CN103969294A - 硅油检测器、电力终端组件和硅油检测器的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是硅油检测器、电力终端组件和硅油检测器的使用方法。公开一种硅油检测器，包括导电层，所述导电层以有机硅聚合物材料作为基体材料，并在该有机硅聚合物材料中添加导电粒子，并且当所述导电层接触到硅油时，所述有机硅聚合物材料会发生溶胀，从而导致导电层的电阻增加。本发明利用有机硅聚合物基导电层接触到硅油时，有机硅聚合物会快速发生溶胀，从而使有机硅聚合物基导电层的电阻发生突跃变化，并根据电阻的变化发出报警信号。本发明的硅油检测器具有响应信号强、响应快并且响应持久的特点，便于及时发现漏油现象。而且，该有机硅聚合物基硅油检测器不受水的影响，因此适用于户外。
Description
技术领域
本发明涉及一种硅油检测器，尤其涉及一种用于检测从填充有硅油的户外电力终端中泄漏出的硅油的硅油检测器。
背景技术
填充有硅油的高压户外电力终端可以用于170kV高压工程领域，例如，充油高压电缆配件。然而，有时这些户外电力终端存在漏油的风险，漏油会导致很严重的电力故障。同时，由于这些户外电力终端往往安装在离地面很高的部位，这些漏油现象很难及时被发现。
在现有的用于检测漏油的检测器中，一般是根据漏油包裹导电粒子表面使得导电层的电阻发生变化的特性来检测是否存在漏油现象。因此，现有的油检测器一般直接采用导电粒子本身组成导电层或者是将导电粒子加到多孔材料如PTFE中形成导电层。但是，这种现有的油检测器存在如下缺点：
1)当漏油包裹住导电粒子时，导电层的电阻变化不是非常快速和显著，因此，检测灵敏度不够，容易出现漏油报警不及时的现象，难以及时发现高压电缆配件中的漏油现象，从而存在由漏油引起的严重电力故障的隐患；
2)当雨水或其它液体滴落到导电层上时，也会使导电层的电阻发生变化，因此，当在户外使用时，必须在导电层上提供一种能够防水但透油的特殊防护膜，因此，结构复杂，成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的前述技术问题，本发明旨在于提供一种能够快速且准确地检测到硅油泄漏的硅油检测器。
根据本发明的一个方面，提供一种硅油检测器，包括导电层，所述导电层以有机硅聚合物材料作为基体材料，并在该有机硅聚合物材料中添加导电粒子，并且当所述导电层接触到硅油时，所述有机硅聚合物材料会发生溶胀，从而导致导电层的电阻增加。
根据本发明的另一个优选实施例，所述有机硅聚合物材料包含硅橡胶、有机硅胶黏剂和有机硅涂料中的至少一种。
根据本发明的一个优选实施例，所述导电粒子包括炭黑、石墨、银粉、铜粉、镀银镍粉、镍粉、铁粉、铝粉、炭化钛、镀银铜粉、镀银铝粉和镀银玻璃粉中的至少一种。
根据本发明的另一个优选实施例，所述硅油检测器还包括：与所述导电层电接触的第一电极；和与所述导电层电接触的第二电极。
根据本发明的另一个优选实施例，所述硅油检测器还包括：绝缘主体，所述第一电极和第二电极设置在所述绝缘主体上。
根据本发明的另一个优选实施例，所述导电层通过涂敷的方式形成在所述绝缘主体上。
根据本发明的另一个方面，提供一种电力终端组件，包括：电力终端；和安装在电力终端上如前所述的硅油检测器。
根据本发明的另一个方面，提供一种电力终端组件，包括：电力终端；位于电力终端的下方的漏斗形接油盘；和设置在漏斗形接油盘的下方的如前所述的硅油检测器。其中，所述漏斗形接油盘的喇叭口朝向所述电力终端，收缩口朝向所述硅油检测器，用于将从电力终端泄漏出的硅油收集到硅油检测器上。
根据本发明的另一个方面，提供一种硅油检测器的使用方法，包括如下步骤：将前述硅油检测器放置在填充有硅油的户外电力终端的下方，用于检测所述户外电力终端是否存在硅油泄漏。
根据本发明的一个优选实施例，所述硅油检测器的导电层直接暴露在户外环境中，其上没有任何防水膜。
与现有技术相比，在本发明的各个实施例中，利用有机硅聚合物基导电层接触到硅油时，有机硅聚合物会快速发生溶胀或溶解，从而使有机硅聚合物基导电层的电阻发生突跃变化，并根据电阻的变化发出报警信号。本发明的硅油检测器具有响应信号强、响应快并且响应持久的特点，便于及时发现漏油现象，可方便检查人员观察和处理漏油现象，最大限度地保护电力安全系统。另外，该有机硅聚合物基检测器不受水的影响，因此其制备简单，使用便捷。
这种有机硅复合材料可以是有机硅与导电碳粉或者是有机硅与导电金属粉末的混合材料，这样的复合材料可以通过电阻值的变化来跟踪是否有漏油现象。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实施例的硅油检测器的结构示意图；
