CN110568297A - 一种复合绝缘横担老化试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合绝缘横担老化试验系统，其包括设于封闭空间内的应力试验模块、环境因素模块、数据采集模块及控制模块，所述应力试验模块包括水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧，所述环境因素模块包括电力单元、盐雾单元、紫外光照单元、淋雨单元和冷热循环单元，所述数据采集模块用于在所述控制模块的控制下，采集对应的试验信息。本发明公开的复合绝缘横担老化试验系统能够精确地从多角度、多因素评估复合绝缘横担的电气性能、机械性能、抗老化性能与寿命，为复合绝缘横担的工程应用提供试验数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及复合横担领域，尤其涉及一种复合绝缘横担老化试验系统。
背景技术
目前，雷击仍是配网故障跳闸的主要原因，且在实际应用中，复杂的环境会对配网的元件性能产生严重的影响。为提高配网绝缘水平，出现了配网用复合绝缘横担，配网用复合绝缘横担可大幅提高配网绝缘水平，从而减少配网雷击跳闸故障。一般来说，户外复合材料电力设备的使用必须经过全面的耐老化性能和使用寿命评估，才能保证运行的安全性。配网复合绝缘横担的结构及内外绝缘设计与主网复合绝缘横担、复合绝缘子、复合支柱绝缘子、复合电杆相差较大，并且实际运行中机械受力情况差别较大，传统的绝缘子老化试验系统不能适用于配网复合绝缘横担，且复合绝缘横担的电气性能、机械性能、抗老化性能与寿命都会因环境因素的变化而产生较大的差异，从而对复合绝缘横担在电力系统中的安全、稳定运行造成了一定的隐患。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能够从多角度多因素评估复合绝缘横担的老化性能的一种复合绝缘横担老化试验系统。
为了实现上述目的，本发明一实施例提供了一种复合绝缘横担老化试验系统，其包括：设于封闭空间内的应力试验模块、环境因素模块、数据采集模块及控制模块。
所述应力试验模块，其包括水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧，并用于在所述控制模块的控制下，对被测复合绝缘横担的应变应力进行试验。
所述水泥杆架竖直设于所述封闭空间内；所述水泥杆架的顶部设有所述金属抱箍，被测复合绝缘横担通过所述金属抱箍与所述水泥杆架连接；所述金属连杆为凹型结构，被测复合绝缘横担的两端与所述金属连杆凹型结构的两个相对的顶部对应连接；所述金属连杆凹形结构的两个弯折处均依次连接所述弹簧与所述绝缘子；所述金属连杆还通过所述绝缘子与所述偏心电机连接。
所述环境因素模块，其包括电力单元、盐雾单元、紫外光照单元、淋雨单元和冷热循环单元，并用于在所述控制模块的控制下，对被测复合绝缘横担提供相应的环境条件。
所述电力单元包括试验变压器，所述试验变压器通过导线与所述金属连杆连接，用于提供10kV～35kV的电压；所述盐雾单元用于提供盐雾环境；所述紫外光照单元用于提供紫外光照；所述淋雨单元用于提供淋雨环境；所述冷热循环单元用于提供相应的循环温度。
所述数据采集模块用于在所述控制模块的控制下，采集对应的试验信息，所述试验信息包括以下参数中的至少一种：应变应力、泄露电流、电晕放电信息、局部放电信息及温度信息。
作为上述方案的改进，所述水泥杆架的高度为0.8m，直径为30cm。
作为上述方案的改进，所述试验变压器的额定电压为AC 50kV～400kV、DC 70kV～420kV，额定电容量为1kVA～400kVA。
作为上述方案的改进，所述冷热循环单元，其包括冷风机、压缩机、散热器及蒸汽机，用于提供温度范围为-20℃～60℃的循环温度；
所述冷风机通过空心管与所述封闭空间外侧的所述压缩机连接，所述散热器通过空心管与所述封闭空间外侧的所述蒸汽机连接。
作为上述方案的改进，所述冷风机的型号为DJ55，所述压缩机组为8HP。
作为上述方案的改进，所述采集模块包括红外成像仪、紫外成像仪、光纤测量器、应变片、温度传感器和高频电流传感器。
作为上述方案的改进，所述红外成像仪与所述紫外成像仪的摄像头均对准被测复合绝缘横担。
作为上述方案的改进，所述光纤测量器为基于布里渊原理的分布式光纤测量器。
作为上述方案的改进，还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述金属连杆上，用于测量被测复合绝缘横担的荷载信息。
作为上述方案的改进，还包括位移计，所述位移计设于所述金属连杆上，用于测量被测复合绝缘横担的位移信息。
本发明提供的复合绝缘横担老化试验系统，通过在封闭空间内使用不同的功能模块，辅以具体的诸如水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧的器件来搭建复合绝缘横担模拟环境，同时结合能够提供各种环境因素的单元，从而可以有效地模拟复合绝缘横担在实际应用中的诸如淋雨、盐雾、紫外光照和温度变化等的复杂环境，根据在试验过程中实时测量到的复合绝缘横担的应变情况、泄露电流、局部放电以及温度等参数，能够精确地从多角度、多因素评估复合绝缘横担的电气性能、机械性能、抗老化性能与寿命，为复合绝缘横担的工程应用提供试验数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种复合绝缘横担老化试验系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种复合绝缘横担老化试验系统一个周期内的各老化因素的加载情况示意图；
