CN106033104A - 一种10kV绝缘子低温环境高压试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种10kV绝缘子低温环境高压试验装置，所述装置包括微机控制模块、温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块、温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块、示数显示模块、电极系统模块、电源系统模块、监测系统模块；所述的微机控制模块与温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块及示数显示模块连接，所述的电极系统模块和电源系统模块连接，所述的监测系统模块和电源系统模块连接，该10kV绝缘子低温环境高压试验装置可以实现对10kV系统绝缘子的电气性能试验，抗干扰能力强，功能齐全，使用方便。

Description

一种 10kV 绝缘子低温环境高压试验装置

技术领域

本发明属于电学试验技术领域，具体涉及一种10kV绝缘子低温环境高压试验装置。

背景技术

在电力系统中，电气设备是它的核心部分，电能的传输依赖于其稳定可靠的运行。电气设备的生产部门在装置出厂时进行了严格的测试，可是由于各种客观条件的因素导致测试无法完全保证找到装置的缺陷。对于电气设备来说，交流耐压试验是判断电气设备绝缘状况的一种很有效的方法，它可以反映电气设备的耐受过电压的能力和在正常运行情况下的电压耐受水平，对于电力系统中起绝缘或支撑作用的绝缘子尤其需要测试这项参数。

输电线路中的绝缘子是电力系统中使用范围广泛、数量庞大的重要一次设备，长期运行过程中受电场、机械力和现场环境等因素的影响，绝缘子必然会劣化并产生低零值绝缘子。在10kV的系统中，绝缘采用的主要是复合绝缘子，由于它具有重量轻、憎水性好、不易损坏、抗污能力强、防腐能力强等众多优点，使得它在电力系统中应用越来越广泛。可是由于复合绝缘子的结构和所使用的材料与普通绝缘子不同，如何对复合绝缘子的运行状况进行跟踪监测，成为了各电力运行单位和生产厂家的一大难题。

绝缘子作为传统的绝缘元件，在运行时间较长的情况下，发生劣化的概率是比较高的。产生劣化的绝缘子，特别是低零值绝缘子如不能及时被检测出来必将给电网的安全可靠运行带来隐患，一旦引起输电线路短路、掉线等故障，将严重影响电网的正常运行，带来巨大的经济损失和社会影响，所以及时检测出挂网运行绝缘子串中的低零值绝缘子是十分必要的。目前，国内普遍使用短路叉或火花间隙检测方法检测低零值绝缘子，可是现场的实际可操作性和检测准确性往往达不到要求，无法实现大规模的推广。对于我国西北的高海拔地区以及北欧、俄罗斯等一些高纬度区域来说，低温时间持续长，电力设施的运行对复合绝缘子性能提出了更高的要求，因此设计出一种能够在低温环境下进行高压试验的装置来测试绝缘子性能是具有重要意义的。

发明内容

为了解决绝缘材料在低温下的放电测量问题，本发明提供一种10kV绝缘子低温环境高压试验装置，可以实现对10kV系统绝缘子的电气性能试验，抗干扰能力强，功能齐全，使用方便。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种10kV绝缘子低温环境高压试验装置，所述装置包括微机控制模块、温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块、温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块、示数显示模块、电极系统模块、电源系统模块、监测系统模块；所述的微机控制模块与温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块及示数显示模块连接，所述的电极系统模块和电源系统模块连接，所述的监测系统模块和电源系统模块连接。

所述微机控制模块产生控制命令，控制温度调节模块、湿度调节模块以及气压调节模块的动作与停止。

所述微机控制模块采用AVR单片机，型号ATtiny13V，直流5V供电，实现对装置内温度、湿度以及气压的调节。

所述温度调节模块采用三菱直流变频压缩机，交流220V供电，从微机控制模块接受调节信号，改变压缩机的频率来达到温度调节的目的，可调温度范围为-70℃～0℃。

所述湿度调节模块采用由管道与试验腔体内壁连通的隔离箱，该隔离箱由玻璃钢材质加工而成，容积为4×4×3dm³，内部装有大量变色硅胶，管道处有可调节式隔板封闭，在微机控制模块的命令下可以通过隔板调节连通空隙的大小实现对湿度的调节。

