一種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電工絕緣材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)電壓等級向特高壓方向發(fā)展，高壓開關(guān)設(shè)備用盆式絕緣子尺寸不斷增大，運(yùn)行過程中對其耐壓能力的要求越來越高。大型絕緣件生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，電氣和力學(xué)性能要求高。盆式絕緣子在高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部長期處于高壓電場和復(fù)雜應(yīng)力場的聯(lián)合作用下，要承受SF6氣體壓力、開關(guān)設(shè)備開斷過程中的沖擊力、中心導(dǎo)體和其他部件的靜壓力等力學(xué)作用。耐壓能力是盆式絕緣子機(jī)械性能的綜合體現(xiàn)，對于耐壓能力不足的絕緣子，在承受較大機(jī)械應(yīng)力時(shí)會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生裂痕或氣隙引起局部放電，從而大大加速絕緣子的老化。
[0003]在國內(nèi)主要高壓開關(guān)設(shè)備制造企業(yè)中，普遍采用抽樣水壓破壞試驗(yàn)的方法檢驗(yàn)盆式絕緣子的耐壓能力。受盆式絕緣子制造工藝控制水平所限，不同絕緣子的耐壓能力存在一定的差異，水壓破壞性試驗(yàn)得到的檢測結(jié)果波動(dòng)性大。更重要的是，水壓試驗(yàn)會(huì)破壞盆式絕緣子，即使不破壞，由于在水壓試驗(yàn)中水滲入絕緣材料中，絕緣子也無法可靠、安全投入使用了。
[0004]迄今為止，尚未見到可直接應(yīng)用于高壓開關(guān)設(shè)備用盆式絕緣子耐壓能力無損檢測的方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測裝置，用以解決現(xiàn)有檢測方法會(huì)損壞盆式絕緣子的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的方案包括:
[0007]—種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測裝置，包括用于氣壓試驗(yàn)的加壓裝置，用于檢測氣體壓力的氣壓檢測裝置，用于安裝于待測盆式絕緣子表面以檢測應(yīng)力的應(yīng)力檢測裝置，以及一個(gè)記錄裝置;加壓裝置在設(shè)定的氣壓范圍內(nèi)逐步加載壓力，在此過程中所述記錄裝置同步記錄氣壓值和待測盆式絕緣子的設(shè)定部位的應(yīng)力。
[0008]進(jìn)一步的，所述應(yīng)力檢測裝置為電阻貼片式壓力傳感器。
[0009]進(jìn)一步的，所述記錄裝置包括數(shù)據(jù)記錄儀和計(jì)算機(jī)。
[0010]進(jìn)一步的，所述設(shè)定部位為最大應(yīng)力集中部位
[0011]本實(shí)用新型的基本思路是:盆式絕緣子在水壓或氣壓作用下，其內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)的變化是影響其力學(xué)性能的內(nèi)在原因，直接決定了絕緣子耐壓能力的大小。通過測量盆式絕緣子水壓破壞試驗(yàn)過程中應(yīng)力值部位應(yīng)力值隨水壓加載壓力的變化，得出兩者之間的相關(guān)性。對于產(chǎn)品用生產(chǎn)件的質(zhì)量控制，根據(jù)小載荷氣壓加載試驗(yàn)得到的應(yīng)力測量曲線對其極限耐壓能力進(jìn)行預(yù)測。
[0012]也就是說，只需要得到盆式絕緣子的設(shè)定部位所能夠承載的最大應(yīng)力，然后再進(jìn)行非破壞性的氣壓試驗(yàn)，根據(jù)擬合出的氣壓與應(yīng)力關(guān)系，即可計(jì)算出最大應(yīng)力對應(yīng)的氣壓值，即待求的最大承載壓力。所需要的裝置是常規(guī)的氣密性試驗(yàn)設(shè)備加上壓力記錄裝置即可。
[0013]本實(shí)用新型出色的完成了實(shí)用新型目的，不會(huì)損壞盆式絕緣子，而且所采用的設(shè)備可以由現(xiàn)有的氣密性試驗(yàn)裝置改進(jìn)得到，成本較低。
【附圖說明】
[0014]圖1是動(dòng)態(tài)應(yīng)力測量系統(tǒng)原理圖；
[0015]圖2是水壓試驗(yàn)應(yīng)變測量結(jié)果；
[0016]圖3是水壓試驗(yàn)應(yīng)變平滑處理結(jié)果；
[0017]圖4是水壓試驗(yàn)應(yīng)力測量結(jié)果；
[0018]圖5是水壓試驗(yàn)水壓測量結(jié)果；
[0019]圖6是水壓試驗(yàn)不同水壓狀態(tài)下應(yīng)力測量結(jié)果；
[0020]圖7是1-8號(hào)樣品水壓試驗(yàn)不同水壓狀態(tài)下應(yīng)力測量結(jié)果；
[0021 ]圖8是9號(hào)樣品氣壓試驗(yàn)條件下應(yīng)力測量結(jié)果；
