绝缘子在制造过程中，由于各种原因，可能在硅橡胶或芯棒内部存在微小的气隙或气泡，复合绝缘子在长期的运行中也会有低分子物质从硅橡胶伞群护套或芯棒中分解出来，此外硅橡胶伞群护套与芯棒的粘接界面在潮气和电场的长时间作用下，可能发生粘接质量下降甚至是脱粘的现象，这些都为复合绝缘子在高压端附近的局部放电创造了条件。
现有的复合绝缘子老化试验包括盐雾试验、紫外线试验、转轮法试验等，这些试验方法主要是评估复合绝缘子表面的老化性能，并不能有效地评估复合绝缘子在电场的作用下硅橡胶和环氧树脂芯棒内部以及两者之间的界面的电老化性能，然而，所述电老化性能对复合绝缘子的性能有着重要影响。复合绝缘子在实际运行时的电场分布是极不均匀的，高压端的电场比其它部位的电场强度要高得多,少数复合绝缘子在运行数年后，在高压端附件会发生温升的现象，发生温升的复合绝缘子有进一步发展到断串事故的危险，交流复合绝缘子绝缘子比直流复合绝缘子发生该类型事故的概率要大很多，表明交变电场引起的局部放电对复合绝缘子的老化作用要比静电场要明显得多。在实际运行中，复合绝缘子在电场作用下发生的断串事故主要是长期的局部放电引起的电老化所致，因此，亟需一种老化试验方法来评估复合绝缘子在电场作用下的老化性能。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明提供一种模拟实际运行中复合绝缘子内的电场环境、可对复合绝缘子的电老化性能进行测试的复合绝缘子电压老化试验方法及试验装置。
为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
复合绝缘子电压老化试验方法，给试验样品接通频率高于复合绝缘子工作频率的交流电。
其中，所述复合绝缘子工作频率为50Hz。
进一步地，所述交流电的频率不低于300Hz。
其中，给试验样品接通的交流电的电压值不低于试验样品的工作电压值。
其中，试验环境的温度为室温恒定值或在一温度范围内循环变化，所述温度范围为-35℃~+60℃；试验环境的相对湿度为恒定值或在一相对湿度范围内循环变化，所述相对湿度范围为20%~98%。
复合绝缘子电压老化试验装置，包括用于给试验样品输出频率高于复合绝缘子工作频率的交流电压的电压输出装置。
其中，所述电压输出装置包括交流电源和变频器，交流电源把频率不高于复合绝缘子工作频率的交流电提供给变频器，变频器将其调整至频率高于复合绝缘子的工作频率再输出到试验样品。
进一步地，所述电压输出装置还包括调压器和变压器，交流电源的交流电经过调压器后再经过变压器提供给变频器。
其中，所述试验装置还包括用于测量试验样品两端电压的电压表、用于测量试验样品电流的电流表和与电流表并联连接的电流表保护电阻。
其中，所述试验装置还包括用于控制试验环境温湿度的温湿度控制装置。
本发明的有益效果是：本发明的试验方法和试验装置模拟复合绝缘子实际运行中的电场环境，利用局部放电的基本理论，通过升高加在复合绝缘子的交流电压频率来增加局部放电的次数，从而加速复合绝缘子的电老化，使用本发明的试验方法和试验装置能够有效地评估复合绝缘子在实际运行中硅橡胶伞裙护套和环氧树脂芯棒内部以及两者之间的界面的电老化性能，为复合绝缘子的生产提供了重要参考。
附图说明
图1本发明的复合绝缘子电压老化试验装置的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图是实施例，对本发明作进一步详细说明。
现有的复合绝缘子的老化试验方法主要包括盐雾试验、紫外线试验、转轮法试验等，这些老化试验方法主要评估复合绝缘子的表面老化性能，不能有效地评估复合绝缘子在电场作用下硅橡胶伞群护套和环氧树脂芯棒内部以及伞群护套和芯棒之间的界面之间的电老化性能。
本发明提供一种模拟实际运行中复合绝缘子内的电场环境、可对复合绝缘子的电老化性能进行测试的复合绝缘子电压老化试验方法及试验装置。本发明的复合绝缘子电压老化试验方法主要依据以下交流电压下发生局部放电的几条基本理论：
