CN114720319A - 基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法及装置 - Google Patents

基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法及装置 Download PDF

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CN114720319A CN202210498290.1A CN202210498290A CN114720319A CN 114720319 A CN114720319 A CN 114720319A CN 202210498290 A CN202210498290 A CN 202210498290A CN 114720319 A CN114720319 A CN 114720319A
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秦司晨
刘睿
王倩
张嘉伟
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Xian University of Technology
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Abstract

本申请提供的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿方法及装置，脱湿装置包括智能设备、电加热控制器、测试腔体、真空泵、重量传感器、温度传感器、真空传感器、夹具；脱湿方法包括对复合绝缘子样品进行预处理，得到待测复合绝缘子样品；在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率；当达到循环次数时，根据每个预设真空度数值下的测试数据确定评估数据。本申请实现对复合绝缘子护套材料硅橡胶的快速高效脱湿，提高脱湿检测效率。

Description

基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法及装置
技术领域
本申请涉及电网附件检测维护领域，尤其涉及一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法及装置。
背景技术
以高温硫化硅橡胶为伞裙、环氧树脂为芯棒的复合绝缘子因质量轻、机械强度高和优异的防污闪等性能，成为特高压线路上主要的绝缘子。复合绝缘子中的有机复合材料在内部和外部因素作用下会发生老化，例如伞裙氧化、分解、腐蚀、起电痕，发生变色、粉化、开裂，憎水性下降或憎水迁移性消失，闪络强度降低，机械强度恶化，以及脆性断裂、酥朽断裂等。
目前复合绝缘子硅橡胶脱湿方法主要是通过吹扫气工艺方法实现除湿，包括净化气作吹扫气和原料气作吹扫气；净化气作吹扫气除湿时，原料气经膜表面脱除水蒸气后，得到的净化气一部分作为渗透气的吹扫气；原料气作吹扫气除湿时，将原料气的一部分作为吹扫气。
然而，净化气作吹扫气降低渗透侧水蒸气的分压，降低气体回收率；料气作吹扫气降低渗透侧水蒸气浓度，无法得到低露点的净化气，导致脱湿率低，过程繁琐，脱湿检测效率低。
发明内容
本申请提供了一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法及装置，以解决现有脱湿率低和脱湿检测效率低的技术问题。
为了达到上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：
第一方面，本申请提供一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，包括智能设备、电加热控制器、测试腔体、真空泵、重量传感器、温度传感器、真空传感器、夹具；
所述夹具设在所述测试腔体的内部，所述夹具用于固定待测复合绝缘子样品；
所述电加热控制器与所述测试腔体电连接，所述电加热控制器用于对测试腔体中的待测复合绝缘子样品进行加热；
所述真空泵与所述测试腔体连接，所述真空泵用于调节所述测试腔体中的真空度；
所述智能设备与所述重量传感器、所述温度传感器、所述真空传感器电连接，所述智能设备被配置为：
在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率。
结合第一方面，在一种可实现方式中，所述重量传感器、所述温度传感器、所述真空传感器设在所述测试腔体上。
结合第一方面，在一种可实现方式中，所述脱湿装置还包括液氮容器和液氮泵；所述液氮容器和所述测试腔体通过所述液氮泵连接。
结合第一方面，在一种可实现方式中，所述智能设备和所述液氮泵电连接，所述智能设备用于控制液氮泵调节所述测试腔体中的氮气浓度。
结合第一方面，在一种可实现方式中，所述脱湿装置还包括微距控制器；所述微距控制器与所述夹具连接，用于调节待测复合绝缘子样品的位置。
结合第一方面，在一种可实现方式中，所述夹具为环形夹具。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，包括智能设备、电加热控制器、测试腔体、真空泵、重量传感器、温度传感器、真空传感器、夹具；所述夹具设在所述测试腔体的内部，所述夹具用于固定待测复合绝缘子样品；所述电加热控制器与所述测试腔体电连接，所述电加热控制器用于对测试腔体中的待测复合绝缘子样品进行加热；所述真空泵与所述测试腔体连接，所述真空泵用于调节所述测试腔体中的真空度；所述智能设备与所述重量传感器、所述温度传感器、所述真空传感器电连接，所述智能设备被配置为：在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括温度数据、真空度数值、第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率。本申请实现对复合绝缘子护套材料硅橡胶的快速高效脱湿，提高脱湿检测效率。
第二方面，本申请提供一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿方法，包括如下步骤：
对复合绝缘子样品进行预处理，得到待测复合绝缘子样品；
在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率；
当达到循环次数时，根据每个预设真空度数值下的测试数据确定评估数据；
其中，循环次数是根据不同预设真空度数值确定的。
结合第二方面，在一种可实现方式中，所述预处理为通过无水乙醇清除所述待测复合绝缘子样品的表面杂质。
结合第二方面，在一种可实现方式中，在一个所述温度循环变化范围内，根据预设次数循环，其中，在高温温度和低温温度需要保持预设时间。
结合第二方面，在一种可实现方式中，所述预设时间大于设定值。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法，包括对复合绝缘子样品进行预处理，得到待测复合绝缘子样品；在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率；当达到循环次数时，根据每个预设真空度数值下的测试数据确定评估数据。本申请实现对复合绝缘子护套材料硅橡胶的快速高效脱湿，提高脱湿检测效率。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿装置的结构示意图；
图2为本申请实施例基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法的流程图；
图3为本申请实施例基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法中真空热循环的流程图；
其中：1-智能设备；2-真空传感器；3-测试腔体；4-环形夹具；5-微距控制器；6-重量传感器；7-液氮泵；8-温度传感器；9-待测复合绝缘子样品；10-真空泵；11-电加热控制器；12-液氮容器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