图3是本发明实施例提供的一种复合绝缘横担老化试验系统各数据采集设备的参数汇总示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，可以在分布式计算环境中进行实践，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。此外，本发明可用于包括众多通用或专用的计算装置环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器装置、包括以上任何装置或设备的分布式计算环境等等。
在本发明实施例的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。
本发明一实施例提供了一种复合绝缘横担老化试验系统，请参见图1，为本发明实施例提供的一种复合绝缘横担老化试验系统的结构示意图，其包括设于封闭空间内的应力试验模块、环境因素模块、数据采集模块及控制模块。
具体的，所述应力试验模块，其包括水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧，并用于在所述控制模块的控制下，对被测复合绝缘横担的应变应力进行试验。
所述水泥杆架竖直设于所述封闭空间内；所述水泥杆架的顶部设有所述金属抱箍，被测复合绝缘横担通过所述金属抱箍与所述水泥杆架连接；所述金属连杆为凹型结构，被测复合绝缘横担的两端与所述金属连杆凹型结构的两个相对的顶部对应连接；所述金属连杆凹形结构的两个弯折处均依次连接所述弹簧与所述绝缘子；所述金属连杆还通过所述绝缘子与所述偏心电机连接。
所述环境因素模块，其包括电力单元、盐雾单元、紫外光照单元、淋雨单元和冷热循环单元，并用于在所述控制模块的控制下，对被测复合绝缘横担提供相应的环境条件。
所述电力单元包括试验变压器，所述试验变压器通过导线与所述金属连杆连接，用于提供10kV～35kV的电压；所述盐雾单元用于提供盐雾环境；所述紫外光照单元用于提供紫外光照；所述淋雨单元用于提供淋雨环境；所述冷热循环单元用于提供相应的循环温度。
所述数据采集模块用于在所述控制模块的控制下，采集对应的试验信息，所述试验信息包括以下参数中的至少一种：应变应力、泄露电流、电晕放电信息、局部放电信息及温度信息。
本发明实施例提供的复合绝缘横担老化试验系统，通过在封闭空间内使用不同的功能模块，辅以具体的诸如水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧的器件来搭建复合绝缘横担模拟环境，同时结合能够提供各种环境因素的单元，从而可以有效地模拟复合绝缘横担在实际应用中的诸如淋雨、盐雾、紫外光照和温度变化等的复杂环境，根据在试验过程中实时测量到的复合绝缘横担的应变情况、泄露电流、局部放电以及温度等参数，能够精确地从多角度、多因素评估复合绝缘横担的电气性能、机械性能、抗老化性能与寿命，为复合绝缘横担的工程应用提供试验数据支撑。
需要说明的是，在本实施例中，水泥杆架竖直的固定在封闭空间内，封闭空间的尺寸优选为2.5m*2.0m*2.5m，水泥杆架部分埋藏在地下，埋藏深度为0.4m，杆的底部用水泥加固，被测复合绝缘横担优选为1.2m长的真型实心配网复合绝缘横担，被测复合绝缘横担通过金属抱箍固定在水泥杆架上，被测复合绝缘横担的两端通过金属连杆连接，金属连杆的长度优选为与被测复合绝缘横担长度一致，绝缘子长度至少0.5m，金属连杆优选为如图所示的凹型结构，凹型结构的优点是结构稳定，在结构上可以有效的固定被测复合绝缘横担，金属连杆通过弹簧和绝缘子固定，通常封闭空间设于地面上，即金属连杆通过弹簧和绝缘子固定在地面上，偏心电机通过刚性连接和绝缘子与金属连杆连接，刚性连接在保证电气性能的前提下使得结构连接更加稳固。
在本实施例中，盐雾单元安装在封闭空间壁上，为被测复合绝缘横担提供盐雾；紫外光照单元安装在封闭空间的上壁，为被测复合绝缘横担提供紫外光照；淋雨单元安装在封闭空间的上壁，为被测复合绝缘横担提供淋雨环境。环境因素模块中的电力单元包括试验变压器，可以提供10kV～35kV电压以模拟雷击环境。本发明实施例中的控制模块可以根据老化因素加载时间控制淋雨单元、盐雾单元、紫外光照单元的开关，具体的，在本实施例中试验条件控制范围为：(1)湿度范围:30％RH-98％RH；(2)温度控制范围:-30-50℃，±0.5℃；(3)淋雨强度范围:120mm/h；(4)流量:0.5公斤/立方米·h，NaCl体积:10kg/m3；(5)紫外线灯辐照度:100W/m2；(6)电压要求：10kV；(7)机械力振动频率0.6Hz。
本发明实施例提供的复合绝缘横担老化试验系统24h为一个试验周期，请参见图2，为本发明实施例提供的一种复合绝缘横担老化试验系统一个周期内的各老化因素的加载情况示意图。
优选地，在上述实施例中，所述水泥杆架的高度为0.8m，直径为30cm。
优选地，在上述实施例中，所述试验变压器的额定电压为AC 50kV～400kV、DC70kV～420kV，额定电容量为1kVA～400kVA。
优选地，在上述实施例中，所述冷热循环单元，其包括冷风机、压缩机、散热器及蒸汽机，用于提供温度范围为-20℃～60℃的循环温度。所述冷风机通过空心管与所述封闭空间外侧的所述压缩机连接，所述散热器通过空心管与所述封闭空间外侧的所述蒸汽机连接。
