CN109884478A - 一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置及方法，包括通过同轴电缆线相连的检测器和显示终端，所述显示终端内设有振荡器、检测电路、A/D转换电路、处理器和显示器，所述检测器包括探头和手柄，所述探头设于手柄上方，所述探头包括驱动电极、感应电极、保护电极和基片。使用该装置的检测方法包括，获取初始频率值，获取最小初始频率值，计算频率差及比较频率差和标识频率差。本发明的优点是：检测便捷、高效；适用于不同绝缘工器具的检测；以振荡电路在有待测物和无待测物的频率差值作为检测依据，可以减少温漂、杂散电容等环境干扰因素的影响，提高检测的准确性。

Description

一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电力装置检测，尤其涉及一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置及方法。

背景技术

随着我国电网的大规模建设和发展，为满足电网运行的安全性及供电可靠性，近年来我国带电作业需求及作业频率迅速增加，在带电作业中广泛应用到绝缘杆、绝缘绳、绝缘梯、绝缘遮蔽工具等绝缘工器具。每次开展带电作业前，需要在现场对绝缘工器具的绝缘性能进行检测。目前广泛采用的是将两片铜片状电极点在绝缘工器具表面测试绝缘电阻，但即便是受潮或有缺陷的绝缘工器具，其测得的绝缘电阻数值通常也很大，无法准确有效判断绝缘性能的好坏。

发明内容

本发明主要解决了上述问题提供了一种准确性高、检测高效便捷的带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，包括通过同轴电缆线相连的检测器和显示终端，所述显示终端内设有振荡器、检测电路、A/D转换电路、处理器和显示器，所述检测器包括探头和手柄，所述探头设于手柄上方，所述探头包括驱动电极、感应电极、保护电极和基片，所述保护电极设于探头下端，基片设于保护电极上方，驱动电极和感应电极设于基片上表面，所述驱动电极与振荡器相连，感应电极与检测电路相连，检测电路与A/D转换电路相连，A/D转换电路与处理器相连，处理器与显示器相连。

驱动电极和感应电极形成一个电容，驱动电极、感应电极和检测电路形成个LC振荡电路，当与驱动电极和感应电极直接接触的物体改变时，两个电极形成的电容的电容量会随之改变，使得LC振荡电路的谐振频率改变，LC振荡电路产生的谐振波通过A/D转换电路传输给处理器，处理器检测振荡波的频率并在显示器上显示，基片能够将驱动电机和感应电极下方的电场线被束缚在一定范围内，避免测量过程中其他非测量介质进入电场而影响测试结果。

作为上述方案的一种优选方案，所述的驱动电极与感应电极位于同一平面上。保证两电极接收的电场强度相同。

作为上述方案的一种优选方案，所述的手柄内设有两条屏蔽线，其两条屏蔽线的起始端均与同轴电缆相连，其中一条屏蔽线末端与驱动电极相连，另一条屏蔽线末端与感应电极相连。振荡器通过同轴电缆和屏蔽线传递振动波给驱动电极，感应电极通过屏蔽线和同轴电缆线检测电路传递电流信号。

作为上述方案的一种优选方案，所述屏蔽线的屏蔽层与保护电极相连，保护电极上设有两个供屏蔽线内导线穿过的通孔。

作为上述方案的一种优选方案，所述基片中设有与保护电极上通孔相对应的导线通孔，所述屏蔽线内导线通过导线通孔与驱动电极和感应电极相连。屏蔽层设于基片外能够减小基片中导线通孔体积，尽可能少的影响基片对电场的束缚效果。

作为上述方案的一种优选方案，所述基片上设有供驱动电极和感应电极滑动的滑槽。通过滑槽改变电极位置，使探头能够与不同外形的绝缘工器具表面相贴。

作为上述方案的一种优选方案，所述检测电路包括电感L、电容C、电阻R和运放U1，所述电感L第一端、电容C第一端和运放U1正相输入端均与感应电极相连，所述运放U1反相输入端与电阻R第一端相连，电阻R第二端接地GND，电感L第二端、电容C第二端和运放U1信号输出端均与A/D转换电路输入端相连。

