一種復合絕緣子交界面的檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種復合絕緣子交界面的檢測方法，包括：從待檢測的復合絕緣子中取樣，獲得實驗組絕緣子和參照組絕緣子，然后對實驗組絕緣子進行水煮實驗，水煮時間為300h；將參照組絕緣子和實驗組絕緣子安裝在各自高壓電路的電極結構中，并對電極結構施加電壓；通過高壓電路中的泄露電流檢測裝置檢測實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄漏電流，同時，通過表面溫度測試儀測試所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表面溫度；根據實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄漏電流以及表面溫度，判斷待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面是否存在脫粘類缺陷。本發(fā)明可以更加有效的判定交界面存在缺陷或耐水解性能不佳的絕緣子。
【專利說明】
一種復合絕緣子交界面的檢測方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及絕緣子交界面的檢測領域，尤其涉及一種復合絕緣子交界面的檢測方 法。
【背景技術】
[0002] 復合絕緣子交界面質量與整體運行性能密切相關，近年來，我國已有多支絕緣子 因交界面缺陷而斷裂，給電網造成了巨大的經濟損失，嚴重影響了國民經濟的發(fā)展。
[0003] 水擴散試驗方法是目前最行之有效的，用以檢測復合絕緣子交界面粘接性能的檢 測方法。國際上，在較早的IEC61109-1992以及較新的IEC62217-2012中，推薦使用水煮 l〇〇h，泄漏電流不超過lOOOiiA的方法對其進行檢測，而在國內，由于交界面缺陷日益引起人 們的重視，最新的GB/T19519-2014中已將100h水擴散試驗標準由lOOOyA降至100yA。專利號 為201210110874.3、專利名稱為"一種復合絕緣子交界面的檢測方法及系統(tǒng)"的專利提出了 一種能夠有效鑒別護套與芯棒交界面的脫粘性缺陷的解決方案，該方案即采用l〇〇h水擴散 試驗標準l〇〇yA;但是通過試驗可得，即使部分產品在為水煮時已經喪失了粘接性，但其 100h水擴散結果仍接近或低于標準值，因而100h水擴散試驗標準100iiA也亟需調整，以提高 檢測結果的準確性。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對上述技術問題，本發(fā)明的目的在于提供一種復合絕緣子交界面的檢測方法， 其能夠更加有效鑒別護套與芯棒交界面的脫粘類缺陷。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術方案來實現的：
[0006] -種復合絕緣子交界面的檢測方法，包括如下步驟：
[0007] A、從待檢測的復合絕緣子中取樣，獲得實驗組絕緣子和參照組絕緣子，然后對所 述實驗組絕緣子進行水煮實驗，水煮時間為300h;
[0008] B、將所述參照組絕緣子和經水煮實驗處理的實驗組絕緣子安裝在各自高壓電路 的電極結構中，并對所述電極結構施加電壓；
[0009] C、通過所述高壓電路中的泄露電流檢測裝置檢測實驗組絕緣子和參照組絕緣子 的泄漏電流，同時，通過表面溫度測試儀測試所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表面溫 度；
[0010] D、根據步驟C中所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄漏電流以及表面溫度，判 斷所述待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面是否存在脫粘類缺陷。
[0011] 其中，所述步驟B具體包括：
[0012] B1、在實驗組絕緣子和參照組絕緣子的頂部和底部各設置一金屬片，然后將所述 實驗組絕緣子和參照組絕緣子的頂部和底部插入各自電極結構兩片電極的凹槽中；
[0013] B2、輸送電壓給所述高壓電路，開始對所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子施加電 壓。
[0014] 其中，所述步驟C具體包括：