优选地，在上述实施例中，所述冷风机的型号为DJ55，所述压缩机组为8HP。
优选地，在上述实施例中，所述采集模块包括红外成像仪、紫外成像仪、光纤测量器、应变片、温度传感器和高频电流传感器。具体的，请参见图3，为本发明实施例提供的一种复合绝缘横担老化试验系统各数据采集设备的参数汇总。
优选地，在上述实施例中，所述红外成像仪与所述紫外成像仪的摄像头均对准被测复合绝缘横担，以更好地对被测复合绝缘横担进行试验。
优选地，在上述实施例中，所述光纤测量器为基于布里渊原理的分布式光纤测量器。
优选地，在上述实施例中，还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述金属连杆上，用于测量被测复合绝缘横担的荷载信息。
优选地，在上述实施例中，还包括位移计，所述位移计设于所述金属连杆上，用于测量被测复合绝缘横担的位移信息。
本发明实施例提供的一种复合绝缘横担老化试验系统，通过在封闭空间内使用不同的功能模块，辅以具体的诸如水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧的器件来搭建复合绝缘横担模拟环境，同时结合能够提供各种环境因素的单元，从而可以有效地模拟复合绝缘横担在实际应用中的诸如淋雨、盐雾、紫外光照和温度变化等的复杂环境，根据在试验过程中实时测量到的复合绝缘横担的应变情况、泄露电流、局部放电以及温度等参数，能够精确地从多角度、多因素评估复合绝缘横担的电气性能、机械性能、抗老化性能与寿命，为复合绝缘横担的工程应用提供试验数据支撑。
以上所揭露的仅为本发明一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
Claims (10)
1.一种复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，包括：设于封闭空间内的应力试验模块、环境因素模块、数据采集模块及控制模块；
所述应力试验模块，其包括水泥杆架、金属抱箍、金属连杆、偏心电机、绝缘子和弹簧，并用于在所述控制模块的控制下，对被测复合绝缘横担的应变应力进行试验；
所述水泥杆架竖直设于所述封闭空间内；所述水泥杆架的顶部设有所述金属抱箍，被测复合绝缘横担通过所述金属抱箍与所述水泥杆架连接；所述金属连杆为凹型结构，被测复合绝缘横担的两端与所述金属连杆凹型结构的两个相对的顶部对应连接；所述金属连杆凹形结构的两个弯折处均依次连接所述弹簧与所述绝缘子；所述金属连杆还通过所述绝缘子与所述偏心电机连接；
所述环境因素模块，其包括电力单元、盐雾单元、紫外光照单元、淋雨单元和冷热循环单元，并用于在所述控制模块的控制下，对被测复合绝缘横担提供相应的环境条件；
所述电力单元包括试验变压器，所述试验变压器通过导线与所述金属连杆连接，用于提供10kV～35kV的电压；所述盐雾单元用于提供盐雾环境；所述紫外光照单元用于提供紫外光照；所述淋雨单元用于提供淋雨环境；所述冷热循环单元用于提供相应的循环温度；
所述数据采集模块用于在所述控制模块的控制下，采集对应的试验信息，所述试验信息包括以下参数中的至少一种：应变应力、泄露电流、电晕放电信息、局部放电信息及温度信息。
2.根据权利要求1所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，所述水泥杆架的高度为0.8m，直径为30cm。
3.根据权利要求1所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，所述试验变压器的额定电压为AC 50kV～400kV、DC 70kV～420kV，额定电容量为1kVA～400kVA。
4.根据权利要求1所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，所述冷热循环单元，其包括冷风机、压缩机、散热器及蒸汽机，用于提供温度范围为-20℃～60℃的循环温度；
所述冷风机通过空心管与所述封闭空间外侧的所述压缩机连接，所述散热器通过空心管与所述封闭空间外侧的所述蒸汽机连接。
5.根据权利要求4所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，所述冷风机的型号为DJ55，所述压缩机组为8HP。
6.根据权利要求1所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，所述采集模块包括红外成像仪、紫外成像仪、光纤测量器、应变片、温度传感器和高频电流传感器。
7.根据权利要求6所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，所述红外成像仪与所述紫外成像仪的摄像头均对准被测复合绝缘横担。
8.根据权利要求6所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，所述光纤测量器为基于布里渊原理的分布式光纤测量器。
9.根据权利要求6所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述金属连杆上，用于测量被测复合绝缘横担的荷载信息。
10.根据权利要求6所述的复合绝缘横担老化试验系统，其特征在于，还包括位移计，所述位移计设于所述金属连杆上，用于测量被测复合绝缘横担的位移信息。
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