CN203838293U - 基于声传感器的绝缘子污秽试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，包括人工雾室、绝缘子、试验变压器、电热炉、声发射检测装置和监测装置；绝缘子悬挂在人工雾室中央，绝缘子一端通过穿墙套管与设置在所述人工雾室外的所述试验变压器连接，人工雾室的墙体上设有喷嘴，喷嘴连接设置在人工雾室外的电热炉；声发射检测装置设置在人工雾室内，包括反射镜和驻极体传感器，驻极体传感器设置在所述反射镜所形成的抛物面的焦点上，驻极体传感器的接收端指向所述绝缘子；监测装置设置在人工雾室外。本实用新型装置结构简单、试验过程操作较少。
Description
技术领域
本实用新型涉及绝缘子技术领域，特别是涉及一种基于声传感器的绝缘子污秽试验装置。
背景技术
污闪是输电线路绝缘子表面受到固体的、液体的和气体的导电物质的污染，在遇到雾、露、毛毛雨等湿润作用，使污层电导增大、泄露电流增加产生局部放电，在运行电压下绝缘子表面的局部放电发展成为电弧闪络。污闪不是单纯的空气间隙击穿，而是一种与电、热、化学因素有关的污秽表面气体电离以及局部电弧发生、发展的热动力平衡过程。其强弱受污秽度、电压、湿度、空气密度和温度等几个因素的影响，试验时认为空气密度、温度和湿度是恒定的，改变的只有试验电压和污秽度。
研究污闪特性需采用人工污秽试验，污闪检测需要采集绝缘子的电气特性，传统的绝缘子污秽试验装置结构复杂、试验过程操作繁琐。
实用新型内容
基于此，本实用新型提供一种基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，该装置结构简单、试验过程操作较少。
一种基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，包括人工雾室、绝缘子、试验变压器、电热炉、声发射检测装置和监测装置；
所述绝缘子悬挂在所述人工雾室中央，所述人工雾室上设有穿墙套管，绝缘子一端通过穿墙套管与设置在所述人工雾室外的所述试验变压器连接；
所述人工雾室的墙体上设有喷嘴，所述喷嘴连接设置在所述人工雾室外的所述电热炉；
所述声发射检测装置设置在所述人工雾室内，包括反射镜和驻极体传感器，所述驻极体传感器设置在所述反射镜所形成的抛物面的焦点上，所述驻极体传感器的接收端指向所述绝缘子；
所述监测装置设置在人工雾室外，包括依次连接的前置放大器、滤波电路、距离补偿放大器、主放大器、微处理器和上位机；所述驻极体传感器的输出端与所述前置放大器的输入端连接。
上述基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，通过声发射检测装置采集污秽绝缘子污闪时产生的声发射信号，声发射检测装置中包括反射镜和驻极体传感器，驻极体传感器的电容高，能克服需要外施极化电压和电容低的问题，在雾化环境下，通过采集声发射信号作为绝缘子污闪的电气特性能更好地降低环境干扰；人工雾室外的监测装置，包括依次连接的前置放大器、滤波电路、距离补偿放大器、主放大器、微处理器和上位机，能快速地对发射信号进行处理，减少工作人员的操作。
附图说明
图1为本实用新型一种基于声传感器的绝缘子污秽试验装置在一实施例中的结构示意图。
图2为声发射检测装置和监测装置的连接示意图。
图3为驻极体传感器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
如图1所示，是本实用新型一种基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，包括人工雾室11、绝缘子12、试验变压器13、电热炉14、声发射检测装置15和监测装置16；
所述绝缘子12悬挂在所述人工雾室11中央，所述人工雾室11上设有穿墙套管17，绝缘子12一端通过穿墙套管17与设置在所述人工雾室11外的所述试验变压器13连接，
所述人工雾室11的墙体上设有喷嘴19，所述喷嘴19连接设置在人工雾室11外的电热炉14；
所述声发射检测装置15设置在人工雾室11内，包括反射镜和驻极体传感器，所述驻极体传感器设置在所述反射镜所形成的抛物面的焦点上，驻极体传感器的接收端指向所述绝缘子；
所述监测装置16设置在人工雾室11外，如图2所示，包括依次连接的前置放大器161、滤波电路162、距离补偿放大器163、主放大器164、微处理器165和上位机166；驻极体传感器151的输出端与所述前置放大器161的输入端连接。
本实施例的绝缘子12可为U70BP/146D型的玻璃绝缘子和xwp-70型的陶瓷绝缘子。
试验时，将试验绝缘子12涂覆污秽物，悬挂在人工雾室11中央，在人工雾室11外，在电热炉14中加水，进行电加热使之雾化产生试验所需的雾气，并通过喷嘴19喷射到雾室11内；
通过蒸汽雾使绝缘子12表面逐步润湿，试验电压经穿墙套管17从室外的试验变压器13引入，试验变压器13施加以运行电压，使污秽绝缘子12发生污闪放电现象，使用监测装置16采集污秽绝缘子12在整个污闪发展过程中的声发射信号。由于声波信号在空气中传播时有时延，试验时声发射检测装置15与绝缘子12的距离保持固定。在整个试验期间，不断喷雾使绝缘子12试品受潮。
