CN107329026A - 三支柱绝缘子温度循环试验装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三支柱绝缘子温度循环试验装置和方法，包括：三支柱绝缘子工装、温度循环装置、温度传感器、温度控制装置；三支柱绝缘子工装用于固定待测试三支柱绝缘子；温度传感器用于检测待测试三支柱绝缘子中心嵌件的温度；温度控制装置分别连接温度传感器和温度循环装置，温度控制装置接收中心嵌件的温度，并根据中心嵌件的温度控制温度循环装置调节中心嵌件的温度。利用上述该装置，能准确模拟三支柱绝缘子在实际GIL应用中温度的变化，且结构简单，使用方便。

Description

三支柱绝缘子温度循环试验装置和方法

技术领域

本发明涉及绝缘子检测试验技术领域，特别是涉及一种三支柱绝缘子温度循环试验装置和方法。

背景技术

气体绝缘高压输电线路(GIL)作为传输母线，是一种具有广阔发展前景的输电设备，已在大型核电站和水电站中得到广泛的应用。GIL结构是一个金属管道，管道内充有绝缘气体，同时设置在中央的导体用于输送电能。在实际的应用中，其中心导体需要依靠三支柱绝缘子的支撑和固定。可见，三支柱绝缘子是GIS领域中非常关键的设备。然而三支柱绝缘子在GIL应用中，易受到温度的影响，其结构和电气性能会发生变化，从而导致三支柱绝缘子的受力也会发生改变，以至于可能无法支撑和固定中心导体。

在三支柱绝缘子生产过程中，通常采用温度循环试验对三支柱绝缘子的结构和电气性能进行检测，即直接对三支绝缘子进行加热和冷凝试验，然后再检测三支柱绝缘子的结构和电气性。然而现有的三支柱绝缘子检测方中，三支柱绝缘子所受温度和受力情况与实际GIL应用中相差很大，无法真实反映其在实际GIL应用中的结构变化以及其性能。目前，尚未存在一种能够模拟三支柱绝缘子在实际GIL应用中的试验装置及方法。

发明内容

基于此，有必要针对尚未存在能够模拟三支柱绝缘子在实际GIL应用中的试验装置及方法的问题，提供一种三支柱绝缘子温度循环试验装置和方法。

一种三支柱绝缘子温度循环试验装置，包括：三支柱绝缘子工装、温度循环装置、温度传感器、温度控制装置；

所述三支柱绝缘子工装用于固定待测试三支柱绝缘子；

所述温度传感器用于检测所述待测试三支柱绝缘子的中心嵌件的温度；

所述温度控制装置分别连接所述温度传感器和所述温度循环装置，所述温度控制装置接收所述中心嵌件的温度，并根据所述中心嵌件的温度控制所述温度循环装置调节所述中心嵌件的温度。

一种三支柱绝缘子温度循环的试验方法，包括以下步骤：

所述温度传感器实时检测所述待测试三支柱绝缘子的中心嵌件的温度，并将所述中心嵌件的温度传输至所述温度控制装置；

所述温度控制装置根据所述中心嵌件的温度，将所述中心嵌件的温度与预设的温度进行比较，并发送控制指令至所述温度循环装置，控制所述温度循环装置调节所述中心嵌件的温度；

在对所述中心嵌件的温度调节完成后，对所述待测试的三支柱绝缘子进行结构及电气性能测试。

本发明中的三支柱绝缘子温度循环试验装置和方法，包括：三支柱绝缘子工装、温度循环装置、温度传感器、温度控制装置；其中三支柱绝缘子工装用于固定待测试三支柱绝缘子，温度传感器检测中心嵌件的温度，并将中心嵌件的温度传输给温度控制器，温度控制装置根据中心嵌件的温度控制温度循环装置调节中心嵌件的温度。本发明中的三支柱绝缘子温度循环试验装置和方法，将待检测的三支柱绝缘子固定于三支柱绝缘子工装中，模拟三支柱绝缘子在实际GIL应用于中的固定方式，然后利用温度循环装置对三支柱绝缘子进行温度调节，来模拟三支柱绝缘子在GIL应用中的受温度影响的情况，最后再检测待测试的三支柱绝缘子进行结构和电气性能参数，利用上述该装置和方法，能准确测定三支柱绝缘子在实际GIL应用中的性能，且结构简单，使用方便。