1. 局部放电时的每次放电电荷与试验样品本身有关，与电压与电压频率无关；
2. 局部放电时的每次放电能量与试验样品本身有关，与电压与电压频率无关；
3. 在一定电压下，一定时间内局部放电的次数与施加电压的频率成正比；
4. 每次局部放电的时间极短，为1ns～100ns（ns为纳秒）。
根据以上的局部放电基本理论，可以将作为试验样品的复合绝缘子接通交流电，并利用提高电压频率的方法来增加一定时间内的局部放电的次数，从而加快复合绝缘子的电老化速度，达到对复合绝缘子进行电老化性能进行测试的目的。由上述局部放电的基本理论的第1条和第2条可知，升高电压和电压频率不会影响到局部放电时每次放电的电荷和能量，因此采用提高电压频率的方法来进行试验是可行的。
在本实施例中，可以作为试验样品的有两种，一种是无缺陷的复合绝缘子成品或短样，另一种是无缺陷的带护套的芯棒。所述无缺陷的复合绝缘子成品为正常生产的复合绝缘子成品，并在复合绝缘子上装配好相应的均压环装置以及与复合绝缘子配合使用的线路金具、附件等，由于试验条件限制而不适合使用复合绝缘子成品的情况下，可以使用短样进行试验，但短样的绝缘长度应当不小于800mm，同时短样两端的金属附件与正常生产的复合绝缘子必须保持一致；所述带护套的芯棒应当无割伤、压伤等缺陷，同时外表面应当保持清洁，用有金刚石层的圆锯片从正常生产的复合绝缘子上沿与芯棒轴线成90°的方向切割，切割完成后的切面用细纱布打光，细纱布的砂粒大小为180目，带护套的芯棒两端端面应平行并保持清洁，带护套的芯棒的长度可根据试验装置的电压条件选取，优选长度为30～100mm。
如图1所示为本发明的复合绝缘子电压老化试验装置的结构示意图，该试验装置包括用于给试验样品输出交流电的交流电源、调压器、变压器T和变频器，交流电源的交流电经过调压器后再经过变压器T提供给变频器，变频器升高交流电的频率后将交流电输出到试验样品，如图1所示，该试验装置还包括用于测量试验样品两端电压的电压表V、用于测量试验样品电流的电流表A和与电流表A并联连接的电流表保护电阻R。装配该试验装置时，应当保证试验样品与接地物或者邻近物体之间的距离不小于试验样品高压部分与接地部分间最小距离的1.5倍，如果试验样品与接地物或者领近物体之间的距离过小，在试验过程中就有可能发生漏电的现象，因此使试验样品与接地物或者邻近物体之间的距离不小于试验样品高压部分与接地部分间最小距离的1.5倍一方面可以保证与该试验装置领近的物体不被电击，另一方面也让从交流电源输出来的电场能量全部作用在试验样品上，从而保证试验效果。该试验装置还包括用于控制试验环境温湿度的温湿度控制装置，本实施例中温湿度控制装置为温湿度控制箱，试验样品设置在温湿度控制箱内。
将试验样品与线路金具、均压环、导线等附件装配好并安装在所述试验装置后，通过所述调压器、变压器和所述变频器分别设置好施加在试验样品的电压和电压频率，然后接通电源开始老化试验。变频器将交流电的频率升高，使接在试验样品两端的交流电的频率高于复合绝缘子工作频率，在我国，公共电网的交流电频率为50Hz，因此这里所说的复合绝缘子工作频率为50Hz，在本实施例中，作为优选，给试验样品接通的交流电频率为300Hz～10kHz，选取高频率作为试验用的交流电频率可以增加一定时间内试验样品局部放电的次数，从而加速试验样品的电老化。给试验样品接通的交流电的电压为试验电压，试验电压大小为试验样品的工作电压以上，选取合适的试验电压的目的是使进行试验时试验样品的电场强度分布与实际运行时复合绝缘子的电场强度分布一致或相似。调节温湿度控制箱内的温度和湿度，以模拟实际运行中复合绝缘子所处的温湿度环境，通过温湿度控制箱控制试验样品所处的试验环境，控制试验环境的温度为室温恒定值或在一温度范围内循环变化，所述温度的优选范围为-35℃~+60℃；控制试验环境的相对湿度为恒定值或在一相对湿度范围内循环变化，所述相对湿度的优选范围为20%~98%。采用本发明的复合绝缘子电压老化试验方法及试验装置进行试验的试验时间具体依据研究的需要进行选择，在本实施例中，优选的试验时间为100小时至1000小时，如果试验过程中试验样品发生击穿现象，应立即终止试验。
