CN104459029A - 基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，包括：(1)截取多支样品，并记录在截取前各样品上的明显老化现象；(2)对各样品进行水煮预老化处理；(3)对各样品进行加压试验，记录泄漏电流值以及局部异常温升现象；(4)对各样品进行解剖并沿径向拉扯其伞裙，记录各样品的芯棒表面硅橡胶材料的残余量；(5)根据记录结果，按照验收标准对各样品进行验收。本发明通过水煮带护套的绝缘子，加速了复合绝缘子交界面的老化，可以对存在交界面隐患的绝缘子进行早期预测，且同时使用水扩散与解剖法，能大大降低交界面缺陷的漏检率，可有效的检出复合绝缘子的交界面缺陷，具有准确度高、易于实现、低成本等优点。

Description

基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法

技术领域

本发明涉及复合绝缘子的检测技术领域，尤其涉及一种基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法。

背景技术

复合绝缘子是由玻璃纤维树脂的芯棒、合成材料的护套、伞裙和两端的连接金具组成的绝缘子，由于其重量轻、强度高、耐污闪性能强、制造维护方便等众多优点而在电力系统中得到了广泛的应用。为了不断改进复合绝缘子的工艺，提高它的质量，需要对复合绝缘子的各部分组件进行鉴定实验，以确定最优的绝缘子设计方案与材料组合。

标准IEC6227-2005即标称电压大于1000V的室内外用聚合绝缘子定义、实验方法和验收准则，收录了绝大部分常见的针对1000V以上绝缘子质量的鉴定实验，其中，仅有三种可以鉴定复合绝缘子交界面质量的实验方法：1、肉眼观察法。通过肉眼直接观测复合绝缘子交界面的缺陷如护套、伞裙、金具等部位有无开裂，有无电蚀损、粉化、漏电痕迹等。2、陡波实验。实验方法：将复合绝缘子在盐水中水煮后，对其施加冲击电压，观察绝缘子的放电波形是否存在畸变，以及是否出现击穿现象，从而判断绝缘子交界面的质量。3、工频干耐受实验。实验方法：将复合绝缘子在盐水中水煮后，对其施加30分钟80％的闪络电压，在温升是不超过10摄氏度时，观察绝缘子的温度变化，并依此判断绝缘子交界面的质量。

但是，上述三种鉴定复合绝缘子交界面质量的实验方法均不能鉴别护套与芯棒交界面的脱粘类缺陷，其中肉眼观察法通常仅针对于护套材料发生老化，例如粉化，开裂，而对于交界面缺陷，尤其是早起交界面缺陷无效果。而陡波实验漏检率极高，多地研究者的共同研究结果表明，即使施加电压的陡度超过GB/T 19519-2004及DL 810-2002的规定，仍不能将部分交界面存在缺陷的绝缘子检出。至于工频干耐受试验，则不是针对内部交界面缺陷。因此有必要提出一种新的针对高压复合绝缘子的交界面缺陷检验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，能够有效地检验出复合绝缘子的各种交界面缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，包括步骤：

