CN114112206B - 一种复合绝缘界面密封性检测装置和评价方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种复合绝缘界面密封性检测装置和评价方法，装置包括测试品以及温湿度检测装置。测试品包括绝缘套以及两个柱形绝缘棒，将柱形绝缘棒沿同一直线方向间隔设置，再将绝缘套设于两个柱形绝缘棒外，使得两个柱形绝缘棒相向的两个端面与绝缘套内周壁之间围成密封的空隙腔，这样即可形成双层复合绝缘界面。其中一个柱形绝缘棒中开设连通空隙腔的轴向通孔，并将温湿度检测装置的温湿度探头经轴向通孔伸入空隙腔内，再密封轴向通孔，以便于进行空隙腔内部的温湿度检测。本申请这一复合绝缘界面密封性检测装置设计可以用于探究结构参数、环境因素等多因素影响下的界面密封性能，在提升相关设备界面密封、防水防潮特性等方面具有重要意义。
Description
技术领域
本申请涉及绝缘材料检测技术领域，尤其涉及一种复合绝缘界面密封性检测装置和评价方法。
背景技术
由双层绝缘材料组成的复合绝缘结构在电力设备中应用广泛，复合绝缘之间界面的密封性能值得关注。调研发现，复合绝缘界面是众多电力设备中的薄弱部位，界面密封性能不足导致的潮气进入是导致界面放电、绝缘击穿的重要原因。因此，复合绝缘界面的密封性试验研究具有重要的工程和科研价值。但是，现有对复合绝缘界面密封性检测仍缺乏较为有效的检测装置及评价方法。
发明内容
有鉴于此，本申请的第一目的是提供一种复合绝缘界面密封性检测装置，可用于探究结构参数、环境因素等多因素影响下的界面密封性能。
本申请的第二目的是提供一种复合绝缘界面密封性评价方法，可作为电缆附件等相关结构的设计参考依据和产品入网检测程序，在提升相关设备界面密封、防水防潮特性等方面具有重要意义。
为达到上述技术目的，本申请提供了一种复合绝缘界面密封性检测装置，包括：
测试品，所述测试品包括绝缘套以及两个柱形绝缘棒，两个所述柱形绝缘棒沿同一直线方向间隔设置，所述绝缘套设于两个所述柱形绝缘棒外，两个所述柱形绝缘棒相向的两个端面与所述绝缘套内周壁之间围成密封的空隙腔，两个所述柱形绝缘棒中的一个所述柱形绝缘棒中部设有连通所述空隙腔的轴向通孔；
温湿度检测装置，所述温湿度检测装置的温湿度探头经所述轴向通孔伸入所述空隙腔；
开设有所述轴向通孔的所述柱形绝缘棒上设有用于密封所述轴向通孔的密封结构。
进一步地，所述柱形绝缘棒为聚乙烯材料制备。
进一步地，所述绝缘套为可收缩橡胶材料制备。
进一步地，所述温湿度检测装置包括：
检测装置本体；
温湿度探头，所述温湿度探头通过导线与所述检测装置本体电连接；
连接管，所述连接管的一端与所述检测装置本体连接，另一端与所述温湿度探头连接，所述连接管设有供所述导线穿过中空腔。
进一步地，所述密封结构为密封胶；
所述密封胶填设于所述轴向通孔内壁与所述连接管外壁之间。
进一步地，所述密封胶为防水玻璃胶制备。
一种复合绝缘界面密封性评价方法，应用于所述的复合绝缘界面密封性检测装置，包括：
S1，获取测试品的结构数据；
S2，将空隙腔内相对湿度在预设初始相对湿度值以下的测试品置于预设加湿环境中；
S3，通过温湿度检测装置监测所述空隙腔的相对湿度值变化至预设终止相对湿度值，并记录监测时间、预设初始相对湿度值以及预设终止相对湿度值；
S4，基于所述监测时间、所述预设初始相对湿度值、所述预设终止相对湿度值、所述测试品的结构数据以及预设加湿环境的环境参数，根据预设计算公式计算所述测试品当次的水分渗透速度数据；
S5，基于预设评价规则，根据得到的预设个水分渗透速度数据评价所述测试品。
进一步地，所述结构数据包括柱形绝缘棒直径、空隙腔长度以及单侧界面长度；
所述环境参数为预设测试温度下的空气饱和湿度；
所述预设计算公式包括：
Δm＝(RH1-RH0)×HS×V
其中，Δm为空隙腔中的水分增重，RH1为预设终止相对湿度值、RH0为预设初始相对湿度值、HS为预设测试温度下的空气饱和湿度、V为空隙腔的容积、d为柱形绝缘棒的直径、lc为空隙腔的长度、t为单次测试的监测时间、vp,T为水分渗透速度、li为单侧界面长度。
