CN110426320B - 复合绝缘子老化程度的判断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合绝缘子老化程度的判断方法，所述判断方法包括：S1、分别对待测复合绝缘子进行憎水性能测试、泄漏电流测试和拉力测试；S2、根据所述待测复合绝缘子的憎水性能测试结果、泄漏电流测试结果和拉力测试结果，确定所述待测复合绝缘子的综合老化因子；S3、根据所述综合老化因子确定所述待测复合绝缘子的老化程度。本发明具有如下有益效果：1)本发明将憎水性能测试、泄漏电流和拉力测试结合在一起共同检测复合绝缘子的老化程度，相比憎水性能测试、泄漏电流和拉力测试，本发明可以更好的反映复合绝缘子的老化状态，而且准确度高；2)相对于扫描电镜及红外光谱的判断方法，本发明的判断方法更加简单方便，且成本低廉。

Description

复合绝缘子老化程度的判断方法
技术领域
本发明涉及电气工程领域，更具体地，涉及一种复合绝缘子老化程度的判断方法。
背景技术
复合绝缘子平均使用寿命远远小于传统的瓷绝缘子和玻璃绝缘子。其复合绝缘子材料在自然界复杂气候环境下会发生绝缘老化现象，导致绝缘性能退化，进而威胁到电力系统正常稳定运行。
现有复合绝缘子老化程度主要通过电镜扫描测量复合绝缘子表面的粉化层厚度，或者通过红外光谱分析化合物成分来判断老化程度。然而，电镜和红外光谱的方法需要昂贵的仪器设备，使用成本高。
发明内容
基于此，针对现有技术中测量复合绝缘子老化程度需要昂贵的仪器设备和高成本的技术问题，体重一种简便、效率高的复合绝缘子老化程度的判断方法。
一种复合绝缘子老化程度的判断方法，所述判断方法包括：
S1、分别对待测复合绝缘子进行憎水性能测试、泄漏电流测试和拉力测试；
S2、根据所述待测复合绝缘子的憎水性能测试结果、泄漏电流测试结果和拉力测试结果，确定所述待测复合绝缘子的综合老化因子；
S3、根据所述综合老化因子确定所述待测复合绝缘子的老化程度；
其中，所述综合老化因子为Ф＝0.4α+0.4β+0.2σ，0<Ф<1，
α＝Ω/ΩN，为憎水老化系数，Ω为置于复合绝缘子上的水珠不下落使，倾斜面与水平面之间的夹角，ΩN为正常未老化复合绝缘子的夹角；
β＝tanθN/tanθ，为介电老化系数，θN为正常状态下复合绝缘子介质损耗正切角，θ为测量得到的复合绝缘子介质损耗正切角；
σ＝F/FN，为拉力老化因子，FN为正常状态下未老化复合绝缘子的额定拉力，F为老化后复合绝缘子的拉力。
在一些实施方式中，所述Ф值越大表示所述复合绝缘子的老化程度越严重。
在一些实施方式中，所述Ф不小于0.3时，表示所述复合绝缘子已完全老化。
在一些实施方式中，30°≤Ω≤60°，30°≤ΩN≤60°。
在一些实施方式中，0≤θ≤1，0≤θN≤1。
在一些实施方式中，3000N≤F≤5000N，3000N≤FN≤5000N。
在一些实施方式中，所述憎水性能测试包括：
1)将复合绝缘子材料切为5cm*5cm*2cm的薄片；
2)将试品放置于掺杂有30％质量的NaCl溶液中，将溶液煮沸100h；
3)将试品擦拭干净并晾干，将水滴放置于材料表面，将复合绝缘子切片并倾斜，测量水滴刚好不发生滑落时，倾斜面与水平面之间的夹角Ω，将材料试品与未老化的复合绝缘子倾斜角ΩN对比。
在一些实施方式中，所述泄漏电测试包括：
1)将试验变压器作为外加电源，试验变压器与保护电阻，试品以及采样电阻相连，采样电阻输出电压信号与示波器连接；
2)对试品施加3k的外加工频电压，并持续1000小时，对试品施加老化；
3)通过示波器可以测量得到泄漏电流与外加电压的相位角。
在一些实施方式中，所述拉力测试包括：
1)将复合绝缘子样品制成条状，安装至复合绝缘子拉力试验机两端；
2)测量复合绝缘子拉力试验机的拉力。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明将憎水性能测试、泄漏电流和拉力测试结合在一起共同检测复合绝缘子的老化程度，相比憎水性能测试、泄漏电流和拉力测试，本发明可以更好的反映复合绝缘子的老化状态，而且准确度高；
2)相对于扫描电镜及红外光谱的判断方法，本发明的判断方法更加简单方便，且成本低廉。
附图说明
图1为本发明公开的复合绝缘子老化程度的判断方法的流程示意图；
图2为本发明公开的疏水角测量示意图；
图3为本发明公开的外加电压与泄漏电流侧测量波形图；
图4为本发明公开的拉力试验图。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的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。
实施例1
参见图1，一种复合绝缘子老化程度的判断方法，该方法包括如下步骤：
S1、参考图2的疏水角测量示意图，其实验步骤为：①将复合绝缘子材料切为5cm*5cm*2cm的薄片。②将试品放置于掺杂有30％质量的NaCl溶液中，将溶液煮沸100h。③将试品擦拭干净并晾干，将水滴放置于材料表面，将复合绝缘子切片并倾斜，测量水滴刚好不发生滑落时，倾斜面与水平面之间的夹角Ω，将材料试品与未老化的复合绝缘子倾斜角ΩN对比，得到倾斜角老化因子α＝Ω/ΩN；
如图2所示的复合绝缘子外加电压与泄漏电流图，其实验步骤为：①将试验变压器作为外加电源，试验变压器与保护电阻，试品以及采样电阻相连，采样电阻输出电压信号与示波器连接。②对试品施加3k的外加工频电压，并持续1000小时，对试品施加老化。③通过示波器可以测量得到泄漏电流与外加电压的相位角，即试品的介质损耗正切角。正常状态下复合绝缘子介质损耗正切角为θN，测量得到的复合绝缘子介质损耗正切角为θ，得到复合绝缘子介电老化系数为β＝tanθN/tanθ；
如图3所示的复合绝缘子拉力试验结构图，其实验步骤为：①将复合绝缘子样品制成条状，安装至复合绝缘子拉力试验机两端。②测量复合绝缘子拉力试验机的拉力。正常状态下未老化复合绝缘子的额定机械拉力为FN，老化后复合绝缘子的拉力为F，则计算得到机械老化因子σ＝F/FN；
S2、根据所述待测复合绝缘子的憎水性能测试结果、泄漏电流测试结果和拉力测试结果，确定所述待测复合绝缘子的综合老化因子Ф，Ф＝0.4α+0.4β+0.2σ，0<Ф<1；
S3、根据所述综合老化因子确定所述待测复合绝缘子的老化程度；
其中，老化因子Ф越大，表明老化程度越严重；当老化因子到达0.3以上时，表明复合绝缘子完全老化，无法继续使用。
对比例1
取3片直径为4cm的复合绝缘子样品并标号，分别在表面盐雾(样品1)、外加电压(样品2)以及外加拉力(样品3)的情况下进行加速老化。结果表明：
样品1：盐雾老化后的样品表面憎水性大大降低，倾斜老化因子α增加，综合老化因子Ф增加，而介质老化因子β以及机械拉力老化因子σ增加速度缓慢，由此可知，β和σ无法反映盐雾老化程度。
样品2：外加电压老化后的样品阻性泄漏电流大幅增加，介质老化因子β大幅增加，综合老化因子Ф增加，而倾斜老化因子α以及机械拉力老化因子σ增加速度缓慢。由此可知，α和σ无法反映电场老化程度。
样品3：外加拉力老化后的样品，其承受拉力的能力大大降低，机械拉力老化因子σ大幅增加，综合老化因子Ф增加，而介质老化因子β以及倾斜老化因子α增长缓慢。由此可知，α和β无法反映机械老化程度。
综上所述，若采用单一的老化因子α、β、或者σ不能准确的反映出复合绝缘子的老化状态。相对于单一的老化因子而言，综合老化因子Ф可以更好的反映复合绝缘子的老化状态。
以上所述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。
以上所述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 (9)