复合绝缘子护套材料的吸水、透水是导致复合绝缘子断裂和绝缘子温度升高的主要原因，所以复合绝缘子硅橡胶脱湿方法的快速高效决定复合绝缘子的寿命及其运行的安全可靠性。
目前的通过吹扫气工艺方法实现除湿，包括净化气作吹扫气和原料气作吹扫气；净化气作吹扫气除湿时，原料气经膜表面脱除水蒸气后，得到的净化气一部分作为渗透气的吹扫气；原料气作吹扫气除湿时，将原料气的一部分作为吹扫气；净化气作吹扫气导致降低渗透侧水蒸气的分压，降低气体回收率；料气作吹扫气导致降低渗透侧水蒸气浓度，无法得到低露点的净化气。其中，原料气是需要进行脱湿处理的原材料，净化气是已经经过膜表面脱除水蒸气后的气体。
为解决现有的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法存在的问题，本申请部分实施例，提供一种真空热循环脱湿装置，用于对复合绝缘子伞裙护套材料硅橡胶进行脱湿处理。如图1所示，真空热循环脱湿装置包括智能设备1、电加热控制器11、测试腔体3、真空泵10、液氮容器12、液氮泵7、重量传感器6、温度传感器8、真空传感器2、夹具和微距控制器5。
所述夹具设在所述测试腔体3的内部，所述夹具用于固定待测复合绝缘子样品9；所述微距控制器5与所述夹具连接，且设置在测试腔体3两侧，用于固定待测复合绝缘子样品9，并保持在腔体的中间部位，可调节待测复合绝缘子样品9的位置。
在一些实施例中，所述夹具为环形夹具4。
所述电加热控制器11与所述测试腔体3电连接，所述电加热控制器11用于对测试腔体3中的待测复合绝缘子样品9进行加热；所述测试腔体3上的温度传感器8用于检测测试腔体3的腔内温度数据，并实时返回。
所述智能设备1与所述重量传感器6、温度传感器8、真空传感器2连接电连接，所述重量传感器6、所述温度传感器8、所述真空传感器2设在所述测试腔体3上。
其中，所述测试腔体3上的温度传感器8用于检测测试腔体3的腔内的温度数据，所述测试腔体3在待测复合绝缘子样品9两侧设置的重量传感器6获得的质量数据，包括第一质量和第二质量，所述第一质量为测试前质量，所述第二质量为测试后质量，所述重量传感器6还获得样品质量(即新样品初始重量)；通过真空传感器2获得测试腔体3的真空度数据。将上述采集温度数据、质量数据和真空度数据发送给智能设备1。
在一些实施例中，所述智能设备1可以包括数据采集单元和控制单元；可以通过具有采集卡的工控机实现，也可以通过采集器和PC机(即计算机)实现。
所述真空泵10与所述测试腔体3连接，用于控制测试腔体3的腔内真空环境；
所述液氮泵7，通过抽取液氮控制液氮进去测试腔体3体；还可以通过控制液氮泵7电源的开断实现线性降温过程。
所述智能设备被配置为：
在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率。
由以上技术方案可知，本申请提供的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，包括智能设备、电加热控制器、测试腔体、真空泵、重量传感器、温度传感器、真空传感器、夹具；所述夹具设在所述测试腔体的内部，所述夹具用于固定待测复合绝缘子样品；所述电加热控制器与所述测试腔体电连接，所述电加热控制器用于对测试腔体中的待测复合绝缘子样品进行加热；所述真空泵与所述测试腔体连接，所述真空泵用于调节所述测试腔体中的真空度；所述智能设备与所述重量传感器、所述温度传感器、所述真空传感器电连接，所述智能设备被配置为：在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括温度数据、真空度数值、第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率。本申请实现对复合绝缘子护套材料硅橡胶的快速高效脱湿，提高脱湿检测效率。
本申请部分实施例提供一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法，应用基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿装置，下面结合附图对本申请做进一步详细描述：
如图2所示，基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法包括如下步骤：
S101、获得复合绝缘子样品。
复合绝缘子样品是待测复合绝缘子的伞裙护套材料硅橡胶或者伞裙护套材料硅橡胶的一部分，其中，待测复合绝缘子是已工作的或者已快速吸水后的，比如待测复合绝缘子工作运行5年。
S102、对所述复合绝缘子样品进行预处理，得到待测复合绝缘子样品。
所述预处理包括通过无水乙醇清除所述待测复合绝缘子样品的表面杂质。
S103、在不同预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据。
所述测试数据包括第一质量、第二质量、脱湿率；脱湿率是根据所述第一质量和第二质量确定的。
所述待测复合绝缘子样品在预设真空度数值为10-3Pa、10-4Pa等多个不同预设真空度数值下进行下数据采集，预设真空度数值通过真空传感器获得。所述数据采集是控制器通过温度传感器在温度变化速率和温度循环变化范围内获得重量传感器测得的质量数据以及脱湿率。其中，温度循环变化范围为20～80℃，温度变化的速率不小于1℃/min。
在一些实施例中，一个温度循环变化范围内，循环预设次数后的测试数据。其中，在高温温度和低温温度需要保持预设时间，所述预设时间可以是5分钟，所述预设次数需要大于设定值M，所述设定值M可以是10。
如图3所示，获得待测复合绝缘子样品后，根据不同预设真空度数值确定对应的循环次数，以及在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，当循环次数达到预设真空度数值的个数时，停止测试数值。
S104、根据所述测试数据获得评估数据。
所述评估数据用于评估待测复合绝缘子。所述评估数据为干燥时间、温度、真空度对硅橡胶材料含水量的影响数据，根据评估数据评估待测复合绝缘子。
在一个实验中，选取四个型号相同且运行年限为5年的复合绝缘子，采用无水乙醇对样品进行相同的预处理后，在不同预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得待测复合绝缘子样品的测试数据，所述测量数据如下表1所示。
表1测量数据
Figure BDA0003633750390000061
上述具体的测试表明，经过设定时间间隔后真空热循环试验能够清除复合绝缘子伞裙护套材料硅橡胶内较多的水分。
对此通过对比实验，得到本申请基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法，脱湿率高、速度快。
对比实验为获得与上述实验中型号相同且运行年限为5年的四个复合绝缘子，采用无水乙醇对样品进行相同的预处理后，在同一温度下加热四个样品，待测复合绝缘子样品的测试数据，测试数据如下表2所示。
表2对比实验的测试数据
Figure BDA0003633750390000062
Figure BDA0003633750390000071
对比实验对于复合绝缘子伞裙护套材料硅橡胶的脱湿率明显低于本申请真空热循环下的脱湿率。
由以上技术方案可知，本申请提供一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶脱湿方法，包括对复合绝缘子样品进行预处理，得到待测复合绝缘子样品；在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率；当达到循环次数时，根据每个预设真空度数值下的测试数据确定评估数据。本申请实现对复合绝缘子护套材料硅橡胶的快速高效脱湿，提高脱湿检测效率。。
以上内容仅为说明本申请的技术思想，不能以此限定本申请的保护范围，凡是按照本申请提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本申请权利要求书的保护范围之内。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