进一步地，所述预设加湿环境为高湿环境或浸水环境；
所述高湿环境由可调式恒温恒湿设备提供；
所述浸水环境由恒温水浴锅提供。
进一步地，所述预设初始相对湿度值为40％，所述预设终止相对湿度值为95％。
从以上技术方案可以看出，本申请提供的复合绝缘界面密封性检测装置包括测试品以及温湿度检测装置。其中，测试品包括绝缘套以及两个柱形绝缘棒，将柱形绝缘棒沿同一直线方向间隔设置，再将绝缘套设于两个柱形绝缘棒外，使得两个柱形绝缘棒相向的两个端面与绝缘套内周壁之间围成密封的空隙腔，这样即可形成双层复合绝缘界面，可以非常准确地模拟XLPE电缆附件的XLPE主绝缘-附件硅橡胶绝缘结构。再在其中的一个柱形绝缘棒中开设连通空隙腔的轴向通孔，并将温湿度检测装置的温湿度探头经轴向通孔伸入空隙腔内，再密封轴向通孔，以便于进行空隙腔内部的温湿度检测。本申请这一复合绝缘界面密封性检测装置设计可以用于探究结构参数、环境因素等多因素影响下的界面密封性能，在提升相关设备界面密封、防水防潮特性等方面具有重要意义。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请中提供的一种复合绝缘界面密封性检测装置的结构示意图；
图2为本申请中提供的一种复合绝缘界面密封性评价方法的流程示意图；
图中：1、温湿度检测装置；11、检测装置本体；12、连接管；13、温湿度探头；2、测试品；20、空隙腔；21、柱形绝缘棒；211、中空腔；212、密封结构；22、绝缘套。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请实施例保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例公开了一种复合绝缘界面密封性检测装置和评价方法。
请参阅图1，本申请实施例中提供的一种复合绝缘界面密封性检测装置和评价方法的一个实施例包括：
测试品2以及温湿度检测装置1。
其中，测试品2包括绝缘套22以及两个柱形绝缘棒21，具体为圆柱形结构，不做限制。将两个柱形绝缘棒21沿同一直线方向间隔设置，并将绝缘套22设于两个柱形绝缘棒21外，使得两个柱形绝缘棒21相向的两个端面与绝缘套22内周壁之间围成密封的空隙腔20，这样即可形成双层复合绝缘界面，可以非常准确地模拟XLPE电缆附件的XLPE主绝缘-附件硅橡胶绝缘结构。
在两个柱形绝缘棒21中的一个柱形绝缘棒21中部设有连通空隙腔20的轴向通孔。再将温湿度检测装置1的温湿度探头13经轴向通孔伸入空隙腔20，并使得开设有轴向通孔的柱形绝缘棒21上设有用于密封轴向通孔的密封结构212。
本申请这一复合绝缘界面密封性检测装置设计可以用于探究结构参数、环境因素等多因素影响下的界面密封性能，在提升相关设备界面密封、防水防潮特性等方面具有重要意义。
以上为本申请实施例提供的一种复合绝缘界面密封性检测装置的实施例一，以下为本申请实施例提供的一种复合绝缘界面密封性检测装置的实施例二，具体请参阅图1。
基于上述实施例一的方案：
进一步地，柱形绝缘棒21具体可以为聚乙烯材料制备。
进一步地，绝缘套22具体可以为可收缩橡胶材料制备，凭借收缩力可收缩套固定在两个柱形绝缘棒21的外侧。
进一步地，就温湿度检测装置1结构来说，包括检测装置本体11、温湿度探头13以及连接管12，
其中，温湿度探头13通过导线与检测装置本体11电连接、连接管12的一端与检测装置本体11连接，另一端与温湿度探头13连接，且连接管12设有供导线穿过中空腔211。通过配置一个连接管12也方便将温湿度探头13伸入间隙腔中，方便安装。
进一步地，就密封结构212来说，可以是密封胶。密封胶填设于轴向通孔内壁与连接管12外壁之间实现密封作用。当然，还是密封圈，将密封圈套于连接管12上，并使得密封圈与连接管12以及中空腔211内周壁接触，从而实现密封，还可以是其它方式，具体不做限制。
进一步地，密封胶具体为防水玻璃胶制备。
