CN104931810A - 基于冷热循环系统复合绝缘子带电及紫外老化监测装置 - Google Patents
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Abstract
基于冷热循环系统复合绝缘子带电及紫外老化监测装置，其特征在于，该装置包括有冷热循环及温控系统，在冷热循环及温控系统上部的试验腔体，在冷热循环及温控系统一侧的红外热像仪和紫外成像仪（3），在冷热循环及温控系统另一侧的局部放电及温度采集系统（9）。本发明可以在低温与高温循环条件中，实现对带高电压复合绝缘子护套与新泵粘接界面耐受试验，同时进行紫外老化，并实现在线局放和温度的在线监测。
Description
技术领域
本发明属于高电压技术领域，涉及带高压复合绝缘子在冷热疲劳、紫外老化下监测的装置。
背景技术
目前，冷热循环技术主要用在空调、线路和管道方面较多，紫外老化主要用在常温的环境下。而基于冷热循环疲劳系统，结合高电压和紫外老化的复合绝缘子老化装置没有相关研究。但是，很多人工加速老化装置一般是在固定温度下，结合其他应力，如盐雾、淋雨等等，对复合绝缘子进行人工加速老化试验。此外，冷热循环一般使用在管道、导线或其他材料疲劳试验当中，而对于带高电压复合绝缘子没有研究。
发明内容
为了克服现有老化装置固定温度的不足，本发明提出一种基于冷热循环系统的复合绝缘子带电紫外老化监测装置，该装置不仅可以对带高电压复合绝缘子进行低温、高温循环疲劳和紫外试验，而且可以通过红外和局部放电监测技术对复合绝缘子粘接界面、护套和伞群进行检测。
本发明的技术方案如下：
基于冷热循环系统复合绝缘子带电及紫外老化监测装置，该装置包括有冷热循环及温控系统，在冷热循环及温控系统上部的试验腔体，在冷热循环及温控系统一侧的红外热像仪和紫外成像仪，在冷热循环及温控系统另一侧的局部放电及温度采集系统；其中，试验腔体分为小腔体和大腔体，两者之间为真空，在小腔体和大腔体侧壁上相同的位置分别开设有观察窗，在小腔体和大腔体的侧壁上还分别设有航空插头）；小腔体内壁上设有氙灯系统，在小腔体内设有依序连接的温度传感器、复合绝缘子，温度传感器、复合绝缘子的一端通过弹簧分别与小腔体的顶部、底部相连，在小腔体内腔底部的一侧放置有加热电阻片；绝缘套管分别穿过小腔体和大腔体的侧壁，复合绝缘子与小腔体底部相连的一端通过依次穿过绝缘套管的载流导体与加压装置相连；冷热循环及温控系统包括制冷机，分子泵，机械泵。
本发明创造可以在低温与高温循环条件中，实现对带高电压复合绝缘子护套与新泵粘接界面耐受试验，同时进行紫外老化，并实现在线局放和温度的在线监测。
附图说明
图1为本发明装置示意图；
图2为本发明对小试验腔体温度控制的程序框图。
图1中，1-氙灯系统；2-观察窗；3-红外热像仪和紫外成像仪；4-复合绝缘子；5-绝缘套管；6-温度传感器；7-加热电阻片；8-航空插头；9-制冷机；10-分子泵；11-机械泵；12-局部放电及温度采集系统；13-加压装置；14-小腔体；15-大腔体。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括有冷热循环及温控系统，在冷热循环及温控系统上部的试验腔体，在冷热循环及温控系统一侧的红外热像仪和紫外成像仪3，在冷热循环及温控系统另一侧的局部放电及温度采集系统9。其中，试验腔体分为小腔体14和大腔体15，两者之间为真空，在小腔体和大腔体侧壁上相同的位置分别开设有观察窗2，在小腔体和大腔体的侧壁上还分别设有航空插头8。小腔体内壁上设有氙灯系统1，在小腔体内设有依序连接的温度传感器6、复合绝缘子4，温度传感器6、复合绝缘子4的一端通过弹簧分别与小腔体14的顶部、底部相连，在小腔体内腔底部的一侧放置有加热电阻片7；绝缘套管5分别穿过小腔体和大腔体的侧壁，复合绝缘子4与小腔体底部相连的一端通过依次穿过绝缘套管的载流导体与加压装置13相连。冷热循环及温控系统包括制冷机9，分子泵10，机械泵11。
本发明的试验腔体分为大腔体和小腔体，两者之间为真空，大腔体15和小腔体14一可为复合绝缘子从低温向高温转变提供一个平台，二是可在两个腔体之间形成真空环境，起隔热作用。小腔体内放置复合绝缘子试样级氙灯系统1，利用氙灯中的氙气放电而发光来模拟日照光，从而达到模拟紫外线对输电线路复合绝缘子影响的目的。加压装置13提供复合绝缘子试验电压，通过绝缘套管施加在复合绝缘子高压端。氙灯均匀分布在小试验腔体的腔壁上，在整个试验过程一直对复合绝缘子试样进行紫外老化。温度传感器的引线可以通过航空插头8连接到数据采集系统，而试验人员可以通过观察窗2对试验腔体的放电现象进行观察和记录，观察腔体中复合绝缘子表面的变化，如是否有放电痕迹等。
