CN111289847A - 一种海水管路绝缘状态在线检测方法 - Google Patents

一种海水管路绝缘状态在线检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111289847A
CN111289847A CN201811504021.1A CN201811504021A CN111289847A CN 111289847 A CN111289847 A CN 111289847A CN 201811504021 A CN201811504021 A CN 201811504021A CN 111289847 A CN111289847 A CN 111289847A
Authority
CN
China
Prior art keywords
insulation
alternating current
impedance
phase angle
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811504021.1A
Other languages
English (en)
Inventor
程文华
邢少华
侯健
张繁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
725th Research Institute of CSIC
Original Assignee
725th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 725th Research Institute of CSIC filed Critical 725th Research Institute of CSIC
Priority to CN201811504021.1A priority Critical patent/CN111289847A/zh
Publication of CN111289847A publication Critical patent/CN111289847A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G01R31/1263—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明提供一种海水管路绝缘状态在线检测方法，属于材料电化学检测技术领域。本发明针对当前海水管道电绝缘组件湿态下绝缘性能检测的难题，直接以绝缘组件两端的金属法兰作为测量接线端，采用交流阻抗测量技术对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量，通过频谱曲线或特征频率对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级，解决海水管路电绝缘性能在线检测困难和无法评价分级的问题，具有操作简便、易于实现的特点，无需专业技术人员参与数据的分析和判断，为海水管路电绝缘状态的在线监测提供了简便易行的方法。

Description

一种海水管路绝缘状态在线检测方法
技术领域
本发明属于材料电化学检测技术领域，尤其是涉及一种针对海水管路电绝缘状态的电化学测试方法。
背景技术
船舶海水消防系统、冷却系统等管路结构非常复杂，包括管件、阀件、法兰等部件，涉及的材料种类多种多样。海水管路中，当异种材料的金属部件直接接触使用，尤其是腐蚀电位差较大的金属材料(如碳钢和铜合金、碳钢和不锈钢)部件直接接触时，两者容易发生电偶腐蚀，导致电负性较大的金属部件腐蚀失效而发生泄漏。为控制电偶腐蚀的发生，目前普遍采用绝缘材料组件将不同材质的两种金属部件相互隔离。但在使用过程中绝缘材料组件不断老化失效，一旦两种金属部件因绝缘材料组件老化或其他因素而形成电性连接，就会发生电偶腐蚀，影响海水管路的使用安全。
海水管路中绝缘材料组件的失效是一个缓慢而不确定的过程，通过对绝缘状态的检测可评价绝缘材料组件性能的好坏，为绝缘材料组件的更换提供依据，避免电偶腐蚀的发生。对海水管路绝缘材料组件绝缘性能的检测分为干态和湿态两种情况：干态时，可通过摇表等直接对绝缘材料组件的阻值进行测量，通过阻值的大小判断其绝缘性能的好坏，该方法适用于新建管道通水前或管道中水排空后的检测，在管道使用过程中，无法对绝缘性能进行检测；湿态时，通常采用万用表直接对绝缘材料组件两端金属法兰的电位差进行测量，但需要专业技术人员根据电位差的大小，结合绝缘材料组件两端金属材料的种类和性能，进行综合的判断。该方法适用于管道使用过程中的原位实时监测，但在实际应用中仍存在很多不确定因素，无法现场使用。专利201510271207.7公开了一种海水管道绝缘性能的检测装置，该装置通过激励电源对海水管道发出不同电流，并对海水管道和绝缘法兰的电压和分流电流进行测量，结合海水管道内海水的流速和温度参数，运用主成分数据分析和人工智能对数据筛选来确定绝缘法兰的绝缘性能。该专利提出了湿态下绝缘性能检测和智能化判断的设备，但其测试过程、数据处理和分析过程复杂繁琐，需要借助主成分数据分析和人工智能的数据处理模型和方法。
发明内容
本发明的技术任务是针对当前海水管道电绝缘组件湿态下绝缘性能检测的难题，直接以绝缘组件两端的金属法兰作为测量接线端，采用交流阻抗测量技术对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量，通过频谱曲线或特征频率对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级，解决海水管路电绝缘性能在线检测困难和无法评价分级的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种海水管路绝缘状态在线检测方法，该方法基于交流阻抗测量技术，直接利用绝缘组件两端的金属法兰作为测量接线端，通过施加不同频率的交流信号，对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量，进而通过频谱曲线或特征频率对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级。
具体步骤如下：
1)以绝缘组件两端的金属法兰作为测量的接线端，将测量线与法兰相连，保持电性连接；
2)利用交流信号发生器通过测量线对绝缘组件施加交流信号；
3)利用测量模块对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量和记录，绘制频谱曲线；
4)通过频谱曲线的曲线特征来确定特征频率，并通过特征频率下的阻抗值和相角值对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级。
作为本发明进一步优化地，交流信号频率范围为0.01Hz～100KHz,交流幅值范围为±1mV～±50mV。
作为本发明进一步优化地，取0.1Hz为特征频率，根据阻抗值和相角值对绝缘性能分三级：阻抗值小于等于1000Ω，绝缘性能分级为差；阻抗值大于1000Ω，且相角值小于等于20°，绝缘性能分级为中；阻抗值大于1000Ω，且相角值大于20°，绝缘性能分级为优。
作为本发明进一步优化地，所述交流信号发生器为CS353便携式交流阻抗测试仪的电化学交流信号输出模块或其他可编程交流信号发生器。
作为本发明进一步优化地，所述测量模块为CS353便携式交流阻抗测试仪的电化学交流阻抗测量模块或其他交流阻抗测量模块。
本发明的一种海水管路绝缘状态在线检测方法，与现有技术相比所产生的有益效果是：
本发明提出了一种基于交流阻抗测量技术的海水管路绝缘状态在线检测方法，该方法直接对不同交流频率下绝缘组件的阻抗值和相角值进行测量，并通过特征频率下的阻抗值和相角值对绝缘状态进行分级评价，具有操作简便、易于实现的特点，无需专业技术人员参与数据的分析和判断，为海水管路电绝缘状态的在线监测提供了简便易行的方法。
附图说明
附图1是本发明在线检测方法的示意图；
附图2是不同绝缘电阻下的阻抗图；
附图3是不同频率下阻抗测量值随绝缘阻抗的变化曲线；
附图4是本发明0.1Hz下的阻抗和相角随绝缘电阻的变化曲线。
附图中各标号表示：
1、计算机，2、交流阻抗测试仪，3、测量线一，4、测量线二，5、海水管路一，6、海水管路二，7、金属法兰一，8、绝缘组件，9、金属法兰二。
具体实施方式
下面结合附图1-4，对本发明的一种海水管路绝缘状态在线检测方法作以下详细说明。
本发明的一种海水管路绝缘状态在线检测方法，利用交流阻抗测量技术，直接利用绝缘组件两端的金属法兰作为测量接线端，通过施加不同频率的交流信号，对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量，进而通过频谱曲线或特征频率对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级。具体步骤如下：
1)如附图1所示，以绝缘组件8两端的金属法兰一7、金属法兰二9作为测量的接线端，将测量线一3与金属法兰一7相连，测量线二4与金属法兰二9相连，保持电性连接，交流阻抗测试仪2由计算机1连接控制；
2)利用交流信号发生器通过测量线一、测量线二对绝缘组件施加交流信号，交流信号发生器为CS353便携式交流阻抗测试仪的电化学交流信号输出模块或其他可编程交流信号发生器，交流信号频率范围为0.01Hz～100KHz,交流幅值范围为±1mV～±50mV；
3)利用测量模块对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量和记录，绘制频谱曲线，测量模块为CS353便携式交流阻抗测试仪的电化学交流阻抗测量模块或其他交流阻抗测量模块；
4)通过频谱曲线的曲线特征来确定特征频率，并通过特征频率下的阻抗值和相角值对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级，取0.1Hz为特征频率，根据阻抗值和相角值对绝缘性能分三级：阻抗值小于等于1000Ω，绝缘性能分级为差；阻抗值大于1000Ω，且相角值小于等于20°，绝缘性能分级为中；阻抗值大于1000Ω，且相角值大于20°，绝缘性能分级为优。
附图2是不同绝缘电阻下的阻抗图。
结合附图3，高频时，不同绝缘电阻条件下，阻抗值接近，而0.1Hz的阻抗值具有较好的区分度，可以作为评价绝缘电阻的特征频率，更低的频率会使测量时间更长。故选择0.1Hz作为特征频率。附图4是本发明0.1Hz下的阻抗和相角随绝缘电阻的变化曲线。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (6)