如图2所示，本申请还公开了一种复合绝缘界面密封性评价方法，应用于上述公开的复合绝缘界面密封性检测装置，包括：
S1，获取测试品的结构数据。
S2，将空隙腔内相对湿度在预设初始相对湿度值以下的测试品置于预设加湿环境中。
S3，通过温湿度检测装置监测空隙腔的相对湿度值变化至预设终止相对湿度值，并记录监测时间、预设初始相对湿度值以及预设终止相对湿度值。需要说明的是，当温湿度检测装置1监测到空隙腔20的相对湿度从预设相对湿度值达到预设终止相对湿度值时，即可停止温湿度检测装置1，并将测试品2从预设加湿环境中取出。
S4，基于监测时间、预设初始相对湿度值、预设终止相对湿度值、测试品的结构数据以及预设加湿环境的环境参数，根据预设计算公式计算测试品当次的水分渗透速度数据。
而当需要有不同的测试环境因素下的水分渗透速度数据时，那么可以多次反复执行步骤S2以及S3，那每次执行步骤S2的时候则可以根据实际需要更改预设加湿环境的环境参数。需要说明的是，在完成S3步骤之后如果需要返回重新进行再一次的水分渗透速度数据获取的话，可将步骤3后的测试品2放置在烘干环境下进行烘干，直至内部相对湿度值恢复到预设初始相对湿度值，再重复进行下一周期的测试。以测试环境为定量而测试品2结构参数为变量的测试的话，那么每下一次的测试品2测试则可以采用具有指定结构参数的测试品2进行测试，具体不做限制。
S5，基于预设评价规则，根据得到的预设个水分渗透速度数据评价测试品2。该预设评价规则可以根据历史检测数据总结得到，不做赘述。
进一步地，就结构数据来说，包括柱形绝缘棒21直径、空隙腔20长度以及单侧界面长度。而环境参数为预设测试温度下的空气饱和湿度，也即是预设加湿环境下的设定温度情况的空气饱和湿度。
预设计算公式具体包括：
Δm＝(RH1-RH0)×HS×V
其中，Δm为空隙腔20中的水分增重，RH1为预设终止相对湿度值、RH0为预设初始相对湿度值、HS为预设测试温度下的空气饱和湿度(可通过计算或查阅现有相应的资料获得)、V为空隙腔20的容积、d为柱形绝缘棒21的直径、lc为空隙腔20的长度、t为单次测试的监测时间(也即是水分渗透时间)、vp,T为水分渗透速度、li为单侧界面长度。
单侧界面长度即为单个柱形绝缘棒21与绝缘套22之间重合部分形成的界面的长度。优选，两个柱形绝缘棒21与绝缘套22之间形成的单侧界面长度相同。
从上述计算公式可以知道，水分渗透速度是与液体压强、渗透时间、界面压力等多因素相关的参数，而在进行密封性能表征时需注意加以注明，保证密封性能对比时相关条件统一。
进一步地，预设加湿环境为高湿环境或浸水环境；
高湿环境可以由可调式恒温恒湿设备提供，具体可以分为高湿环境、高温高湿环境等。具体测试时需保证温度在设定值±1℃范围内，相对湿度在设定值±2％范围内的近似恒温恒湿状态，将测试品2放置于可调式恒温恒湿设备中。
浸水环境由恒温水浴锅提供，具体可以分为浸水环境、高温浸水环境等。具体测试时需保证温度在设定值±1℃范围内，将测试品2置于恒温水浴锅液体底部。
此时待测界面外侧的液体压强可由下式计算：
p＝ρ液gh液
其中ρ液为液体密度，g为重力加速度，h液为待测界面到液面的平均高度。
进一步地，就预设初始相对湿度值具体可以设为40％，而预设终止相对湿度值可以设为95％。以这一相对湿度的初始值与终止值为例，那么烘干的时候，烘干环境可以设定为>40℃，<RH40％。
本申请这一设计的评价方法可以实现模拟不同温度和湿度的运行环境，通过温湿度检测装置1对空隙腔20相对湿度进行定量检测，并通过计算实现复合绝缘界面密封性能的定量表征，可用于探究结构参数、环境因素等多因素影响下的界面密封性能，并可作为电缆附件等相关结构的设计参考依据和产品入网检测程序，在提升相关设备界面密封、防水防潮特性等方面具有重要意义。
以上对本申请所提供的一种复合绝缘界面密封性检测装置和评价方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (9)
1.一种复合绝缘界面密封性检测装置，其特征在于，包括：