1.一种复合绝缘子老化程度的判断方法，其特征在于，所述判断方法包括：
S1、分别对待测复合绝缘子进行憎水性能测试、泄漏电流测试和拉力测试；
S2、根据所述待测复合绝缘子的憎水性能测试结果、泄漏电流测试结果和拉力测试结果，确定所述待测复合绝缘子的综合老化因子；
S3、根据所述综合老化因子确定所述待测复合绝缘子的老化程度；
其中，所述综合老化因子为Ф＝0.4α+0.4β+0.2σ，0<Ф<1，
α＝Ω/ΩN，为憎水老化系数，Ω为置于复合绝缘子上的水珠不下落时，倾斜面与水平面之间的夹角，ΩN为正常未老化复合绝缘子的夹角；
β＝tanθN/tanθ，为介电老化系数，θN为正常状态下复合绝缘子介质损耗正切角，θ为测量得到的复合绝缘子介质损耗正切角；
σ＝F/FN，为拉力老化因子，FN为正常状态下未老化复合绝缘子的额定拉力，F为老化后复合绝缘子的拉力。
2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述Ф值越大表示所述复合绝缘子的老化程度越严重。
3.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述Ф不小于0.3时，表示所述复合绝缘子已全部老化。
4.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，30°≤Ω≤60°，30°≤ΩN≤60°。
5.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，0≤θ≤1，0≤θN≤1。
6.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，3000N≤F≤5000N，3000N≤FN≤5000N。
7.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述憎水性能测试包括：
1)将复合绝缘子材料切为5cm*5cm*2cm的薄片；
2)将薄片放置于掺杂有30％质量的NaCl溶液中，将溶液煮沸100h；
3)将薄片擦拭干净并晾干，将水滴放置于材料表面，将复合绝缘子切片并倾斜，测量水滴刚好不发生滑落时，倾斜面与水平面之间的夹角Ω，将材料试品与未老化的复合绝缘子倾斜角ΩN对比。
8.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述泄漏电测试包括：
1)将试验变压器作为外加电源，试验变压器与保护电阻，复合绝缘子以及采样电阻相连，采样电阻输出电压信号与示波器连接；
2)对试品施加3k的外加工频电压，并持续1000小时，对试品施加老化；
3)通过示波器可以测量得到泄漏电流与外加电压的相位角。
9.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，所述拉力测试包括：
1)将复合绝缘子样品制成条状，安装至复合绝缘子拉力试验机两端；
2)测量复合绝缘子拉力试验机的拉力。
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