所述气压调节模块采用空气泵装置，当接收到微机控制模块的信号后，通过改变空气泵运输气体的速率实现对实验装置内部气压的调节。

所述温度测量模块采用的是MOS工艺的数字集成温度传感器，精度为±0.1，将装置内部的环境温度信息传递给微机控制模块。

所述湿度测量模块利用的是集成湿度传感器，型号HM1500/1520，精度为±5%RH，具有响应速度快和抗污能力强的特点，可以将湿度数据极快地反馈给微机控制模块。

所述气压测量模块采用数字型气压计，供电电压为9V，测量范围为20kPa～1050kPa，精度为±0.1%，可将采集到的气压数据转换为电压信号传递给微机控制模块。

所述示数显示模块是由LCD液晶显示屏构成的，型号LX-12864P1，接收微机控制模块发出的温度、湿度以及气压数据并在屏幕上随时显示出来，响应速度快。

所述的电源系统模块为电极系统模块和监测系统模块提供电能，监测系统模块会测量有关电极系统模块的电压、电流数据，观测试验装置内进行放电试验的现象。

所述电源系统模块由工频变压器和外部电源构成，工频变压器变比为10:50，容量为10kVA，外部电源则为常用的220V供电电源。

所述电极系统模块由试验电极和绝缘套管组成，试验电极分为高压电极和低压电极，均由钢材质加工而成，高压电极直径为20mm，长100mm的圆柱，低压电极采用75mm直径，厚25mm的圆盘，电极间距可调，电极与装置内壁间保持一定距离，防止电极对试验装置内壁放电，绝缘套管采用硅橡胶复合材料，与试验装置组装连接时具备良好的密闭性和隔热性。

所述监测系统模块由数字式电压电流测量仪和观察窗构成，数字式电压电流测量仪能够测量并显示出放电试验时的电压、电流数据，观察窗成圆孔状，选取玻璃钢材质加工而成，具有优良的气密性，用以观察在试验装置中对绝缘子进行不均匀场放电时产生的现象。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明提供10kV绝缘子低温环境高压试验装置，可以对复合绝缘子进行介质损耗、工频耐压水平、沿面闪络或击穿等试验，和传统的研究方式相比，体现了低温、气压和湿度等因素对绝缘子电气性能的影响；

（2）利用该试验装置对复合绝缘子进行较长时间低温条件下的放电试验，可以模拟绝缘子在高纬度或高海拔的寒冷地区的运行实况；

（3）根据绝缘子性能指标随时间变化的测量数据曲线，可以作为评判绝缘子性能优劣的依据，可进一步估算绝缘子在极寒地区下的使用寿命。

附图说明

图1 是本发明实施例中10kV绝缘子低温环境高压试验装置结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1，本发明提供一种10kV绝缘子低温环境高压试验装置，所述装置包括微机控制模块、温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块、温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块、示数显示模块、电极系统模块、电源系统模块、监测系统模块；所述的微机控制模块与温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块及示数显示模块连接，所述的电极系统模块和电源系统模块连接，所述的监测系统模块和电源系统模块连接。

所述微机控制模块产生控制命令，控制温度调节模块、湿度调节模块以及气压调节模块的动作与停止。

所述微机控制模块采用AVR单片机，型号ATtiny13V，直流5V供电，实现对装置内温度、湿度以及气压的调节。

所述温度调节模块采用三菱直流变频压缩机，交流220V供电，从微机控制模块接受调节信号，改变压缩机的频率来达到温度调节的目的，可调温度范围为-70℃～0℃。

所述湿度调节模块采用由管道与试验腔体内壁连通的隔离箱，该隔离箱由玻璃钢材质加工而成，容积为4×4×3dm³，内部装有大量变色硅胶，管道处有可调节式隔板封闭，在微机控制模块的命令下可以通过隔板调节连通空隙的大小实现对湿度的调节。

所述气压调节模块采用空气泵装置，当接收到微机控制模块的信号后，通过改变空气泵运输气体的速率实现对实验装置内部气压的调节。

所述温度测量模块采用的是MOS工艺的数字集成温度传感器，精度为±0.1，将装置内部的环境温度信息传递给微机控制模块。

所述湿度测量模块利用的是集成湿度传感器，型号HM1500/1520，精度为±5%RH，具有响应速度快和抗污能力强的特点，可以将湿度数据极快地反馈给微机控制模块。

所述气压测量模块采用数字型气压计，供电电压为9V，测量范围为20kPa～1050kPa，精度为±0.1%，可将采集到的气压数据转换为电压信号传递给微机控制模块。

所述示数显示模块是由LCD液晶显示屏构成的，型号LX-12864P1，接收微机控制模块发出的温度、湿度以及气压数据并在屏幕上随时显示出来，响应速度快。

所述的电源系统模块为电极系统模块和监测系统模块提供电能，监测系统模块会测量有关电极系统模块的电压、电流数据，观测试验装置内进行放电试验的现象。

所述电源系统模块由工频变压器和外部电源构成，工频变压器变比为10:50，容量为10kVA，外部电源则为常用的220V供电电源。

所述电极系统模块由试验电极和绝缘套管组成，试验电极分为高压电极和低压电极，均由钢材质加工而成，高压电极直径为20mm，长100mm的圆柱，低压电极采用75mm直径，厚25mm的圆盘，电极间距可调，电极与装置内壁间保持一定距离，防止电极对试验装置内壁放电，绝缘套管采用硅橡胶复合材料，与试验装置组装连接时具备良好的密闭性和隔热性。