附图说明

图1为本发明的三支柱绝缘子温度循环试验装置在一个实施例的结构示意图；

图2为本申请中三支柱绝缘子的结构示意图；

图3为本发明的三支柱绝缘子温度循环试验装置在一个实施例的结构示意图；

图4为本发明的三支柱绝缘子温度循环试验装置在一个实施例的结构示意图；

图5为本发明的三支柱绝缘子温度循环试验装置在一个实施例的结构示意图；

图6为本发明的三支柱绝缘子温度循环试验装置在一个实施例的结构示意图；

图7为本发明的三支柱绝缘子温度循环试验方法在一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合较佳实施例及附图对本发明的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。应当说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/ 或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。另外，本文中“第一”、“第二”、“第三”、“第四”只是为了区分所描述的对象，并不是对对象的限定。

如图1所示，一种三支柱绝缘子温度循环试验装置，包括：三支柱绝缘子工装100、温度循环装置200、温度传感器300、温度控制装置400，其中，三支柱绝缘子工装100用于固定待测试三支柱绝缘子。温度传感器300用于检测待测试三支柱绝缘子的中心嵌件的温度；温度控制装置400分别连接温度传感器300和温度循环装置200，温度控制装置400接收中心嵌件的温度，并根据中心嵌件的温度控制温度循环装置200调节中心嵌件的温度。

具体地，三支柱绝缘子，是用于气体绝缘输电线路(GIL)的。GIL结构就是一个金属管道，管道内充有绝缘气体，同时设置有中央的导体用于输送电能。为了支撑起中心的导体，就会用到三支柱绝缘子，可见三支柱绝缘子主要用于对GIL中心导体的支撑和固定。如图2所示，三支柱绝缘子包括：中心嵌件10、绝缘体20以及外部嵌件30，其中三支柱绝缘子包括三个外部嵌件30。中心嵌件10位于三支柱绝缘子中心，金属材质，其中多为铝材，呈一空心圆柱桶状；三支柱固体绝缘介质包覆中心嵌件10外部，并形成三个柱腿，三个柱腿在平面内各相差120°分布；外部嵌件30位于每个柱腿端部位置，金属材质，其中多为铝材，嵌入柱腿内部，为三支柱绝缘子提供安装螺孔，并优化柱腿处的电场。

三支柱绝缘子工装100是三支柱绝缘子在出厂试验检测中使用的一种辅助工具。在本实施例中，三支柱绝缘子工装100主要用于固定待测试三支柱绝缘子，用来在试验时模拟三支柱绝缘子实际工作时的电场及受力情况。

温度传感器300可以固定于待测试三支柱绝缘子中心嵌件10的内表面，实时监测中心嵌件10的温度，并把中心嵌件10的温度传输至温度控制装置400，温度控制装置400根据中心嵌件10的温度，控制温度循环装置300来调节中心嵌件的温度。

上述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，包括：三支柱绝缘子工装、温度循环装置、温度传感器、温度控制装置；其中三支柱绝缘子工装用于固定待测试三支柱绝缘子，温度传感器用于检测中心嵌件的温度，并将中心嵌件的温度传输给温度控制器，温度控制装置根据中心嵌件的温度控制温度循环装置调节中心嵌件的温度。本发明中的三支柱绝缘子温度循环试验装置，将待检测的三支柱绝缘子固定于三支柱绝缘子工装中，模拟三支柱绝缘子在实际GIL应用于中的固定方式，然后利用温度循环装置对三支柱绝缘子进行温度调节，来模拟三支柱绝缘子在GIL应用中的温度变化的情况，最后再检测待测试的三支柱绝缘子进行结构和电气性能参数，利用上述该装置，能准确测定三支柱绝缘子在实际GIL应用中的性能，且结构简单，使用方便。

在其中一个实施例中，如图3所示，温度循环装置200包括加热装置201，加热装置201连接温度控制装置400。

具体地，加热装置201主要用于对待测试三支柱绝缘子中心嵌件10进行加热，升高中心嵌件10的温度。其中，加热装置201连接温度控制装置400，温度控制装置400根据待测三支柱绝缘中心嵌件10的当前温度，判断是否需要升高中心嵌件10的温度，在需要升高中心嵌件10的温度时，温度控制装置400 控制加热装置201为中心嵌件10进行加热。在需要降低中心嵌件10的温度时，温度控制装置400控制加热装置201停止工作，进而降低中心嵌件10的温度。方便模拟三支柱绝缘子在实际GIL中的温度变化，进行温度循环试验。

在其中一个实施例中，如图4所示，温度循环装置200包括所述温度循环装置包括加热装置201和冷却装置202，加热装置201和冷却装置202分别连接温度控制装置400。

具体地，加热装置201主要用于对待测试三支柱绝缘子中心嵌件10进行加热，升高中心嵌件10的温度。冷却装置202主要用于对待测试三支柱绝缘子中心嵌件10进行降温冷却，降低中心嵌件10的温度。其中，加热装置201和冷却装置202分别连接温度控制装置400，温度控制装置400根据待测三支柱绝缘中心嵌件10的当前温度，判断是需要升高中心嵌件10的温度还是需要降低中心嵌件10的温度，在需要升高中心嵌件10的温度时，温度控制装置400控制加热装置201为中心嵌件10进行加热。在需要降低中心嵌件10的温度时，温度控制装置400控制冷却装置202对中心嵌件进行降温。利用加热装置201和冷却装置202分别对待测试三支柱绝缘子的中心嵌件进行加热和冷却，方便模拟三支柱绝缘子在实际GIL中的温度变化，从而进行温度循环试验。

其中一个实施例中，如图5所示，加热转置201为升流变压器2011，升流变压器的副边连接中心嵌件，组成加热回路；升流变压器2011的原边连接交流电源2012，交流电源连接温度控制装置400，温度控制装400置用于控制交流电源的开启或关闭。

在本实施例中，可以利用升流变压器2011对待测试三支柱绝缘子中心嵌件 10进行加热，其中升流变压器2011的副边与待测试三支柱绝缘子中心嵌件10 连接，组成加热回路，原边与交流电源连接，组成升流加热回路。升流变压器 2011通过电流焦耳效应完成对中心嵌件10的加热。温度传感器300测量中心嵌件10的温度，然后将测量的中心嵌件10的温度传送至温度控制装置400，温度控制装置400控制交流电源改变输出电压，调节升流加热回路中的电流大小，从而控制中心嵌件10的温度。

在其中一个实施例中，如图6所示，加热装置201包括加热片或加热丝 2013，其中加热片或加热丝2012固定于待测试三支柱绝缘子中心嵌件10的内表面。

具体地，加热装置201可以是加热片或加热丝2013，加热片或加热丝固定于待测试三支柱绝缘子中心嵌件10的内表面，其中加热片或加热丝2013的数量可以是多个，根据加热片或加热丝2013工作电压和功率情况，将加热片或加热丝2013与中心嵌件10进行串并联连结，通过热传导的方式对三支柱绝缘子中心嵌件进行加热。温度传感器300测量中心嵌件10的温度，然后将测量的中心嵌件10的温度传送至温度控制装置400，温度控制装置400调节加热片或加热丝2013，从而控制三支柱绝缘子中心嵌件温度。利用加热片或加热丝2013对待测试三支柱绝缘子中心嵌件进行加热，使用过程简单，且安装方便。

在其中一个实施例中，加热装置201包括升温加热管和升温加热管交流接触器，升温加热管固定于中心嵌件；升温加热管交流接触器分别连接温度控制装置和升温电加热管；温度控制装置400发送控制指令至升温加热管交流接触器，升温加热管交流接触器根据控制指令控制使升温加热管通电加热。

具体地，升温加热管的数量可以是一个或多个，具体根据待测试三支柱绝缘子中心嵌件10的尺寸决定。升温加热管交流接触器可以是电磁式交流接触器，其主接点用来开闭电路，辅助接点用来执行由温度控制装置400发送的控制指令。温度控制装置400接收温度传感器300检测的待测试三支柱绝缘子中心嵌件10的温度，在中心嵌件10需要加热时，发送控制指令至升温加热管交流接触器，升温加热管交流接触器根据控制指令使升温加热管通电加热。在中心嵌件10不需要加热(即温度到达预设的温度)时，升温加热管断电，停止加热。上述加热装置，加热方便，且温度控制准确。