1.一种海水管路绝缘状态在线检测方法，其特征在于，该方法基于交流阻抗测量技术，直接利用绝缘组件两端的金属法兰作为测量接线端，通过施加不同频率的交流信号，对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量，进而通过频谱曲线或特征频率对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级。
2.根据权利要求1所述的一种海水管路绝缘状态在线检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)以绝缘组件两端的金属法兰作为测量的接线端，将测量线与法兰相连，保持电性连接；
2)利用交流信号发生器通过测量线对绝缘组件施加交流信号；
3)利用测量模块对绝缘组件两端的交流阻抗值和相角值进行测量和记录，绘制频谱曲线；
4)通过频谱曲线的曲线特征来确定特征频率，并通过特征频率下的阻抗值和相角值对绝缘组件的绝缘性能进行判断和分级。
3.根据权利要求1或2所述的一种海水管路绝缘状态在线检测方法，其特征在于，交流信号频率范围为0.01Hz～100KHz,交流幅值范围为±1mV～±50mV。
4.根据权利要求1或2所述的一种海水管路绝缘状态在线检测方法，其特征在于，取0.1Hz为特征频率，根据阻抗值和相角值对绝缘性能分三级：阻抗值小于等于1000Ω，绝缘性能分级为差；阻抗值大于1000Ω，且相角值小于等于20°，绝缘性能分级为中；阻抗值大于1000Ω，且相角值大于20°，绝缘性能分级为优。
5.根据权利要求2所述的一种海水管路绝缘状态在线检测方法，其特征在于，所述交流信号发生器为CS353便携式交流阻抗测试仪的电化学交流信号输出模块或其他可编程交流信号发生器。
6.根据权利要求2或5所述的一种海水管路绝缘状态在线检测方法，其特征在于，所述测量模块为CS353便携式交流阻抗测试仪的电化学交流阻抗测量模块或其他交流阻抗测量模块。
CN201811504021.1A 2018-12-10 2018-12-10 一种海水管路绝缘状态在线检测方法 Pending CN111289847A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811504021.1A CN111289847A (zh) 2018-12-10 2018-12-10 一种海水管路绝缘状态在线检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811504021.1A CN111289847A (zh) 2018-12-10 2018-12-10 一种海水管路绝缘状态在线检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111289847A true CN111289847A (zh) 2020-06-16