Claims (10)

1.一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，其特征在于，包括智能设备、电加热控制器、测试腔体、真空泵、重量传感器、温度传感器、真空传感器、夹具；
所述夹具设在所述测试腔体的内部，所述夹具用于固定待测复合绝缘子样品；
所述电加热控制器与所述测试腔体电连接，所述电加热控制器用于对测试腔体中的待测复合绝缘子样品进行加热；
所述真空泵与所述测试腔体连接，所述真空泵用于调节所述测试腔体中的真空度；
所述智能设备与所述重量传感器、所述温度传感器、所述真空传感器电连接，所述智能设备被配置为：
在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率。
2.根据权利要求1所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，其特征在于，所述重量传感器、所述温度传感器、所述真空传感器设在所述测试腔体上。
3.根据权利要求1所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，其特征在于，所述脱湿装置还包括液氮容器和液氮泵；
所述液氮容器和所述测试腔体通过所述液氮泵连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，其特征在于，所述智能设备和所述液氮泵电连接，所述智能设备用于控制液氮泵调节所述测试腔体中的氮气浓度。
5.根据权利要求1所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，其特征在于，所述脱湿装置还包括微距控制器；
所述微距控制器与所述夹具连接，用于调节待测复合绝缘子样品的位置。
6.根据权利要求1或5所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，其特征在于，所述夹具为环形夹具。
7.一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿方法，应用在权利要求1-6任意一项所述的基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿装置，其特征在于，包括：
对复合绝缘子样品进行预处理，得到待测复合绝缘子样品；
在每个预设真空度数值下，根据温度变化速率和温度循环变化范围实时获得所述待测复合绝缘子样品的测试数据，其中，所述测试数据包括第一质量、第二质量、以及根据所述第一质量和第二质量确定的脱湿率；
当达到循环次数时，根据每个预设真空度数值下的测试数据确定评估数据；
其中，循环次数是根据不同预设真空度数值确定的。
8.根据权利要求7所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿方法，其特征在于，所述预处理为通过无水乙醇清除所述待测复合绝缘子样品的表面杂质。
9.根据权利要求7所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿方法，其特征在于，在一个所述温度循环变化范围内，根据预设次数循环，其中，在高温温度和低温温度需要保持预设时间。
10.根据权利要求9所述的一种基于真空热循环的复合绝缘子硅橡胶的脱湿方法，其特征在于，所述预设时间大于设定值。
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