本发明还提供一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测方法，采用上述带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，包括以下步骤：

S1：悬空探头，获取装置在空气介质的情况下产生的初始振荡频率f₁；

S2：将探头紧贴于绝缘工器具的表面并滑动，获取滑动过程中装置产生的最小振荡频率f₂；

S3：计算频率差Δf＝f₁-f₂；

S4：比较得到的频率差Δf和标准频率差Δf₀,若Δf≤kΔf₀，则表示该绝缘工器具绝缘性能良好；若Δf＞kΔf₀，则表示该绝缘工器具绝缘性能差，k为裕度系数；裕度系统取值范围为1.1～1.3，以有待测物和物待测物即空气的频率差为依据，减少温漂、杂散电容等环境干扰因素，能够提高检测的准确性。

作为一种优选方案，所述的标准频率差通过对现场性能完好的同类型绝缘工器具测量获得。

作为一种优选方案，所述的标准频率差通过在同类型绝缘工器具入库时测量获得。

本发明的优点是：基于LC振荡原理检测绝缘工器具的绝缘性能，能够直观的反应工器具的绝缘性能，检测便捷、高效；基片上设有滑槽，能够使装置适用于不同绝缘工器具的检测；以振荡电路在有待测物和无待测物的频率差值作为检测依据，可以减少温漂、杂散电容等环境干扰因素的影响，提高检测的准确性。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为本发明的一种连接框图。

图3为本发明中检测电路的一种电路连接原理图。

图4为带电作业绝缘工器具绝缘性能检测方法的一种流程示意图。

1-检测器 2-同轴电缆 3-显示终端 11-探头 111-驱动电极 112-感应电极 113-基片 114-保护电极 1131-导线通孔 1141-通孔 12-手柄 121-屏蔽线 31-振荡器 32-检测电路 33-A/D转换电路 34-处理器 35-显示器。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，如图1所示，包括通过同轴电缆线2相连的检测器1和显示终端3，所述显示终端内设有振荡器31、检测电路32、A/D转换电路33、处理器34和显示器35，所述检测器包括探头11和手柄12，所述探头设于手柄上方，所述探头包括驱动电极111、感应电极112、保护电极114和基片113，所述保护电极设于探头下端，基片设于保护电极上方，驱动电极和感应电极设于基片上表面，如图2所示，所述驱动电极与振荡器相连，感应电极与检测电路相连，检测电路与A/D转换电路相连，A/D转换电路与处理器相连，处理器与显示器相连。

所述的驱动电极与感应电极位于同一平面上。

所述的手柄内设有两条屏蔽线，其两条屏蔽线的起始端均与同轴电缆相连，其中一条屏蔽线末端与驱动电极相连，另一条屏蔽线末端与感应电极相连。

所述屏蔽线的屏蔽层与保护电极相连，保护电极上设有两个供屏蔽线内导线穿过的通孔1141。

所述基片中设有与保护电极上通孔相对应的导线通孔1131，所述屏蔽线内导线通过导线通孔与驱动电极和感应电极相连。

所述基片上设有供驱动电极和感应电极滑动的滑槽。

如图3所示，所述检测电路包括电感L、电容C、电阻R和运放U1，所述电感L第一端、电容C第一端和运放U1正相输入端均与感应电极相连，所述运放U1反相输入端与电阻R第一端相连，电阻R第二端接地GND，电感L第二端、电容C第二端和运放U1信号输出端均与A/D转换电路输入端相连。

对应的，本实施例还提供一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测方法，如图4所示，包括以下步骤：