测试品，所述测试品包括绝缘套以及两个柱形绝缘棒，两个所述柱形绝缘棒沿同一直线方向间隔设置，所述绝缘套设于两个所述柱形绝缘棒外，两个所述柱形绝缘棒相向的两个端面与所述绝缘套内周壁之间围成密封的空隙腔，两个所述柱形绝缘棒中的一个所述柱形绝缘棒中部设有连通所述空隙腔的轴向通孔；
温湿度检测装置，所述温湿度检测装置的温湿度探头经所述轴向通孔伸入所述空隙腔，用于监测所述空隙腔的相对湿度值变化至预设终止相对湿度值，并记录监测时间、预设初始相对湿度值以及预设终止相对湿度值，以便基于所述监测时间、所述预设初始相对湿度值、所述预设终止相对湿度值、所述测试品的结构数据以及预设加湿环境的环境参数，根据预设计算公式计算所述测试品当次的水分渗透速度数据；
所述结构数据包括柱形绝缘棒直径、空隙腔长度以及单侧界面长度；
所述环境参数为预设测试温度下的空气饱和湿度；
所述预设计算公式包括：
Δm＝(RH1-RH0)×HS×V
其中，Δm为空隙腔中的水分增重，RH1为预设终止相对湿度值、RH0为预设初始相对湿度值、HS为预设测试温度下的空气饱和湿度、V为空隙腔的容积、d为柱形绝缘棒的直径、lc为空隙腔的长度、t为单次测试的监测时间、vp,T为水分渗透速度、li为单侧界面长度；
开设有所述轴向通孔的所述柱形绝缘棒上设有用于密封所述轴向通孔的密封结构。
2.根据权利要求1所述的一种复合绝缘界面密封性检测装置，其特征在于，所述柱形绝缘棒为聚乙烯材料制备。
3.根据权利要求1所述的一种复合绝缘界面密封性检测装置，其特征在于，所述绝缘套为可收缩橡胶材料制备。
4.根据权利要求1所述的一种复合绝缘界面密封性检测装置，其特征在于，所述温湿度检测装置包括：
检测装置本体；
温湿度探头，所述温湿度探头通过导线与所述检测装置本体电连接；
连接管，所述连接管的一端与所述检测装置本体连接，另一端与所述温湿度探头连接，所述连接管设有供所述导线穿过中空腔。
5.根据权利要求4所述的一种复合绝缘界面密封性检测装置，其特征在于，所述密封结构为密封胶；
所述密封胶填设于所述轴向通孔内壁与所述连接管外壁之间。
6.根据权利要求5所述的一种复合绝缘界面密封性检测装置，其特征在于，所述密封胶为防水玻璃胶制备。
7.一种复合绝缘界面密封性评价方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任意一项所述的复合绝缘界面密封性检测装置，包括：
S1，获取测试品的结构数据；
S2，将空隙腔内相对湿度在预设初始相对湿度值以下的测试品置于预设加湿环境中；
S3，通过温湿度检测装置监测所述空隙腔的相对湿度值变化至预设终止相对湿度值，并记录监测时间、预设初始相对湿度值以及预设终止相对湿度值；
S4，基于所述监测时间、所述预设初始相对湿度值、所述预设终止相对湿度值、所述测试品的结构数据以及预设加湿环境的环境参数，根据预设计算公式计算所述测试品当次的水分渗透速度数据；
S5，基于预设评价规则，根据得到的预设个水分渗透速度数据评价所述测试品；
所述结构数据包括柱形绝缘棒直径、空隙腔长度以及单侧界面长度；
所述环境参数为预设测试温度下的空气饱和湿度；
所述预设计算公式包括：
Δm＝(RH1-RH0)×HS×V
其中，Δm为空隙腔中的水分增重，RH1为预设终止相对湿度值、RH0为预设初始相对湿度值、HS为预设测试温度下的空气饱和湿度、V为空隙腔的容积、d为柱形绝缘棒的直径、lc为空隙腔的长度、t为单次测试的监测时间、vp,T为水分渗透速度、li为单侧界面长度。
8.根据权利要求7所述的一种复合绝缘界面密封性评价方法，其特征在于，所述预设加湿环境为高湿环境或浸水环境；
所述高湿环境由可调式恒温恒湿设备提供；
所述浸水环境由恒温水浴锅提供。
9.根据权利要求7所述的一种复合绝缘界面密封性评价方法，其特征在于，所述预设初始相对湿度值为40％，所述预设终止相对湿度值为95％。
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