试验变压器13可为额定容量1000kVA的YOW-1000/250变压器，额定电压250/6kV，额定电流250/6A，阻抗电压1.77％。
试验变压器13还可连接一调压器131，用于调节电压，调压器131可为高压试验柱式调压器，额定容量为1000kVA，输出电压范围0～6.3kV，额定输入电流101A，额定输出电流159A，负载功率因数cosφ＝0.1。
监测装置15包括反射镜和驻极体传感器151，所述驻极体传感器151设置在所述反射镜所形成的抛物面的焦点上，驻极体传感器151的接收端指向所述绝缘子12；驻极体传感器151的电容高，能克服需要外施极化电压和电容低的问题；
驻极体是一些相当于永磁体的绝缘材料，在较高温度时以强电场处理(20kV/cm)，在冷却后可保留极化；驻极体传感器151可用驻极体薄膜(如聚酯薄膜，厚度可接近6.25μm)压到布有小孔的后极板上，经极化后，外面镀一层金属并与外壳连接作为连地电极，后极板绝缘为另一电极，即可构成驻极体声传感器。
如图3所示，是本实施例驻极体传感器151的结构示意图，驻极体传感器151包括上电极152和下电极153，上电极152为镀有金属层的驻极体振膜，下电极153为金属板，上电极152和下电极153被气隙分开，上下电极之间通过连接线接入电源，上下电极之间的连接线还连接负载电阻R，上电极152还接地。
在人工雾室11外，监测装置16接收污秽绝缘子发生污闪现象后产生的声发射信号；驻极体声传感器151与绝缘子12之间无电气联系，驻极体传感器151指向绝缘子12，接收污秽绝缘子放电时的声发射信号并将其转换为电信号传送到监测装置16；
前置放大器161将驻极体传感器151输出的微弱电信号进行放大，可采用场效应晶体管；
滤波电路162可采用有源滤波器，例如Chebyshev滤波器，能抑制干扰；
距离补偿放大器163可采用带通滤波器，进一步消除干扰；
主放大器164是对带通滤波器输出的信号进行放大，声发射信号的放大主要是靠主放大器164；
微处理器165设置有A/D转换电路，将声发射信号转换后发送给上位机166；微处理器165还可连接一示波器，用于显示声发射信号。
本实用新型基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，通过声发射检测装置采集污秽绝缘子污闪时产生的声发射信号，声发射检测装置中包括反射镜和驻极体传感器，驻极体传感器的电容高，能克服需要外施极化电压和电容低的问题，在雾化环境下，通过采集声发射信号作为绝缘子污闪的电气特性能更好地降低环境干扰；人工雾室外的监测装置，包括依次连接的前置放大器、滤波电路、距离补偿放大器、主放大器、微处理器和上位机，能快速地对发射信号进行处理，减少工作人员的操作。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，其特征在于，包括人工雾室、绝缘子、试验变压器、电热炉、声发射检测装置和监测装置；
所述绝缘子悬挂在所述人工雾室中央，所述人工雾室上设有穿墙套管，绝缘子一端通过穿墙套管与设置在所述人工雾室外的所述试验变压器连接；
所述人工雾室的墙体上设有喷嘴，所述喷嘴连接设置在所述人工雾室外的所述电热炉；
所述声发射检测装置设置在所述人工雾室内，包括反射镜和驻极体传感器，所述驻极体传感器设置在所述反射镜所形成的抛物面的焦点上，所述驻极体传感器的接收端指向所述绝缘子；
所述监测装置设置在人工雾室外，包括依次连接的前置放大器、滤波电路、距离补偿放大器、主放大器、微处理器和上位机；所述驻极体传感器的输出端与所述前置放大器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，其特征在于，所述驻极体传感器包括上电极和下电极，上电极为镀有金属层的驻极体振膜，下电极为金属板，上电极和下电极被气隙分开，上电极与下电极之间通过连接线接入电源，上电极与下电极之间的连接线还连接负载电阻，上电极接地。
3.根据权利要求1所述的基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，其特征在于，所述试验变压器还连接一调压器。
4.根据权利要求3所述的基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，其特征在于，所述调压器为高压试验柱式调压器。
5.根据权利要求4所述的基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，其特征在于，所述前置放大器为场效应晶体管。
6.根据权利要求1所述的基于声传感器的绝缘子污秽试验装置，其特征在于，所述微处理器还连接一示波器。
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