所述监测系统模块由数字式电压电流测量仪和观察窗构成，数字式电压电流测量仪能够测量并显示出放电试验时的电压、电流数据，观察窗成圆孔状，选取玻璃钢材质加工而成，具有优良的气密性，用以观察在试验装置中对绝缘子进行不均匀场放电时产生的现象。

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其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种10kV绝缘子低温环境高压试验装置，其特征在于：所述装置包括微机控制模块、温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块、温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块、示数显示模块、电极系统模块、电源系统模块、监测系统模块；所述的微机控制模块与温度调节模块、湿度调节模块、气压调节模块温度测量模块、湿度测量模块、气压测量模块及示数显示模块连接，所述的电极系统模块和电源系统模块连接，所述的监测系统模块和电源系统模块连接。

2.根据权利要求1所述的10kV绝缘子低温环境高压试验装置，其特征在于：所述微机控制模块产生控制命令，控制温度调节模块、湿度调节模块以及气压调节模块的动作与停止；

所述微机控制模块采用AVR单片机，型号ATtiny13V，直流5V供电，实现对装置内温度、湿度以及气压的调节；

所述温度调节模块采用三菱直流变频压缩机，交流220V供电，从微机控制模块接受调节信号，改变压缩机的频率来达到温度调节的目的，可调温度范围为-70℃～0℃；

所述湿度调节模块采用由管道与试验腔体内壁连通的隔离箱，该隔离箱由玻璃钢材质加工而成，容积为4×4×3dm³，内部装有大量变色硅胶，管道处有可调节式隔板封闭，在微机控制模块的命令下可以通过隔板调节连通空隙的大小实现对湿度的调节；

所述气压调节模块采用空气泵装置，当接收到微机控制模块的信号后，通过改变空气泵运输气体的速率实现对实验装置内部气压的调节。

3.根据权利要求1所述的10kV绝缘子低温环境高压试验装置，其特征在于：所述温度测量模块采用的是MOS工艺的数字集成温度传感器，精度为±0.1，将装置内部的环境温度信息传递给微机控制模块。

4.根据权利要求1所述的10kV绝缘子低温环境高压试验装置，其特征在于：所述湿度测量模块利用的是集成湿度传感器，型号HM1500/1520，精度为±5%RH，具有响应速度快和抗污能力强的特点，可以将湿度数据极快地反馈给微机控制模块。

5.根据权利要求1所述的10kV绝缘子低温环境高压试验装置，其特征在于：所述气压测量模块采用数字型气压计，供电电压为9V，测量范围为20kPa～1050kPa，精度为±0.1%，可将采集到的气压数据转换为电压信号传递给微机控制模块。

6.根据权利要求1所述的10kV绝缘子低温环境高压试验装置，其特征在于：所述示数显示模块是由LCD液晶显示屏构成的，型号LX-12864P1，接收微机控制模块发出的温度、湿度以及气压数据并在屏幕上随时显示出来，响应速度快。

7.根据权利要求1所述的10kV绝缘子低温环境高压试验装置，其特征在于：所述的电源系统模块为电极系统模块和监测系统模块提供电能，监测系统模块会测量有关电极系统模块的电压、电流数据，观测试验装置内进行放电试验的现象；

所述电源系统模块由工频变压器和外部电源构成，工频变压器变比为10:50，容量为10kVA，外部电源则为常用的220V供电电源；

所述电极系统模块由试验电极和绝缘套管组成，试验电极分为高压电极和低压电极，均由钢材质加工而成，高压电极直径为20mm，长100mm的圆柱，低压电极采用75mm直径，厚25mm的圆盘，电极间距可调，电极与装置内壁间保持一定距离，防止电极对试验装置内壁放电，绝缘套管采用硅橡胶复合材料，与试验装置组装连接时具备良好的密闭性和隔热性；

所述监测系统模块由数字式电压电流测量仪和观察窗构成，数字式电压电流测量仪能够测量并显示出放电试验时的电压、电流数据，观察窗成圆孔状，选取玻璃钢材质加工而成，具有优良的气密性，用以观察在试验装置中对绝缘子进行不均匀场放电时产生的现象。