(1)从待检测的同一支复合绝缘子上截取多支样品，并记录在截取前各样品上的明显老化现象；

(2)将各样品分别放入水煮容器中进行水煮预老化处理；

(3)对各样品进行加压试验，记录加压过程中各样品的泄漏电流值以及局部异常温升现象；

(4)对水煮后的各样品进行解剖并沿径向拉扯其伞裙，使得各样品的护套与芯棒脱离或伞裙与护套被撕裂，记录各样品的芯棒表面硅橡胶材料的残余量；

(5)根据记录结果，按照预定的验收标准对各样品进行验收，若其中有任一支样品不符合验收标准，则判定所述复合绝缘子的交界面存在缺陷。

优选地，所述步骤(1)中，从待检测的复合绝缘子上截取6支样品，样品位置分别位于绝缘子高压侧、中压侧与低压侧，每部位截取相邻2支，样品长度为30mm。

优选地，所述绝缘子高压侧位置距高压金具不超过2个伞裙单元，所述中压侧与低压侧位置距地不超过2个伞裙单元。

优选地，所述步骤(1)中还包括：在截取各样品后，应用细砂纸研磨各样品的界面以及界面边缘。

优选地，所述步骤(2)中，对于护套厚度小于等于5mm的样品，其水煮时间为100±0.5h；对于厚度大于5mm的样品，其水煮时间为200h。

优选地，所述步骤(2)中，在对各样品进行水煮时采用NacL浓度0.1％的去离子水。

优选地，所述步骤(2)中还包括：在对各样品进行水煮预老化后，取出各样品并将其在常温去离子水中浸泡15分钟后用滤纸将水吸干。

优选地，所述步骤(3)中，在对各样品进行加压试验过程中，起始电压为1kV，升压速度为每秒1kV，直至实验电压达到12kV后维持该电压在2分钟内不变。

优选地，所述步骤(4)中，在对各样品解剖过程中，若所述复合绝缘子为整体注射成型，则以合膜缝为切割线来划开样品的伞裙和护套；若所述复合绝缘子为挤包穿伞成型，则以任意一条轴向直线为切割线来划开样品的伞裙和护套，划开深度直至其芯棒但不损伤芯棒。

优选地，所述步骤(5)中，所述验收标准具体为：

a、在截取样品前，样品表面无明显老化现象；

b、对于水煮后的样品，在加压过程中其泄漏电流值与电压成线性增长；

c、对于水煮后的样品，在加压过程中其泄漏电流不超过1mA；

d、对于水煮后的样品，在加压过程中，根据使用红外相机拍摄的结果，无明显的局部温升区域，各区域间温差不超过1K；

e、在对水煮后的样品进行解剖时，极难将护套从芯棒上剥离，在剥离后芯棒表面残存硅橡胶的面积超过70％。

本发明的检测方法基于水扩散和解剖，与现有技术相比，有益效果在于：

1)传统的水煮方法通常针对未带护套的绝缘子芯棒材料进行，考量的是材料的抗水解能力，而解剖方法则仅能检出交界面存在严重缺陷的绝缘子。本发明通过水煮带护套的绝缘子，加速了复合绝缘子交界面的老化，可以对存在交界面隐患的绝缘子进行早期预测，能够有效的检出复合绝缘子的交界面缺陷，适用于对新出厂绝缘子或挂网运行不久的绝缘子的抽检。

2)传统的泄漏电流与解剖方法存在一定漏检率，试验表明，对于解剖法剖出带缺陷的绝缘子，其泄漏电流未必高，而对于泄漏电流高的绝缘子，其解剖法未必能检出明显的脱粘。因此本发明同时使用2种方法能大大降低交界面缺陷的漏检率。中国南方电网(昆明)特高压基地在使用该方法对绝缘子交界面缺陷的检出率超过95％。

3)本发明提出了对不同护套厚度的绝缘子，采用不同时长水煮的方法，提高了检测的准确性。

4)本发明操作简便，极易实施，且花费小。

附图说明

图1为本发明实施例中复合绝缘子交界面缺陷检测方法流程图；

图2为本发明实施例中对样品进行水煮预老化的水煮容器的结构示意图；

图3为本发明实施例中对样品进行加压试验的加压电极结构示意图；

图4为本发明实施例中对样品进行加压试验过程中的加压电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例中，复合绝缘子交界面缺陷检测方法包括以下步骤：

101、样品的选取：

从同一支复合绝缘子上截取6支样品，样品位置分别位于绝缘子高压侧(距高压金具不超过2个伞裙单元)，中压侧与低压侧(距地不超过2个伞裙单元)，每部位截取相邻2支，样品长度为30mm，在使用金刚锯进行截取，截取后，应用细砂纸研磨界面以及界面边缘以保证界面光滑，无毛刺。

102、对样品进行水煮预老化：

首先使用酒精对样品表面进行擦洗，去除表面污秽，如果绝缘子表面有裂纹，粉化，蚀孔等明显的损伤，应进行记录。将绝缘子放入如图2所示的水煮容器中进行水煮预老化(图2中，1为水煮容器，2为样品，水煮容器1包括冷凝区11、冷凝管12、加热板13)，水煮时采用NacL浓度0.1％的去离子水。对于护套厚度小于等于5mm的样品，水煮时间推荐为100±0.5h，对于厚度大于5mm的样品，推荐水煮时间200h。水煮后，将样品取出，在常温去离子水中浸泡15分钟后用滤纸将吸干。

103、对样品进行加压试验：

对电极结构进行加压，绝缘子样品2与电极3的连接如图3所示(该图中，3为金属电极，2为样品)，而一个典型的加压电路如图4所示。将绝缘子样品夹在2片电极之间，端部嵌入凹槽内。起始电压为1kV(AC)，升压速度为每秒1kV，直至实验电压达到12kV(AC)，维持该电压在2分钟内不变。记录实验过程中，各样品的泄漏电流值，并使用红外相机对绝缘子样品进行观察。观察有无局部异常温升出现。本实施例中，图4所示的加压电路包括：分压器T1、高压变压器T2、高压表V、泄露电流检测装置即毫安表mA、毫安表保护电路Pr以及电极结构S。