冷热循环及温控系统：冷热循环系统包括有制冷机9、分子泵10、机械泵11。本发明的制冷机采用以固体-固体接触导热为主的新冷却模式，即低温制冷机直接冷却，与传统的单一低温液体冷却模式有所不同。分子泵利用高速旋转的转子把动量传输给气体分子，使之获得定向速度。本发明利用分子泵，将小腔体和大腔体空气抽走，形成真空环境。机械泵利用机械方法对被抽容器进行抽气而获得真空，与分子泵一起工作为小腔体和大腔体之间创造真空环境。为了使得小腔体里的温度能够达到低温（最低为零下200℃，由于小试验腔体里面为大气压，故试验最低温取-100℃ ），小腔体与大腔体之间为真空，起隔热作用，而真空环境由分子泵和机械泵实现。通过加热电阻片可以使小试验腔体温度从低温向高温转化。为了实现对小试验腔体温度的精确控制，用LabVIEW软件编写了温度控制程序，误差在±1K，程序框图如图2。
监测单元：监测单元包括有红外热像仪和紫外成像仪3和局部放电及温度采集系统12。红外热像仪将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度，我们可以通过热图像的温度分布找出异常发热点，起到预维护的作用。复合绝缘子4带电不停地在运行在冷热循环当中，其某个位置可能会出现一些问题，而通过红外热像仪可以观察到这个位置的具体情况。在放电过程中，空气中的电子不断获得和释放能量，而当电子释放能量（即放电），便会放出紫外线。紫外成像技术利用这个原理，接收设备放电时产生的紫外信号，经处理后与可见光影像重叠，显示在仪器的屏幕上。在高低温冷热循环试验中，带电复合绝缘子表面可能会出现裂纹、电蚀损等情况，而电晕很容易在这些地方发生，通过紫外成像仪可以观察这些地方的放电情况。最后，通过放电量多少或密度可以大概判断复合绝缘子某个位置的表面状况。
本发明主要是以硅橡胶复合绝缘子作为试验对象。复合绝缘子在低温和高温不断循环以及紫外老化的环境中，护套与芯棒粘接强度可能会降低，粘接界面出现空隙，会导致局部放电的出现。通过红外热像仪可以对复合绝缘子试样不同温度区域进行测量，紫外成像仪确定试样发生局部放电或电晕放电的部位，局部测量仪则是对局部放电量化。绝缘套管5用来支持、固定载流导体，并使载流导体对地绝缘。由于需要穿过腔体（腔体接地）将高电压施加在复合绝缘子上，因此需要绝缘套管。金属随着温度变化，其电阻值也发生变化。对于不同金属来说，温度每变化一度，电阻值变化是不同的，而电阻值又可以直接作为输出信号，因而本发明设置了温度传感器6。加压电阻片7可实现环境温度从低温向高温的变化。航空插头主要在不改变密封性的情况下，将引线从腔体引出，为温度储存、局部放电信号记录等等提供基础。局部放电及温度采集系统利用从航空插头的引线，通过示波器和数据采集卡，将复合绝缘子表面的局部放电和温度采集到电脑中，从而进行处理和分析。
本发明在低温与高温循环以及紫外中，对带高电压复合绝缘子进行加速老化，实现对试验温度较精确的温度控制。
Claims (1)
1.基于冷热循环系统复合绝缘子带电及紫外老化监测装置，其特征在于，该装置包括有冷热循环及温控系统，在冷热循环及温控系统上部的试验腔体，在冷热循环及温控系统一侧的红外热像仪和紫外成像仪（3），在冷热循环及温控系统另一侧的局部放电及温度采集系统（9）；其中，
试验腔体分为小腔体（14）和大腔体（15），两者之间为真空，在小腔体和大腔体侧壁上相同的位置分别开设有观察窗（2），在小腔体和大腔体的侧壁上还分别设有航空插头（8）；
小腔体内壁上设有氙灯系统（1），在小腔体内设有依序连接的温度传感器（6）、复合绝缘子（4），温度传感器（6）、复合绝缘子（4）的一端通过弹簧分别与小腔体的顶部、底部相连，在小腔体内腔底部的一侧放置有加热电阻片（7）；
绝缘套管（5）分别穿过小腔体和大腔体的侧壁，复合绝缘子（4）与小腔体底部相连的一端通过依次穿过绝缘套管（5）的载流导体与加压装置（13）相连；
冷热循环及温控系统包括制冷机（9），分子泵（10），机械泵（11）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150923 |