图2显示将图1所示的硅油检测器安装在水平方向的户外电力终端上的示意图；
图3显示将图1所示的硅油检测器安装在竖直方向的户外电力终端上的示意图；和
图4显示将图1所示的硅油检测器安装在户外电力终端的下方并通过漏斗形接油盘将从户外电力终端泄漏出的硅油会聚到硅油检测器上的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实例性的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1显示根据本发明的一个实施例的硅油检测器的结构示意图。如图1所示，图示的硅油检测器主要包括绝缘主体100、设置在绝缘主体100的表面上的一对电极301、302、以及布置在绝缘主体100的表面上并与一对电极301、302电接触的导电层200。
在图1所示的实施例中，绝缘主体100可以是印刷电路板，而一对电极301、302可以是设置在印刷电路板上的一对金属连接端子。
但是，请注意，本发明的硅油检测器的结构不限于图示的实施例，例如，可以将导电层200设置在一个具有开口的容器中。
在本发明的实施例中，导电层200以有机硅聚合物材料作为基体材料，并在该有机硅聚合物材料中添加导电粒子，从而形成有机硅聚合物基导电层200。本发明是根据有机硅聚合物基导电层200接触到硅油时，有机硅聚合物会快速发生溶胀或溶解，从而使有机硅聚合物基导电层200的电阻发生突跃变化的特性来检测是否存在漏油现象。本发明的硅油检测器具有响应信号强、响应快并且响应持久的特点，便于及时发现漏油现象，可方便检查人员观察和处理漏油现象，最大限度地保护电力安全系统。
另外，该有机硅聚合物基检测器不受水的影响，因此其制备简单，使用便捷。因此，本发明的硅油检测器的导电层200可以直接暴露在户外环境中，其上无需任何防水膜。例如，可以将本发明的硅油检测器直接放置在填充有硅油的户外电力终端的下方，当户外电力终端中的硅油泄漏出时，会直接滴落到硅油检测器的导电层上，从而能够方便地并且可靠地检测户外电力终端是否存在硅油泄漏。
在本发明的一个实施例中，有机硅聚合物材料可以包含硅橡胶、有机硅胶黏剂和有机硅涂料中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，导电粒子可以包括炭黑、石墨、银粉、铜粉、镀银镍粉、镍粉、铁粉、铝粉、炭化钛、镀银铜粉、镀银铝粉和镀银玻璃粉中的至少一种。
在本发明的一个实施例中，导电层200可以为通过涂敷的方式形成在绝缘主体100上的导电涂层。
下面将根据如2、图3和图4介绍具有前述硅油检测器10的户外电力终端组件。
图2显示将图1所示的硅油检测器10安装在水平方向的户外电力终端20上的示意图。
如图2所示，硅油检测器10可以安装在水平方向的户外电力终端20的下部表面上，这样，当户外电力终端20发生漏油时，泄漏出的硅油就会流到硅油检测器10的导电层200上，从而能够及时检测出是否存在漏油。
图3显示将图1所示的硅油检测器10安装在竖直方向的户外电力终端20上的示意图。
如图3所示，硅油检测器10可以安装在竖直方向的户外电力终端20的下端表面上，这样，当户外电力终端20发生漏油时，泄漏出的硅油就会流到硅油检测器10的导电层200上，从而能够及时检测出是否存在漏油。
图4显示将图1所示的硅油检测器10安装在户外电力终端20的下方并通过漏斗形接油盘30将从户外电力终端20泄漏出的硅油会聚到硅油检测器10上的示意图。
如图4所示，漏斗形接油盘30布置在户外电力终端20的下方，前述硅油检测器10设置在漏斗形接油盘30的下方，漏斗形接油盘30的喇叭口朝向户外电力终端20，收缩口朝向硅油检测器10，从而能够将从户外电力终端20泄漏出的硅油收集到硅油检测器10上，提高检测的准确性、及时性和灵敏度。
含有导电粒子的导电硅橡胶通常是用来做导电材料和电磁屏蔽材料如电子产品按键，机箱、机柜、方舱等电子和微波波导系统，连接器衬垫等。而本发明将导电硅橡胶材料应用到硅油检测的传感器上。选用导电硅橡胶做涂层，调节导电粒子含量，种类和厚度，得到一定电阻值的传感器，而当有硅油泄露到传感器上时，由于硅油对硅橡胶的溶胀作用，电阻值在较短的时间内发生突然升高。
本发明选用的导电有机硅聚合物具有特殊性。硅油能使所用有机硅聚合物快速溶胀而产生电阻变化的信号。而硅油不能很好的或快速地溶胀其它类型聚合物，因此其它类型的含导电粒子的聚合物复合材料不宜作为此类传感器来检测硅油的泄漏。