Family

ID=71029828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811504021.1A Pending CN111289847A (zh) 2018-12-10 2018-12-10 一种海水管路绝缘状态在线检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111289847A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114384126A (zh) * 2021-12-30 2022-04-22 山东龙港硅业科技有限公司 在线检测海洋舰船管道隔离电偶连接绝缘垫失效的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507430A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 天津亿利科能源科技发展股份有限公司 一种管道内腐蚀在线监测装置
CN103712907A (zh) * 2012-10-09 2014-04-09 中国石油大学(华东) 一种深海现场腐蚀电化学测试装置及其测试方法
CN104459333A (zh) * 2014-12-05 2015-03-25 浙江大学 工业型电容耦合式双电感结构非接触电导测量装置及方法
CN104977512A (zh) * 2015-05-25 2015-10-14 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种海水管道绝缘性能的检测装置
CN106645966A (zh) * 2017-02-07 2017-05-10 上海磊华船舶工程有限公司 一种电偶间绝缘状态的监测装置和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102507430A (zh) * 2011-11-11 2012-06-20 天津亿利科能源科技发展股份有限公司 一种管道内腐蚀在线监测装置
CN103712907A (zh) * 2012-10-09 2014-04-09 中国石油大学(华东) 一种深海现场腐蚀电化学测试装置及其测试方法
CN104459333A (zh) * 2014-12-05 2015-03-25 浙江大学 工业型电容耦合式双电感结构非接触电导测量装置及方法
CN104977512A (zh) * 2015-05-25 2015-10-14 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种海水管道绝缘性能的检测装置
CN106645966A (zh) * 2017-02-07 2017-05-10 上海磊华船舶工程有限公司 一种电偶间绝缘状态的监测装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
仵海东 主编: "《普通高等教育十三五规划教材 金属材料工程实验教程》", 31 July 2017, 冶金工业出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114384126A (zh) * 2021-12-30 2022-04-22 山东龙港硅业科技有限公司 在线检测海洋舰船管道隔离电偶连接绝缘垫失效的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8310251B2 (en) System for assessing pipeline condition
EP1984749B1 (en) Method and apparatus for evaluating the level of superficial pollution of a medium/high voltage outdoor insulator
US20100213955A1 (en) Method and device for monitoring and detecting the coating defects of underground or underwater pipelines
JP2007333494A (ja) 蓄電池の劣化診断方法および劣化診断装置
CN108362637B (zh) 腐蚀电化学测试装置及腐蚀电化学测试方法
CN104655967B (zh) 配电变压器绕组振动信号特征量提取方法
CN109765134A (zh) 一种管道内壁磨损腐蚀监测装置及其监测方法
CN106645966A (zh) 一种电偶间绝缘状态的监测装置和方法
CN111289847A (zh) 一种海水管路绝缘状态在线检测方法
CN207908329U (zh) 用于监测流动海水中钛合金管路缝隙腐蚀的探头
AU2017345317B2 (en) Method and apparatus for predicting life cycle of a splice
CN104569139A (zh) 基于电场指纹法的管道无损检测装置
CN111965497A (zh) 一种高压电缆早期缺陷联合诊断方法
US20170038421A1 (en) Method and apparatus for predicting life cycle of a splice
Kwon et al. Prognostics of interconnect degradation using RF impedance monitoring and sequential probability ratio test
CN108387506A (zh) 用于监测流动海水中钛合金管路缝隙腐蚀的探头和方法
Misak et al. A novel method for detection and classification of covered conductor faults
CN112345630A (zh) 一种检测大厚度非金属包覆层附件封铅状态装置和方法
Mi et al. Optical fiber sensor system for monitoring leakage current of post insulators based on RBF neural network
CN112083301A (zh) 一种用于电缆施工的无损检测方法
Arias-Guzman et al. Voltage sag segmentation under deformation tensor parameters
JP2021148433A (ja) 腐食管理システム
CN113325238B (zh) 接地网接地阻抗与腐蚀的一体化检测方法与系统
Setayeshmehr et al. A novel method to on-line measuring of power factor (tan/spl delta/) and capacitance of transformers' bushings
Yee et al. A reversing direct current potential drop system for detecting and sizing fatigue cracks along weld toes

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination