CN113504263B - 一种绝缘子异常发热缺陷检测装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绝缘子异常发热缺陷检测装置及其使用方法，包括箱体、预处理组件和检测组件，所述预处理组件和所述检测组件设于所述箱体内，所述预处理组件用于对复合绝缘子从高压端至低压端进行分段处理获取试样，所述箱体的内部设有传送组件，所述传送组件将试样从预处理组件的一端传送至所述检测组件的一端，所述检测组件用于对每段试样进行检测。本发明通过预处理组件可对复合绝缘子进行分段预处理，便于检测组件对试样进行检测，实现对复合绝缘子异常发热进行检测，获取复合绝缘子的劣化情况和发热程度，提高输电网络的安全。

Description

一种绝缘子异常发热缺陷检测装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及绝缘子检测设备技术领域，特别涉及一种绝缘子异常发热缺陷检测装置及其使用方法。

背景技术

近年来，由于复合绝缘子劣化导致的线路跳闸事故频发，2019年公司首次对运行20年以上的复合绝缘子开展抽样送检，检测内容为复合绝缘子护套材料理化分析，合格率约为10％；复合绝缘子劣化最为明显的表现特征是异常发热，2019年海口供电局220kV长永I、II线、华长I、II线复合绝缘子就因异常发热导致全线更换；现有的手段仅能对退运的复合绝缘子进行护套试验和红外测温，无法评估芯棒的劣化水平和发热的严重程度。因此亟需对热带海岛环境下复合绝缘子伞套及芯棒劣化机理、发热缺陷特性，以及复合绝缘子劣化特性与发热缺陷的对应关系进行研究。

例如专利号为CN202010906630.0的一种基于人工智能的变电站绝缘子红外图像检测方法，包括以下步骤：通过红外热成像仪获取变电站绝缘子的红外图像；对获取的图像通过算法进行预处理；对获取的数据集进行目标的标签处理；将数据集划分为训练集与测试集；构建改进特征融合单发多盒检测器的红外图像检测模型；使用数据集中的训练集进行该模型的训练与参数调节；使用数据集中的测试集对训练完毕的模型进行目标的检测，以证明其有效性；通过以上步骤实现变电站绝缘子的红外图像的自动检测。通过对模型的参数调整并增加一种特征增强模块，以提高模型对绝缘子的特征提取能力，从而确保对变电站绝缘子红外图像进行安全、实时的检测。通过热成像对复合绝缘子进行检测，检测效果较差，不能很好的了解复合绝缘子芯棒的劣化水平和发热的严重程度。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种绝缘子异常发热缺陷检测装置及其使用方法，实现对复合绝缘子异常发热进行检测，获取复合绝缘子的劣化情况和发热程度，提高输电网络的安全。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，包括箱体、预处理组件和检测组件，所述预处理组件和所述检测组件设于所述箱体内，所述预处理组件用于对复合绝缘子从高压端至低压端进行分段处理获取试样，所述箱体的内部设有传送组件，所述传送组件将试样从预处理组件的一端传送至所述检测组件的一端，所述检测组件用于对每段试样进行检测。

优选的，所述箱体包括预处理箱、传送箱和检测箱，所述预处理箱和所述检测箱分别与所述传送箱连通，所述预处理组件安装于所述预处理箱内，所述检测组件安装于所述检测箱内，所述传送组件安装于所述安装箱内。

优选的，所述检测组件包括扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、热重分析仪和温升系统，所述温升系统用于对复合绝缘子试样通电升温，所述扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪和热重分析仪固定于所述检测箱内。

优选的，所述温升系统包括高压电阻、变压器、平板电极和交流高压电源，所述交流高压电源的正极通过保险丝与所述变压器电连接，所述变压器通过所述高压电阻电连接所述平板电极，所述变压器的另一侧接地。

优选的，所述预处理组件包括伸缩夹持架和切刀，所述伸缩夹持架连接于所述预处理箱内，所述切刀转动连接于所述预处理箱内，所述切刀用于转动切割复合绝缘子。

优选的，所述伸缩夹持架包括液压伸缩杆和夹持爪，所述液压伸缩杆的一端与所述预处理箱连接，所述液压伸缩杆的自由端与所述夹持爪连接。

优选的，所述传送组件包括第一电机和支撑柱，所述支撑柱的一端转动连接于所述传送箱内，所述第一电机用于驱动所述支撑柱转动，所述支撑柱的自由端连接有若干连接杆，所述连接杆的自由端通过弹性伸缩件连接有传送座，所述传送座上设有导体。

优选的，所述传送座设有固定槽和滑槽，所述滑槽与所述固定槽连通。

优选的，所述箱体设有位于所述预处理组件和所述检测组件之间的推杆，所述箱体的内部设有位于所述推杆下方的导向槽，所述导向槽的输出端设有收集槽。

一种绝缘子异常发热缺陷检测装置的使用方法，

S1：选取典型劣化复合绝缘子或现场运行出现异常发热的复合绝缘子，通过对复合绝缘子开展不同温湿度下的全尺寸温升试验，获得复合绝缘子异常发热红外图像特征；

S2：将不同发热特征的复合绝缘子进行外观检查，并通过预处理组件对复合绝缘子从高压端至低压端进行分段预处理，获取试样；

S3：试样落于传送组件上，传送组件转动将试样从预处理组件的一侧传送至检测组件的一侧；

S4：检测组件下移与试样中的棒芯接触，对预处理后的试样开展不同温湿度下的温升试验，提取试验中试样的主要电气参量。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置及其使用方法，选取异常发热的复合绝缘子进行温升试验，可获取复合绝缘子异常发热红外图像特征，初步了解复合绝缘子的发热情况；预处理组件可对异常发热的复合绝缘子进行分段预处理获取试样，传送组件可传送将每段试样传送至检测组件一侧，由检测组件对试样进行检测，获取复合绝缘子的劣化情况和发热程度，进而了解复合绝缘子的棒芯以及伞裙暴露出来的缺陷，提高输电网络的安全。

附图说明

图1为本发明一种绝缘子异常发热缺陷检测装置的剖面结构示意图；

图2为图1中A-A的剖面结构示意图；

图3为本发明一种绝缘子异常发热缺陷检测装置的剖面结构示意图；

图4为本发明连接杆和传送座的剖面结构示意图；

图5为本发明温升系统的电路连接结构示意图；

图6为本发明复合绝缘子分段预处理的结构示意图；

图中，1箱体、2预处理箱、3传送箱、4检测箱、5预处理组件、6伸缩夹持架、7液压伸缩杆、8夹持爪、9切刀、10检测组件、11复合绝缘子、12传送组件、13第一电机、14支撑柱、15连接杆、16传送座、17推杆、18导向槽、19收集槽、20平板电极、21绝缘伸缩套、22接地极、23套杆、24导体、25驱动组件、27试样、28弹性伸缩件、29固定槽、30滑槽。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

参见图1至图6，本发明提供的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，包括箱体1、预处理组件5和检测组件10，所述预处理组件5和所述检测组件10设于所述箱体1内，所述预处理组件5用于对复合绝缘子11从高压端至低压端进行分段处理获取试样27，所述箱体1的内部设有传送组件12，所述传送组件将试样27从预处理组件5的一端传送至所述检测组件10的一端，所述检测组件10用于对每段试样27进行检测。

复合绝缘子11的异常发热一般通过红外测温获取热成像图片，而根据热成像图片难以判断复合绝缘子11的伞裙以及棒芯异常发热后的缺陷，本发明可通过选取异常发热的复合绝缘子11，通过预处理组件5对不同发热特征的复合绝缘子11进行分段预处理，每3cm为一个单元，从高压端起进行编号，试样27直径38mm，截面平整，同时截取同一厂家生产的新绝缘子的作为对照组；分别将每块试样27通过传送组件12传送至检测组件10处，获取复合绝缘子11伞裙以及棒芯的缺陷特征。

具体的，所述箱体1包括预处理箱2、传送箱3和检测箱4，所述预处理箱2和所述检测箱4分别与所述传送箱3连通，所述预处理组件5安装于所述预处理箱2内，所述检测组件10安装于所述检测箱4内，所述传送组件12安装于所述传送箱3内。可使预处理组件5、检测组件10以及传送组件12分隔开，不会相互影响且可以相互配合。

具体的，所述检测组件10包括扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、热重分析仪和温升系统，所述温升系统用于对复合绝缘子11试样27通电升温，所述扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪和热重分析仪固定于所述检测箱4内。对预处理后的试样27开展不同温湿度下的温升试验，通过三电极系统测量试样27的体电流和表面电流，记录电流电压大小及相位，同时，检测试样27的介电常数和介质损耗，并结合扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪和热重分析仪进行材料微观参数检测，根据检测结果，分析绝缘子异常发热热源及其材料劣化特征。

具体的，所述温升系统包括高压电阻、变压器、平板电极20和交流高压电源，所述交流高压电源的正极通过保险丝与所述变压器电连接，所述变压器通过所述高压电阻电连接所述平板电极20，所述变压器的另一侧接地。平板电极20设于检测箱4内，平板电极20的下方设置有与平板电极20相互配合接地极22，平板电极20通过绝缘伸缩套21与检测箱4连接，绝缘伸缩套21的外侧套接有用于推动伸缩套上下伸缩的套杆23，套杆23与检测箱4滑动连接，便于传送组件12将试样27传送至平板电极20的下方时，绝缘伸缩套21带动平板电极20下移与试样27的棒芯接触，并推动试样27下移接触接地极22，平板电极20、试样27棒芯以及接地极22之间导通。

实施例2

参见图1至图4，本实施例与实施例1的区别在于：所述预处理组件5包括伸缩夹持架6和切刀9，所述伸缩夹持架连接于所述预处理箱2内，所述切刀9转动连接于所述预处理箱2内，所述切刀9用于转动切割复合绝缘子11。伸缩夹持架可起到夹持固定复合绝缘子11的作用，同时伸缩夹持架可推动复合绝缘子11下移，便于切刀9对复合绝缘子11分段处理，切刀9转动连接于预处理箱2内，不阻碍复合绝缘子11的下移，其中切刀9通过驱动组件25驱动。

具体的，所述伸缩夹持架6包括液压伸缩杆7和夹持爪8，所述液压伸缩杆7的一端与所述预处理箱2连接，所述液压伸缩杆7的自由端与所述夹持爪8连接。通过液压伸缩杆7可带动夹持爪8带动复合绝缘子11下移，使复合绝缘子11位于传送座16的上方，便于分隔出来的试样27平稳落于传送座16上。

实施例3

参见图1至图6，本实施例与实施例1的区别在于：所述传送组件12包括第一电机13和支撑柱14，所述支撑柱14的一端转动连接于所述传送箱3内，所述第一电机13用于驱动所述支撑柱14转动，所述支撑柱14的自由端连接有若干连接杆15，所述连接杆15的自由端通过弹性伸缩件28连接有传送座16，所述传送座16上设有导体24。通过第一电机13可带动置于传送座16上的试样27从预处理箱2的传送至检测箱4内，便于连续对不同段试样27进行检测，获取异常发热复合绝缘子11棒芯以及伞裙的缺陷，弹性伸缩件28包括伸缩杆和弹簧，弹簧套接于伸缩杆的外侧，传送座16与伸缩杆连接，便于平板电极20向下按压试样27，使得平板电极20、试样27棒芯通过导体24与接地极22之间导通，形成回路。

具体的，所述传送座16设有固定槽29和滑槽30，所述滑槽30与所述固定槽29连通。固定槽29可固定试样27突出的棒芯，固定槽29周边的传送座16可起到支撑伞裙的作用，导体24位于固定槽29的底部。

具体的，所述箱体1设有位于所述预处理组件5和所述检测组件10之间的推杆17，所述箱体1的内部设有位于所述推杆17下方的导向槽18，所述导向槽18的输出端设有收集槽19。转动的支撑柱14带动固定槽29转至推杆17处时，推杆17推动位于固定槽29内的试样27，试样27下端的棒芯通过滑槽30滑出传送座16，掉落于导向槽18内，由导向槽18将检测完毕的试样27收集于收集槽19内，其中导向槽18的宽度略小于固定槽29的直径。