在其中一个实施例中，冷却装置202包括冷却器。其中，冷却器连接温度控制装置400。

在本实施例中，温度控制装置400接收温度传感器300检测的待测试三支柱绝缘子中心嵌件10的温度，在需要降低待测试三支柱绝缘子中心嵌件10的温度时，温度控制装置400控制冷却器工作，从而降低中心嵌件10温度。利用冷却器可以在待测试三支柱绝缘子中心嵌件需要降温时，快速对其进行降温，方便且快速对三支柱绝缘子进行温度循环试验。

在其中一个实施例中，三支柱绝缘子工装100为柱形筒空腔结构，待测三支柱绝缘子固定于柱形筒的内部。

在本实施例中，三支柱绝缘子工装100对待测试三支柱绝缘子所示用的固定方式，与三支柱绝缘子在实际工作中的固定方式一致，三支柱绝缘子工装的应变响应与三支柱绝缘子在实际安装位置的应变响应一致，确保在试验过程中三支柱绝缘子的受力与实际工况下一致。

在一种具体的实施例方式中，柱形筒空腔结构的三支柱绝缘子工装100的筒壁上设置有均匀分布地多个孔，通过孔固定待测试三支柱绝缘子的三个外部嵌件，将待测试三支柱绝缘子固定于柱形筒空腔结构内。

在其中一个实施例中，温度控制装置400为突跳式温控器、液涨式温控器、压力式温控器和电子式温控器中的任意一种。

具体而言，温控器，是指根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，也叫温控开关、温度保护器、温度控制器，简称温控器。或是通过温度保护器将温度传到温度控制器，温度控制器发出开关命令，从而控制设备的运行以达到理想的温度及节能效果。

突跳式温控器，双金属片突跳式温控器是一种将定温后的双金属片作为热敏感反应组件，当产品主件温度升高时所产生的热量传递到双金属圆片上，达到动作温度设定时迅速动作，通过机构作用是触点断开或闭合；当温度下降到复位温度设定时，双金属片迅速回复原状，使触点闭合或断开，达到接通或断开电路的目的，从而控制电路。液涨式温控器，是当被控制对象的温度发生变化时使温控器感温部内的物质(一般是液体)产生相应的热胀冷缩的物理现象 (体积变化)，与感温部连通一起的膜盒产生膨胀或收缩。以杠杆原理，带动开关通断动作，达到恒温目的液胀式温控器具有控温准确，稳定可靠，开停温差小，控制温控调节范围大，过载电流大等性能特点。液涨式温控器主要用于家电行业，电热设备，制冷行业等温度控制场合用。压力式温控器，该温控器通过密闭的内充感温工质的温包和毛细管，把被控温度的变化转变为空间压力或容积的变化，达到温度设定值时，通过弹性元件和快速瞬动机构，自动关闭触头，以达到自动控制温度的目的。它由感温部、温度设定主体部、执行开闭的微动开关或自动风门等三部分组成。压力式温控器适用于制冷器具和制热器等场合。电子式温度控制器(电阻式)是采用电阻感温的方法来测量的，一般采用白金丝、铜丝、钨丝以及热敏电阻等作为测温电阻，这些电阻各有其优确点。一般家用空调大都使用热敏电阻式。电子式温度控制器具有稳定，体积小的优点，在越来越多的领域中得到使用。

根据上述本发明的三支柱绝缘子温度循环试验装置，本发明还提供一种三支柱绝缘子温度循环试验方法，下面结合附图及较佳实施例对本发明的三支柱绝缘子温度循环试验装置方法进行详细说明。

图7为本发明的三支柱绝缘子温度循环试验方法在其中一个实施例中的结构示意图。如图7所示，三支柱绝缘子温度循环试验方法，包括以下步骤：

步骤S110，温度传感器实时检测待测试三支柱绝缘子的中心嵌件的温度，并将中心嵌件的温度传输至温度控制装置。

步骤S120，温度控制装置根据中心嵌件的温度，将中心嵌件的温度与预设的温度进行比较，根据比较结果生成控制指令，并发送控制指令至温度循环装置，控制温度循环装置调节中心嵌件的温度。