[0015] C1、通過所述高壓電路中的泄露電流檢測裝置檢測實驗組絕緣子和參照組絕緣子 的泄漏電流，同時，通過表面溫度測試儀測試所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表面溫 度；
[0016] C2、調整施加在所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子兩端的電壓，重復步驟C1的操 作。
[0017] 其中，所述步驟D具體包括：
[0018] 判斷實驗組絕緣子兩端的電壓的變化和與其對應的泄漏電流的變化是否呈線性 變化，以及實驗組絕緣子的泄漏電流的幅值是否不高于200微安，如果同時滿足，則判斷實 驗組絕緣子的表面溫度是否不高于50攝氏度，以及在對實驗組絕緣子和參照組絕緣子施加 相同電壓時，實驗組絕緣子的表面溫度是否比參照組絕緣子的表面溫度高出值小于10攝氏 度時，如果也同時滿足，則判定待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面不存在脫粘類 缺陷。
[0019] 其中，所述步驟D還包括：
[0020] 根據步驟C中所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的漏電電流所對應的泄漏電流的 波形，判斷實驗組絕緣子和參照組絕緣子是否存局部放電。
[0021] 其中，所述表面溫度測試儀選用紅外相機，從紅外相機拍攝的圖片中獲得實驗組 絕緣子和參照組絕緣子的表面溫度以及所述實驗組絕緣子護套與芯棒的交界面存在脫粘 類缺陷的位置和形狀大小。
[0022]本發(fā)明延長水煮時間，可以更加有效的判定交界面存在缺陷或耐水解性能不佳的 絕緣子，并根據解剖結果提出了泄漏電流的新的通過標準，即將水擴散試驗時間由l〇〇h延 長至300h、泄漏電流通過標準由lOOiiA改為200iiA，大大提升了試驗結果的準確性。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明實施例提供的復合絕緣子交界面的檢測方法流程圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明實施例提供的水煮容器的實際應用示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例提供的尚壓電路的電路結構不意圖；
[0026]圖4為本發(fā)明實施例提供的漏電流與試驗電壓的關系圖；
[0027]圖5為本發(fā)明實施例提供的不同廠家?guī)ёo套短樣100h、200h、300h水煮試驗結果； [0028]圖6為本發(fā)明實施例提供的老化樣品的100h水擴散試驗結果；
[0029]圖7為本發(fā)明實施例提供的老化樣品的200h水擴散試驗結果；
[0030]圖8為本發(fā)明實施例提供的老化樣品的300h水擴散試驗結果；
[0031]圖9為本發(fā)明實施例提供的交界面粘接性等級說明圖；
[0032]圖10為本發(fā)明實施例提供的泄漏電流與粘結度K的關系圖。
【具體實施方式】
[0033]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例對本發(fā)明 作進一步說明。
[0034]復合絕緣子交界面的缺陷有很多中，但是針對護套與芯棒交界面的脫粘類缺陷也 即護套與芯棒交界面的粘結質量存在問題的缺陷，目前還沒有具體的檢測方法。本發(fā)明提 供了一種檢測復合絕緣子護套與芯棒交界面的脫粘類缺陷的方法，其原理是:如果復合絕 緣子的護套與芯棒的交界面存在脫粘類缺陷，那么在水煮實驗時，脫粘類缺陷將變得更加 明顯，在缺陷處將有水分侵入，其材料的電導率將升高，此時對復合絕緣子施加逐步上升的 電壓，缺陷處的電流密度將增大，隨之泄漏電流將會升高，相應的出現局部發(fā)熱，表面溫度 也會上升，比較水煮實驗后的復合絕緣子與未經水煮的參照絕緣子的泄露電流與表面溫 度，然后參照鑒定標準評價復合絕緣子護套與芯棒交界面的粘結質量。
[0035] 請參照圖1所示，圖1為本發(fā)明實施例提供的復合絕緣子交界面的檢測方法流程 圖。
[0036] 本實施例中復合絕緣子交界面的檢測方法包括如下步驟：
[0037] 步驟101、從待檢測的復合絕緣子中取樣，獲得實驗組絕緣子和參照組絕緣子。
[0038] 使用金剛石鋸在冷水下從待檢測的復合絕緣子上截下5份實驗組絕緣子和1份參 照組絕緣子，要求:截面近似水平，與中軸線成90度夾角，長度在70毫米至80毫米范圍內，使 用砂紙對截面進行打磨使其盡量光滑，且使截面邊緣干凈，無毛刺。如果在取樣過程中與上 述過程有差異，需記錄在實驗報告中。
