[發明專利]智能絕緣子老化試驗系統

在審

• 申請號: 201410632138.3
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104375032A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 孫長海;李維江;婁志迅;盧偉;陳瑾希;粘凱昕;史曉龍;張強;王明;趙偉程;陳百通;薛靜梅;彭娜
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李寶元;梅洪玉

技術領域

本發明涉及一種智能絕緣子老化試驗系統，主要應用于電力企業、絕緣子制造公司、高校等環境下，開展絕緣子老化試驗，尤其是模擬極端環境下絕緣子老化機理研究。

背景技術

目前，我國特、超高壓輸變電網迅猛發展，作為保障電網的安全運行的輸電設備之一—絕緣子質量檢測突顯重要。但目前國內外尚無理想的質檢裝備，阻礙了行業進步，制約了我省高端裝備制造業快速發展。

檢測技術與裝備現狀：清華大學、中國電科院、日本NGK公司等開發的離子遷移試驗裝置存在測試時間長、結果難以保證精準、設備智能化不夠高等問題；因此，研究遷移機理與老化規律之間關系，研發高性能的絕緣子質量快速檢測裝備已成為大家共同面臨的重大技術課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是緊緊圍繞目前特高壓輸變電網絕緣子質檢技術關鍵裝備存在的主要問題，包括：

(1)高壓設備系統自身泄漏電流大，控制部分可靠性差，輸出高電壓的諧波分量大、精度低；

(2)采用指針式的檢流計和微安表測量電流，精度難以保證；試驗環境(溫度值、濕度值)控制不精準；

(3)系統長期運行，難以保證絕緣結構穩定性和絕緣能力。

為解決上述技術問題，本發明提供一種智能絕緣子老化試驗系統，該系統主要包括三部分：

(1)自身泄漏小、輸出電壓精度高的大容量直流高壓電源系統；

(2)高壓場下微弱信號采集與處理及管理系統；

(3)容納2-50組絕緣子試樣的絕緣老化試驗箱。

本發明的一種智能絕緣老化試驗系統，包括高壓電源、微弱信號采集箱和絕緣老化試驗箱三部分，高壓電源通過高壓屏蔽引線將高壓引入絕緣老化試驗箱，絕緣老化試驗箱中產生的微弱信號通過帶屏蔽信號線引入微弱信號采集箱，微弱信號經過濾波放大后轉換成數字信號上傳至上位機，由上位機進行數據處理及存儲打印，隔離電源為高壓電源和微弱信號采集箱供電。

高壓電源包括隔離電源、電源控制箱、高壓發生器；電源控制箱輸入端與隔離電源相連，電源控制箱輸出端與高壓發生器連接，高壓發生器與絕緣老化試驗箱相連接。高壓電源采用高壓電源集裝化技術，即將所有升壓、倍壓以及高壓反饋電路集于鐵殼里，實現小型化和穩定耐用；高壓電源通過埋入式電極和拖地電纜將高壓引至絕緣老化試驗箱，以實現自身泄漏小的特點。

微弱信號采集箱具有nA級和uA級量程，包括信號采集模塊、濾波模塊、放大模塊和通信模塊，上述各模塊依次連接，通信模塊將信號傳至上位機進行后續數據處理、存儲打印，大大減少了試驗人員處理數據的工作量。

絕緣老化試驗箱包括加熱器、絕緣腔體、絕緣電瓷板、墊圈、高壓套管、高壓引入電極、高壓導桿、溫度傳感器、試溫絕緣子、風扇、絕緣子支架、被試品、絕緣子、微弱屏蔽信號線。

加熱器設在絕緣腔體的底部，絕緣腔體的內壁為鐵板，鐵板將加熱器覆蓋。絕緣腔體內涂鋪聚四氟乙烯，提高絕緣強度的同時也增強了內壁的耐腐蝕性。絕緣腔體底部的聚四氟乙烯上有絕緣電瓷板，絕緣電瓷板上設有散熱通道。絕緣老化試驗箱的門邊框有墊圈，當關緊箱門后借助一定的壓力達到有效的密封。

高壓套管為直流高壓電容式套管，位于絕緣老化試驗箱的頂部。高壓套管包括內部的絕緣電容芯子和外部的絕緣套管，絕緣電容芯子由電纜紙和金屬鋁箔交替纏繞于金屬棒上，絕緣套管采用聚四氟乙烯材料，高壓套管外徑為上下相同的傘棱狀結構。高壓套管內部的絕緣電容芯子與高壓引入電極相連，高壓引入電極將高壓引入高壓導桿。

絕緣子支架為圍繞于高壓導桿周圍的“8”字形柱體，絕緣子支架采用耐高溫復合材料制作，絕緣子支架起到分布被試品、承載高壓和傳輸微弱電流的作用。絕緣子支架內的高壓導桿周圍放置有多組被試品，高壓導桿的兩端設有多個絕緣子。各絕緣子支架內的高壓導桿之間并聯，高壓流經高壓導桿和被試品后，通過微弱屏蔽信號線將微弱信號傳入微弱信號采集箱。絕緣腔體內部存在強電場、強磁場和高溫，微弱屏蔽信號線采用銅網屏蔽層-氧化鋁瓷套管-銅導線三層復合材料制作。

溫度傳感器和試溫絕緣子固定在絕緣腔體的一側，在溫度傳感器的附近放置試溫絕緣子來模擬溫度場，使測量值更接近被測試品的真實溫度。

絕緣老化試驗箱的絕緣腔體的一側設有風扇。