[0022]圖9是9號(hào)樣品氣壓試驗(yàn)應(yīng)力線性擬合結(jié)果；
[0023]圖10是9號(hào)樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果；
[0024]圖11是9號(hào)樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應(yīng)力測量結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對比；
[0025]圖12是10號(hào)樣品氣壓試驗(yàn)應(yīng)力線性擬合結(jié)果；
[0026]圖13是10號(hào)樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果；
[0027]圖14是10號(hào)樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應(yīng)力測量結(jié)果與計(jì)算結(jié)果對比。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0029]—種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測裝置，包括用于氣壓試驗(yàn)的加壓裝置，用于檢測氣體壓力的氣壓檢測裝置，用于安裝于待測盆式絕緣子表面以檢測應(yīng)力的應(yīng)力檢測裝置，以及一個(gè)記錄裝置;加壓裝置在設(shè)定的氣壓范圍內(nèi)逐步加載壓力，在此過程中所述記錄裝置同步記錄氣壓值和待測盆式絕緣子的設(shè)定部位的應(yīng)力。
[0030]該檢測裝置實(shí)際上可以采用盆式絕緣子的氣密性試驗(yàn)設(shè)備(氣密性試驗(yàn)設(shè)備屬于現(xiàn)有技術(shù)，主要是密封和加壓裝置)，加上應(yīng)力檢測裝置構(gòu)成。
[0031]具體的，應(yīng)力檢測裝置為電阻貼片式壓力傳感器。記錄裝置包括數(shù)據(jù)記錄儀和計(jì)算機(jī)，即可以采用水壓破壞試驗(yàn)中的記錄裝置。
[0032]下面從具體使用、試驗(yàn)過程對本實(shí)用新型實(shí)施例的構(gòu)思、原理進(jìn)行詳細(xì)介紹。在裝置使用過程中，主要的步驟分為:
[0033]I)獲取同一電壓等級的相同型號(hào)或不同型號(hào)的盆式絕緣子的設(shè)定部位所能夠承載的最大應(yīng)力；
[0034]2)對待測盆式絕緣子進(jìn)行氣壓試驗(yàn)，在設(shè)定的氣壓范圍內(nèi)逐步加載壓力，在此過程中同步記錄氣壓值和待測盆式絕緣子的設(shè)定部位的應(yīng)力；
[0035]3)對步驟2)得到的應(yīng)力、氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，得到應(yīng)力隨氣壓變化的關(guān)系，帶入步驟I)的所述最大應(yīng)力，求解待測盆式絕緣子的最大承載壓力。
[0036]根據(jù)以上主要思路，下面給出一個(gè)具體的實(shí)施過程。
[0037]—，首先，進(jìn)行水壓破壞試驗(yàn)，對象是與待測的盆式絕緣子處于相同電壓等級的其他盆式絕緣子(相同或不同型號(hào)均可)。
[0038]具體包括:
[0039](I)盆式絕緣子應(yīng)力最大位置分析
[0040]采用有限元分析的方法對盆式絕緣子加壓過程中最大應(yīng)力的分布狀況進(jìn)行計(jì)算，得到盆式絕緣子加壓過程中最大應(yīng)力的分布位置，即IlOOkV盆式絕緣子在4.0Mpa水壓作用下應(yīng)力分布狀況的計(jì)算結(jié)果。由計(jì)算結(jié)果分析可知，盆式絕緣子盆沿與盆體連接處為應(yīng)力最大位置，在4.0Mpa水壓作用下該位置處的應(yīng)力值超過15Mpa，為施加載荷的3.75倍，存在較明顯的應(yīng)力集中。之后，通過水壓破壞試驗(yàn)對理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證?？梢园l(fā)現(xiàn)，盆式絕緣子水壓破壞位置集中于盆沿與盆體連接處即應(yīng)力最大位置，該位置處周向裂紋分布明顯。試驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果一致，對于IlOOkV盆式絕緣子，在內(nèi)部水壓加載條件下最大應(yīng)力集中在盆沿與盆體的連接處。
[0041](2)動(dòng)態(tài)應(yīng)力測量系統(tǒng)構(gòu)建、設(shè)備連接及參數(shù)設(shè)置
[0042]盆式絕緣子動(dòng)態(tài)水壓破壞試驗(yàn)的應(yīng)力測量系統(tǒng)原理圖見圖1所示。該套測量系統(tǒng)由盆式絕緣子檢測試樣1、強(qiáng)力膠2、電阻應(yīng)變計(jì)3、導(dǎo)線4、移動(dòng)數(shù)據(jù)記錄器5、網(wǎng)絡(luò)連接線6、計(jì)算機(jī)7組成。所用移動(dòng)數(shù)據(jù)記錄器5為北京航