[0039] 步驟102、對實驗組絕緣子進行水煮實驗。
[0040] 在水煮實驗前，使用異丙醇與濾紙清洗實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表面。將5 份實驗組絕緣子放入水煮容器中（玻璃或者不銹鋼材料），使用去離子水進行23.5小時至 24.5小時范圍內的水煮實驗，其中，在去離子水中需加入0.1 %質量的氯化鈉。根據實驗組 絕緣子護套的厚度不同，水煮實驗的時間對應會有變化，如果護套的厚度超過5毫米，推薦 水煮時間在300小時左右。如果需要在不同類型的復合絕緣子之間對比護套與芯棒交界面 的粘結質量，在進行水煮實驗時，將從同一復合絕緣子截取的實驗組絕緣子放在同一水煮 容器中進行水煮實驗。
[0041]水煮實驗完成后，將實驗組絕緣子取出，放入另一容器中（玻璃或者不銹鋼材料）， 然后加入常溫的自來水浸泡至少15分鐘。應當注意，需要在三個小時之內對實驗組絕緣子 施加電壓，也即啟動加壓實驗，不然將影響實驗的效果。
[0042]如圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例提供的水煮容器的實際應用示意圖，圖中201為冷 凝區(qū)，202為冷凝管，203為實驗組絕緣子，204為可調加熱板，205為水煮容器，其中，冷凝區(qū) 201的長度為400mm(毫米），冷凝管202的長度為700mm。
[0043] 步驟103、將參照組絕緣子和經水煮實驗處理的實驗組絕緣子安裝在各自高壓電 路的電極結構中，并對所述電極結構施加電壓。
[0044] 對參照組絕緣子和實驗組絕緣子施加電壓所使用的高壓電路相同，圖3為本發(fā)明 實施例提供的高壓電路的電路結構示意圖，該高壓電路包括:分壓器T1、高壓變壓器T2、高 壓測量裝置V、泄露電流檢測裝置即毫安表mA、毫安表保護電路Pr以及電極結構S，其中，所 述分壓器T1的一端連接高壓電源，另一端連接高壓變壓器T2,所述高壓測量裝置V的一端與 電極結構S的一端和高壓變壓器T2的一端連接，另一端與高壓變壓器的另一端、毫安表mA的 一端以及毫安表保護電路Pr的一端連接，所述毫安表保護電路Pr的另一端與毫安表mA的另 一端和電極結構S的另一端連接。
[0045] 在進行加壓實驗前，需要使用濾紙將實驗組絕緣子表面拭干，吸掉表面水分。為了 便于將實驗組絕緣子和參照組絕緣子固定在電極結構中，提高導電性，本實施例中電極結 構的兩片電極上開設有與所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的頂部和底部對應的凹槽，而 且在實驗組絕緣子和參照組絕緣子的頂部和底部各墊裝有一金屬箱片，最終將實驗組絕緣 子和參照組絕緣子的頂部和底部卡在兩片電極的凹槽中。然后，輸送電壓給所述高壓電路， 開始對所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子施加電壓。
[0046] 步驟104、通過所述高壓電路中的泄露電流檢測裝置檢測實驗組絕緣子和參照組 絕緣子的泄漏電流，同時，通過表面溫度測試儀測試所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的 表面溫度。
[0047] 本實施例中泄露電流檢測裝置為所述高壓電路中的毫安表mA，表面溫度測試儀選 用紅外相機。高壓電路的初始升壓速率為每秒1千伏(kv)，持續(xù)3秒，當試驗電壓到達3千伏 時，維持該電壓不變，在2分鐘后使用紅外相機測量實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表面溫 度。使用紅外相機拍攝時，需拍攝復合絕緣子全表面的溫度情況，建議從四周間隔90度拍攝 4張照片。如果沒有紅外相機，也可以采用其它的單點測溫的儀器，在實驗組絕緣子和參照 組絕緣子的表面均勻選取6個采樣點，每個采樣點的溫度代表60度范圍內的表面溫度情況。 在第一次溫度測量完成后，升壓2千伏，待電壓穩(wěn)定兩分鐘后，重新按照第一次溫度測量的 方法測量表面溫度，完成溫度測量后繼續(xù)升高2千伏電壓。上述過程重復進行直至試驗電壓 達到29千伏。在最后一次溫度測量完成后(此時試驗電壓為29千伏），將試驗電壓降壓至零。 值得說明的是，在每個電壓點測量實驗組絕緣子和參照組絕緣子表面溫度的同時，還需要 記錄實驗組絕緣子和參照組絕緣子泄露電流的大小，并且與對應的試驗電壓做成漏電流與 試驗電壓的關系圖。由于濕度會影響空氣電導率，溫度會影響升壓過程中絕緣子的表面溫 度，為了統(tǒng)一標準，在進行實驗時需要記錄外界環(huán)境的溫度與濕度。