在进行试验的过程中，定期用红外测温仪测量试验样品的温升情况，并记录好发生温升的时间和温度值。不同的试验样品在相同的试验条件下进行试验，耐受时间越长（耐受时间为从试验开始到试验样品的温度达到温度阈值或者试验样品被击穿的时间），电老化性能越好。因此，采用本发明的复合绝缘子电压老化试验方法及试验装置进行试验的结果可用于实际生产中对不同复合绝缘子产品进行筛选，同时也对不同的配方、生产工艺进行优劣评估。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.复合绝缘子电压老化试验方法，其特征在于：给试验样品接通频率高于复合绝缘子工作频率的交流电。
2.根据权利要求1所述的复合绝缘子电压老化试验方法，其特征在于：所述复合绝缘子工作频率为50Hz。
3.根据权利要求1所述的复合绝缘子电压老化试验方法，其特征在于：所述交流电的频率不低于300Hz。
4.根据权利要求1所述的复合绝缘子电压老化试验方法，其特征在于：给试验样品接通的交流电的电压值不低于试验样品的工作电压值。
5.根据权利要求1所述的复合绝缘子电压老化试验方法，其特征在于：试验环境的温度为室温恒定值或在一温度范围内循环变化，所述温度范围为-35℃~+60℃；试验环境的相对湿度为恒定值或在一相对湿度范围内循环变化，所述相对湿度范围为20%~98%。
6.复合绝缘子电压老化试验装置，其特征在于：包括用于给试验样品输出频率高于复合绝缘子工作频率的交流电压的电压输出装置。
7.根据权利要求6所述的复合绝缘子电压老化试验装置，其特征在于：所述电压输出装置包括交流电源和变频器，交流电源把频率不高于复合绝缘子工作频率的交流电提供给变频器，变频器将其调整至频率高于复合绝缘子的工作频率再输出到试验样品。
8.根据权利要求7所述的复合绝缘子电压老化试验装置，其特征在于：所述电压输出装置还包括调压器和变压器，交流电源的交流电经过调压器后再经过变压器提供给变频器。
9.根据权利要求6所述的复合绝缘子电压老化试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括用于测量试验样品两端电压的电压表、用于测量试验样品电流的电流表和与电流表并联连接的电流表保护电阻。
10.根据权利要求6所述的复合绝缘子电压老化试验装置，其特征在于：所述试验装置还包括用于控制试验环境温湿度的温湿度控制装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 523012 Jing Hui Road, Dongguan, Dongcheng District, Guangdong Province Applicant after: LONG YUAN HIGH-ENERGY ELECTRICAL LIMITED BY SHARE LTD. Address before: 523128 No. 2, Fai Fai Road, Dongguan, Guangdong, Dongcheng District Applicant before: Dongguan Gaoneng Electric Co., Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: DONGGUAN GAONENG ELECTRIC CO., LTD. TO: CHANGYUAN GAONENG ELECTRIC CO., LTD. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160824 Termination date: 20170522 |