具体地，温度传感器实时检测待测试三支柱绝缘子的中心嵌件的温度，并将中心嵌件的温度传输至温度控制装置，温度控制装置将中心嵌件的温度与预设的温度进行比较，在中心嵌件的温度大于预设的温度时，即需要对中心嵌件进行降温时，温度控制装置发送降温控制指令至温度循环装置，并控制温度循环装置对中心嵌件进行降温，从而降低中心嵌件的温度；在中心嵌件的温度大于预设的温度时，即需要对中心嵌件进行降温时，温度控制装置发送加热(或升温)控制指令至温度循环装置，并控制温度循环装置为中心嵌件进行加热，从而升高中心嵌件的温度。

上述的三支柱绝缘子温度循环试验方法，利用温度传感器检测中心嵌件的温度，并将中心嵌件的温度传输给温度控制器，温度控制装置根据中心嵌件的温度控制温度循环装置调节中心嵌件的温度。该方法简单且方便地模拟三支柱绝缘子在GIL应用中的温度变化，从而确定温度对三支柱绝缘子性能等的影响。

为了便于理解本方案，提供一个详细的实施例，三支柱绝缘子温度循环试验方法，包括：

1、将待检测的三支柱绝缘子固定在工装上，其中，固定时的预紧力与三支柱绝缘子实际工作时一致。

2、安装温度循环装置，根据不同加热装置的类型，安装好升流变压器回路或者安装好加热片或加热丝。

3、使用温度控制装置设定好实验温度程序，对三支柱绝缘子进行温度循环实验；

4、对试验后的三支柱绝缘子结构及电气性能进行测试，确定其温度适用性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，包括：三支柱绝缘子工装、温度循环装置、温度传感器、温度控制装置；

所述三支柱绝缘子工装用于固定待测试三支柱绝缘子；

所述温度传感器用于检测所述待测试三支柱绝缘子的中心嵌件的温度；

所述温度控制装置分别连接所述温度传感器和所述温度循环装置，所述温度控制装置接收所述中心嵌件的温度，并根据所述中心嵌件的温度控制所述温度循环装置调节所述中心嵌件的温度。

2.根据权利要求1所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述温度循环装置包括加热装置，所述加热装置连接所述温度控制装置。

3.根据权利要求1所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述温度循环装置包括加热装置和冷却装置，所述加热装置和所述冷却装置分别连接所述温度控制装置。

4.根据权利要求2或3所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述加热装置为升流变压器，所述升流变压器的副边连接所述中心嵌件，组成加热回路；所述升流变压器的原边连接交流电源，所述交流电源连接所述温度控制装置，所述温度控制装置用于控制所述交流电源的开启或关闭。

5.根据权利要求2或3所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述加热装置包括加热片或加热丝，所述加热片或所述加热丝固定于所述待测试三支柱绝缘子中心嵌件的内表面。

6.根据权利要求2或3所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述加热装置包括升温加热管和升温加热管交流接触器，所述升温加热管固定于所述中心嵌件；

所述升温加热管交流接触器分别连接所述温度控制装置和所述升温电加热管；所述温度控制装置发送控制指令至所述升温加热管交流接触器，所述升温加热管交流接触器根据所述控制指令控制所述升温加热管通电加热。

7.根据权利要求3所述三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述冷却装置包括冷却器，所述冷却器连接所述温度控制装置。

8.根据权利要求1所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述三支柱绝缘子工装为柱形筒空腔结构，所述待测三支柱绝缘子固定于所述柱形筒的内部。

9.根据权利要求1-3任一项所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置，其特征在于，所述温度控制装置为突跳式温控器、液涨式温控器、压力式温控器和电子式温控器中的任意一种。

10.一种利用权利要求1-9任一项所述的三支柱绝缘子温度循环试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述温度传感器实时检测所述待测试三支柱绝缘子的中心嵌件的温度，并将所述中心嵌件的温度传输至所述温度控制装置；

所述温度控制装置根据所述中心嵌件的温度，将所述中心嵌件的温度与预设的温度进行比较，根据比较结果生成控制指令，并发送所述控制指令至所述温度循环装置，控制所述温度循环装置调节所述中心嵌件的温度。