[0048] 步驟105、根據檢測到的實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄漏電流以及表面溫度， 判斷待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面是否存在脫粘類缺陷。
[0049] 根據檢測到的實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄漏電流以及表面溫度，然后對照 鑒定標準判斷判斷待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面是否存在脫粘類缺陷。而且 根據所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的漏電電流所對應的泄漏電流的波形，可以判斷實 驗組絕緣子和參照組絕緣子是否存局部放電，當出現穩(wěn)定的泄漏電流的波形時，說明實驗 組絕緣子和參照組絕緣子存在局部放電現象，那么就需要采取措施來抑制局部放電。
[0050] 其中，所述鑒定標準有三條:第一條、在任何實驗電壓下，實驗組絕緣子兩端的電 壓的變化和與其對應的泄漏電流的變化呈線性變化。第二條、在任何實驗電壓下，實驗組絕 緣子的泄漏電流的幅值不高于200微安。第三條、在任何實驗電壓下，實驗組絕緣子的表面 溫度不高于50攝氏度，而且在對實驗組絕緣子和參照組絕緣子施加相同電壓時，實驗組絕 緣子的表面溫度是比參照組絕緣子的表面溫度高出值小于10攝氏度。只有在同時滿足鑒定 標準的第一至第三條時，才能判定待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面不存在脫粘 類缺陷。
[0051] 如圖4所示，圖4為本發(fā)明實施例提供的漏電流與試驗電壓的關系圖，圖中401為5 份實驗組絕緣子中其中一份對應的實驗組曲線，402為參照組絕緣子對應的參照組曲線，在 該圖中實驗組曲線401反映出實驗組絕緣子兩端的電壓的變化和與其對應的泄漏電流的變 化并不呈線性變化，因此可以判定待檢測復合絕緣子的護套與芯棒的交界面存在脫粘類缺 陷。需要說明的是，在本實施例的5份實驗組絕緣子中，如果檢測出有一份實驗組絕緣子的 護套與芯棒的交界面存在脫粘類缺陷，那么就表明待檢測復合絕緣子的護套與芯棒的交界 面的粘結質量存在問題，不能通過檢測。
[0052]另外，通過紅外相機拍攝的圖片除了可以獲得實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表 面溫度外，還可以直觀的觀察出所述實驗組絕緣子護套與芯棒的交界面存在脫粘類缺陷的 位置和形狀大小。
[0053]綜上，本實施例提出的復合絕緣子交界面檢測方法是在專利201210110874.3的基 礎上進行的改進，主要改進部分為：
[0054] 1)水擴散試驗時間由100h延長至300h。
[0055] 2)泄漏電流通過標準由100yA改為200yA。
[0056]該方法的支撐試驗主要有：
[0057] 1、全新復合絕緣子的水煮結果
[0058]對全新絕緣子進行了水擴散實驗，包含T、K2個廠家，a、b兩個批次的樣品。
[0059] 水煮結果如圖5顯示，樣品在經300h水煮后，其泄漏電流值普遍高于100yA水煮結 果，但是低于200yA。說明質量合格，工藝可靠的產品可以滿足300h，200yA的要求。
[0060] 2、老化絕緣子的水煮結果
[0061] 對運行一定年限的絕緣子進行不同時長的水擴散試驗。其中，100h的水擴散結果 如圖6所示，運行絕緣子的水煮試驗結果不僅遠低于早期標準中的所規(guī)定的1000yA，也接近 最新標準中的i〇〇yA。
[0062]經更長時間的水煮后，泄漏電流值出現了明顯的升高，如圖7所示的200h的水擴散 結果和圖8所示的300h的水擴散結果。
[0063]對樣品進行解剖試驗，按照交界面殘留的硅橡膠量來將交界面粘接性分為5級，如 圖9所示。
[0064]樣品未水煮時的粘接等級CC0，100h水煮后粘接等級CCl，200h水煮粘接等級CC2， 300h水煮粘接等級CC3。粘接情況如下表所示：
[0065]粘接情況
[0067]可以發(fā)現，即使部分產品在未水煮時已經喪失了粘接性，但其100h水擴散結果仍 接近或低于標準值，lOOh水擴散結果未能很好的檢出粘接性缺陷。