S1：悬空探头，获取装置在空气介质的情况下产生的初始振荡频率f₁；

S2：将探头紧贴于绝缘工器具的表面并滑动，获取滑动过程中装置产生的最小振荡频率f₂；

S3：计算频率差Δf＝f₁-f₂；

S4：比较得到的频率差Δf和标准频率差Δf₀,若Δf≤kΔf₀，则表示该绝缘工器具绝缘性能良好；若Δf＞kΔf₀，则表示该绝缘工器具绝缘性能差，k为裕度系数。

所述的标准频率差通过对现场性能完好的同类型绝缘工器具测量获得，也可以通过同类型绝缘工器具入库时测量获得。

本实施例中，显示终端上设置有一个开关按钮和一个最小值按钮，使用该装置时，先按下开关按钮，显示终端内各部件上电工作，振动器产生振荡波给驱动电极，驱动电极与感应电极之间产生电场，此时驱动电极和感应电极相当于一个电容，该电容与检测电路形成LC振荡电路，LC振荡电路产生的振荡波在经检测电路中运放放大后传输给A/D转换电路，运放的放大倍数与驱动电极和感应电极形成的电容的电容值成正比，与检测电路中电容C的电容值成反比，A/D转换电路将振荡波转换为脉冲波，脉冲波输入到处理器，由处理器检测脉冲波频率及LC振荡电路产生的振荡频率。检测绝缘性能时，先将探头悬空，记录驱动电极与感应电极之间为空气介质时显示器显示的频率，再按下显示开光上的最小值按钮，将探头紧贴待测绝缘工器具表面，并在表面上进行滑动以到达测量绝缘工器具不同位置的目的，在最小值按钮按下的情况下，显示器只会显示在探头滑动过程中处理器检测到的最小的频率，然后计算探头悬空情况下的频率和最小频率的频率差，并与标准差乘以裕度系数的值比较。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，其特征是：包括通过同轴电缆线(2)相连的检测器(1)和显示终端(3)，所述显示终端内设有振荡器(31)、检测电路(32)、A/D转换电路(33)、处理器(34)和显示器(35)，所述检测器包括探头(11)和手柄(12)，所述探头设于手柄上方，所述探头包括驱动电极(111)、感应电极(112)、保护电极(114)和基片(113)，所述保护电极设于探头下端，基片设于保护电极上方，驱动电极和感应电极设于基片上表面，所述驱动电极与振荡器相连，感应电极与检测电路相连，检测电路与A/D转换电路相连，A/D转换电路与处理器相连，处理器与显示器相连。

2.根据权利要求1所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，其特征是：所述的驱动电极与感应电极位于同一平面上。

3.根据权利要求1所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，其特征是：所述的手柄内设有两条屏蔽线，其两条屏蔽线的起始端均与同轴电缆相连，其中一条屏蔽线末端与驱动电极相连，另一条屏蔽线末端与感应电极相连。

4.根据权利要求3所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，其特征是：所述屏蔽线的屏蔽层与保护电极相连，保护电极上设有两个供屏蔽线内导线穿过的通孔(1141)。

5.根据权利要求4所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，其特征是：所述基片中设有与保护电极上通孔相对应的导线通孔(1131)，所述屏蔽线内导线通过导线通孔与驱动电极和感应电极相连。

6.根据权利要求1所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，其特征是：所述基片上设有供驱动电极和感应电极滑动的滑槽。

7.根据权利要求1所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测装置，其特征是：所述检测电路包括电感L、电容C、电阻R和运放U1，所述电感L第一端、电容C第一端和运放U1正相输入端均与感应电极相连，所述运放U1反相输入端与电阻R第一端相连，电阻R第二端接地GND，电感L第二端、电容C第二端和运放U1信号输出端均与A/D转换电路输入端相连。

8.一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测方法，采用权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征是：包括以下步骤：

S1：悬空探头，获取装置在空气介质的情况下产生的初始振荡频率f₁；

S2：将探头紧贴于绝缘工器具的表面并滑动，获取滑动过程中装置产生的最小振荡频率f₂；

S3：计算频率差Δf＝f₁-f₂；

S4：比较得到的频率差Δf和标准频率差Δf₀,若Δf≤kΔf₀，则表示该绝缘工器具绝缘性能良好；若Δf>kΔf₀，则表示该绝缘工器具绝缘性能差，k为裕度系数。

9.根据权利要求8所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测方法，其特征是：所述的标准频率差通过对现场性能完好的同类型绝缘工器具测量获得。

10.根据权利要求8所述的一种带电作业绝缘工器具绝缘性能检测方法，其特征是：所述的标准频率差通过在同类型绝缘工器具入库时测量获得。