一种绝缘子异常发热缺陷检测装置的使用方法，

S1：选取典型劣化复合绝缘子11或现场运行出现异常发热的复合绝缘子11，通过对复合绝缘子11开展不同温湿度下的全尺寸温升试验，获得复合绝缘子11异常发热红外图像特征；

S2：将不同发热特征的复合绝缘子11进行外观检查，并通过预处理组件5对复合绝缘子11从高压端至低压端进行分段预处理，获取试样27；

S3：试样27落于传送组件12上，传送组件12转动将试样27从预处理组件5的一侧传送至检测组件10的一侧；

S4：检测组件10下移与试样27中的棒芯接触，对预处理后的试样27开展不同温湿度下的温升试验，提取试验中试样27的主要电气参量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，其特征在于：包括箱体、预处理组件和检测组件，所述箱体包括预处理箱、传送箱和检测箱，所述预处理箱和所述检测箱分别与所述传送箱连通，所述预处理组件安装于所述预处理箱内，所述检测组件安装于所述检测箱内，所述预处理组件用于对复合绝缘子从高压端至低压端进行分段处理获取试样，所述传送箱内设有传送组件，所述传送组件将试样从所述预处理组件的一端传送至所述检测组件的一端，所述传送组件包括第一电机和支撑柱，所述支撑柱的一端转动连接于所述传送箱内，所述第一电机用于驱动所述支撑柱转动，所述支撑柱的自由端连接有若干连接杆，所述连接杆的自由端通过弹性伸缩件连接有传送座，所述传送座上设有导体，所述检测组件用于对每段试样进行检测，所述检测组件包括温升系统，所述温升系统包括高压电阻、变压器、平板电极和交流高压电源，所述交流高压电源的正极通过保险丝与所述变压器电连接，所述变压器通过所述高压电阻电连接所述平板电极，所述平板电极通过绝缘伸缩套固定于所述检测箱内，所述平板电极的下方设置有相互配合的接地极，所述变压器的另一侧接地。

2.如权利要求1所述的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，其特征在于：所述检测组件还包括扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪和热重分析仪，所述温升系统用于对复合绝缘子试样通电升温，所述扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪和热重分析仪固定于所述检测箱内。

3.如权利要求1所述的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，其特征在于：所述预处理组件包括伸缩夹持架和切刀，所述伸缩夹持架连接于所述预处理箱内，所述切刀转动连接于所述预处理箱内，所述切刀用于转动切割复合绝缘子。

4.如权利要求3所述的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，其特征在于：所述伸缩夹持架包括液压伸缩杆和夹持爪，所述液压伸缩杆的一端与所述预处理箱连接，所述液压伸缩杆的自由端与所述夹持爪连接。

5.如权利要求1所述的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，其特征在于：所述传送座设有固定槽和滑槽，所述滑槽与所述固定槽连通。

6.如权利要求1所述的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置，其特征在于：所述箱体设有位于所述预处理组件和所述检测组件之间的推杆，所述箱体的内部设有位于所述推杆下方的导向槽，所述导向槽的输出端设有收集槽。

7.如权利要求1所述的一种绝缘子异常发热缺陷检测装置的使用方法，其特征在于：S1：选取典型劣化复合绝缘子或现场运行出现异常发热的复合绝缘子，通过对复合绝缘子开展不同温湿度下的全尺寸温升试验，获得复合绝缘子异常发热红外图像特征；S2：将不同发热特征的复合绝缘子进行外观检查，并通过预处理组件对复合绝缘子从高压端至低压端进行分段预处理，获取试样；S3：试样落于传送组件上，传送组件转动将试样从预处理组件的一侧传送至检测组件的一侧；S4：检测组件下移与试样中的棒芯接触，对预处理后的试样开展不同温湿度下的温升试验，提取试验中试样的主要电气参量。

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