[0068] 取粘接度K為CC0，CC1，CC2，CC3的平均值。K反應了整個水煮過程中交界面粘接性 的變化情況。
[0069] 試驗結果表明，300h水擴散結果與粘接度K有良好的對應關系，如圖10所示?，F場 運行絕緣子交界面在高溫水分的共同作用下，粘接性可能喪失，因此需要交界面有一定的 耐水解性能，如要求絕緣子在經300h水煮后，粘接性不出現明顯的下降，則K應大于4,對應 的泄漏電流值約為200yA。
[0070] 上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術原理，任何熟悉本技術領域的技術人 員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍 內。
【主權項】
1. 一種復合絕緣子交界面的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟： A、 從待檢測的復合絕緣子中取樣，獲得實驗組絕緣子和參照組絕緣子，然后對所述實 驗組絕緣子進行水煮實驗，水煮時間為300h; B、 將所述參照組絕緣子和經水煮實驗處理的實驗組絕緣子安裝在各自高壓電路的電 極結構中，并對所述電極結構施加電壓； C、 通過所述高壓電路中的泄露電流檢測裝置檢測實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄 漏電流，同時，通過表面溫度測試儀測試所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表面溫度； D、 根據步驟C中所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄漏電流以及表面溫度，判斷所 述待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面是否存在脫粘類缺陷。2. 根據權利要求1所述的復合絕緣子交界面的檢測方法，其特征在于，所述步驟B具體 包括： Bl、在實驗組絕緣子和參照組絕緣子的頂部和底部各設置一金屬片，然后將所述實驗 組絕緣子和參照組絕緣子的頂部和底部插入各自電極結構兩片電極的凹槽中； B2、輸送電壓給所述高壓電路，開始對所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子施加電壓。3. 根據權利要求1或2所述的復合絕緣子交界面的檢測方法，其特征在于，所述步驟C具 體包括： C1、通過所述高壓電路中的泄露電流檢測裝置檢測實驗組絕緣子和參照組絕緣子的泄 漏電流，同時，通過表面溫度測試儀測試所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的表面溫度； C2、調整施加在所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子兩端的電壓，重復步驟Cl的操作。4. 根據權利要求1所述的復合絕緣子交界面的檢測方法，其特征在于，所述步驟D具體 包括： 判斷實驗組絕緣子兩端的電壓的變化和與其對應的泄漏電流的變化是否呈線性變化， 以及實驗組絕緣子的泄漏電流的幅值是否不高于200微安，如果同時滿足，則判斷實驗組絕 緣子的表面溫度是否不高于50攝氏度，以及在對實驗組絕緣子和參照組絕緣子施加相同電 壓時，實驗組絕緣子的表面溫度是否比參照組絕緣子的表面溫度高出值小于10攝氏度時， 如果也同時滿足，則判定待檢測的復合絕緣子的護套與芯棒的交界面不存在脫粘類缺陷。5. 根據權利要求4所述的復合絕緣子交界面的檢測方法，其特征在于，所述步驟D還包 括： 根據步驟C中所述實驗組絕緣子和參照組絕緣子的漏電電流所對應的泄漏電流的波 形，判斷實驗組絕緣子和參照組絕緣子是否存局部放電。6. 根據權利要求3至5之一所述的復合絕緣子交界面的檢測方法，其特征在于，所述表 面溫度測試儀選用紅外相機，從紅外相機拍攝的圖片中獲得實驗組絕緣子和參照組絕緣子 的表面溫度以及所述實驗組絕緣子護套與芯棒的交界面存在脫粘類缺陷的位置和形狀大 小。
【文檔編號】G01R31/00GK105911398SQ201610406920
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月12日
【發(fā)明人】張福增, 王黎明, 何子蘭, 成立
【申請人】南方電網科學研究院有限責任公司, 中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心