104、对水煮后的样品进行解剖：

用锋利的工具刀将伞裙和护套沿着合膜缝划开(若绝缘子成型工艺不是整体注射而是挤包穿伞，则可任选一条轴向直线作为切割线)，深度要直至芯棒，但尽量不损伤芯棒。之后，用力沿径向拉扯绝缘子伞裙，直至护套与芯棒脱离或伞裙与护套被撕裂。观察并记录芯棒表面硅橡胶材料的残余情况(硅橡胶为护套的材料)。

105、根据步骤101-104的试验结果进行验收，验收标准如下：

a、在截取样品前，绝缘子表面无裂纹，粉化，变硬，蚀孔等明显的老化现象。

b、对于水煮后的样品，在加压过程中。泄漏电流值与电压成线性增长。

c、对于水煮后的样品，在加压过程中，泄漏电流不超过1mA。

d、对于水煮后的样品，在加压过程中，根据使用红外相机拍摄的结果，无明显的局部温升区域，各区域间温差不超过1K。

e、在对水煮后的样品进行解剖时，极难将护套从芯棒上剥离，在剥离后，芯棒表面残存硅橡胶的面积超过70％。

同一支绝缘子上的6支样品中，每支样品均需满足上述5项验收标准，如果一支不符，则判定绝缘子交界面存在缺陷。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，该方法包括步骤：

(1)从待检测的同一支复合绝缘子上截取多支样品，并记录在截取前各样品上的明显老化现象；

(2)将各样品分别放入水煮容器中进行水煮预老化处理；

(3)对各样品进行加压试验，记录加压过程中各样品的泄漏电流值以及局部异常温升现象；

(4)对水煮后的各样品进行解剖并沿径向拉扯其伞裙，使得各样品的护套与芯棒脱离或伞裙与护套被撕裂，记录各样品的芯棒表面硅橡胶材料的残余量；

(5)根据记录结果，按照预定的验收标准对各样品进行验收，若其中有任一支样品不符合验收标准，则判定所述复合绝缘子的交界面存在缺陷。

2.如权利要求1所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中，从待检测的复合绝缘子上截取6支样品，样品位置分别位于绝缘子高压侧、中压侧与低压侧，每部位截取相邻2支，样品长度为30mm。

3.如权利要求2所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述绝缘子高压侧位置距高压金具不超过2个伞裙单元，所述中压侧与低压侧位置距地不超过2个伞裙单元。

4.如权利要求1所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(1)中还包括：在截取各样品后，应用细砂纸研磨各样品的界面以及界面边缘。

5.如权利要求1所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，对于护套厚度小于等于5mm的样品，其水煮时间为100±0.5h；对于厚度大于5mm的样品，其水煮时间为200h。

6.如权利要求1所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在对各样品进行水煮时采用NacL浓度0.1％的去离子水。

7.如权利要求6所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中还包括：在对各样品进行水煮预老化后，取出各样品并将其在常温去离子水中浸泡15分钟后用滤纸将水吸干。

8.如权利要求1所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在对各样品进行加压试验过程中，起始电压为1kV，升压速度为每秒1kV，直至实验电压达到12kV后维持该电压在2分钟内不变。

9.如权利要求1所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(4)中，在对各样品解剖过程中，若所述复合绝缘子为整体注射成型，则以合膜缝为切割线来划开样品的伞裙和护套；若所述复合绝缘子为挤包穿伞成型，则以任意一条轴向直线为切割线来划开样品的伞裙和护套，划开深度直至其芯棒但不损伤芯棒。

10.如权利要求1至9任一所述的基于水扩散与解剖法的复合绝缘子交界面缺陷检测方法，其特征在于，所述步骤(5)中，所述验收标准具体为：

a、在截取样品前，样品表面无明显老化现象；

b、对于水煮后的样品，在加压过程中其泄漏电流值与电压成线性增长；

c、对于水煮后的样品，在加压过程中其泄漏电流不超过1mA；

d、对于水煮后的样品，在加压过程中，根据使用红外相机拍摄的结果，无明显的局部温升区域，各区域间温差不超过1K；

e、在对水煮后的样品进行解剖时，极难将护套从芯棒上剥离，在剥离后芯棒表面残存硅橡胶的面积超过70％。