下面将列举本发明的有机硅聚合物基硅油检测器的几个实例。
【实例1】
用含导电炭黑的液体硅橡胶在两电极上及两电极间涂敷一层薄膜，置于烘箱内升温至160℃固化2小时，然后冷却至室温。得到含11.9wt％导电炭黑的硅橡胶涂层。
室温下测量电极间的电阻稳定在7.98kΩ。加一滴硅油到电极上硅橡胶上，半小时内，电阻从7.98kΩ升高到12.45kΩ并保持稳定。电阻值升高56.0％。
【实例2】
用含导电炭黑的液体硅橡胶在两电极上及两电极间涂敷一层薄膜，置于烘箱内升温至160℃固化2小时，然后冷却至室温。得到含20.6wt％导电炭黑的硅橡胶涂层。
室温下测量电极间的电阻稳定在1.75kΩ。加一滴硅油到电极上硅橡胶上，半小时内，电阻从1.75kΩ升高到2.86kΩ并保持稳定。电阻值升高63.4％。
【实例3】
用含银粉的液体硅橡胶在两电极上及两电极间涂敷一层薄膜，置于烘箱内升温至160℃，保温2小时固化，然后冷却至室温。得到含80.2wt％银粉的导电硅橡胶涂层。
室温下测量电极间的电阻为0.21kΩ。当一滴硅油滴到硅橡胶上，半小时内，电阻从0.21kΩ升高到0.41kΩ并保持稳定。电阻值升高95.2％。
【实例4】
用含镀银镍粉的液体硅橡胶在两电极上及两电极间涂敷一层薄膜，置于烘箱内升温至160℃，保温2小时固化。然后冷却至室温。得到含74.3wt％镀银镍粉的导电硅橡胶涂层。
室温下测量电极间的电阻为0.48kΩ。当一滴硅油滴到硅橡胶上，半小时内，电阻从0.48kΩ升高到0.85kΩ并保持稳定。电阻值升高77.1％。
【实例5】
用含铜粉的液体硅橡胶在两电极上及两电极间涂敷一层薄膜，置于烘箱内升温至160℃，保温2小时固化。然后冷却至室温。得到含72.3wt％铜粉的导电硅橡胶涂层。
室温下测量电极间的电阻为0.68kΩ。当一滴硅油滴到硅橡胶上，半小时内，电阻从0.68kΩ升高到1.16kΩ并保持稳定。电阻值升高70.6％。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种硅油检测器，包括导电层(200)，其特征在于：
所述导电层(200)以有机硅聚合物材料作为基体材料，并在该有机硅聚合物材料中添加导电粒子，并且
当所述导电层(200)接触到硅油时，所述有机硅聚合物材料会发生溶胀，从而导致导电层(200)的电阻增加。
2.根据权利要求1所述的硅油检测器，其特征在于：所述有机硅聚合物材料包含硅橡胶、有机硅胶黏剂和有机硅涂料中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的硅油检测器，其特征在于：
所述导电粒子包括炭黑、石墨、银粉、铜粉、镀银镍粉、镍粉、铁粉、铝粉、炭化钛、镀银铜粉、镀银铝粉和镀银玻璃粉中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的硅油检测器，还包括：
与所述导电层(200)电接触的第一电极(301)；和
与所述导电层(200)电接触的第二电极(302)。
5.根据权利要求4所述的硅油检测器，还包括：
绝缘主体(100)，所述第一电极(301)和第二电极(302)设置在所述绝缘主体(100)上。
6.根据权利要求5所述的硅油检测器，其特征在于：
所述导电层(200)通过涂敷的方式形成在所述绝缘主体(100)上。
7.一种电力终端组件，包括：
电力终端(20)；和
安装在电力终端(20)上的根据权利要求1-6中的任一项所限定的硅油检测器(10)。
8.一种电力终端组件，包括：
电力终端(20)；
位于电力终端(20)的下方的漏斗形接油盘(30)；和
设置在漏斗形接油盘(30)的下方的根据权利要求1-6中的任一项所限定的硅油检测器(10)，
其中，
所述漏斗形接油盘(30)的喇叭口朝向所述电力终端(20)，收缩口朝向所述硅油检测器(10)，用于将从电力终端(20)泄漏出的硅油收集到硅油检测器(10)上。
9.一种硅油检测器的使用方法，包括如下步骤：
将前述权利要求1-6中的任一项的硅油检测器放置在填充有硅油的户外电力终端的下方，用于检测所述户外电力终端是否存在硅油泄漏。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：
所述硅油检测器的导电层(200)直接暴露在户外环境中，其上没有任何防水膜。
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