絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法及裝置的製作方法
2023-05-30 04:51:26 1
專利名稱：絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及絕緣工具沿面缺陷檢測方法及裝置，屬於帶電作業絕緣防護用具及絕緣遮蔽用具沿面缺陷現場檢測技術領域，尤其涉及絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法及採用該方法的絕緣工具沿面檢測裝置。
背景技術：
帶電作業中用到絕緣工具、安全防護用具種類多，結構差異大，其絕緣性能直接關係到作業人員及設備的安全，因此絕緣工具及安全防護用具的管理和使用必須符合《國家電網公司電力安全工作規程(線路部分)》中有關規定，帶電作業工具使用前，應仔細檢查確認沒有損壞、受潮、變形、失靈，否則禁止使用。並使用2500V及以上絕緣電阻表或絕緣檢測儀進行分段檢測(電極寬2cm，極間寬2cm)，阻值應不低於700MQ。嚴格遵守安規中的規定定期進行試驗，及時發現存在的缺陷和隱患。帶電作業安全防護用具包括絕緣防護用具，絕緣遮蔽工具，屏蔽用具，長期使用容易使表面磨損，積汙，潮溼導致沿面電阻減小，影響了電氣絕緣性能，威脅到作業安全。現有的絕緣工具檢測方法首先是檢查絕緣的質量，通過人眼觀察是否有刺穿和開膠，有無漏氣或裂口等現象。經觀察若不存在以上缺陷，在保證絕緣工具清潔乾燥的前提下，將絕緣工具浸入試驗用絕緣液槽內，通過電極對絕緣工具施加電壓，根據不同等級的絕緣工具，交流耐壓值和洩漏電流值不同來選擇所加高電壓，加高電壓若干分鐘，如無閃絡、無擊穿、無明顯發熱，則試驗通過，否則不能通過。以上試驗都需要在絕緣液中進行，均是在試驗室內完成，而且是對層間進行檢測，無法滿足現場沿面檢測需要。絕緣工具一般6個月左右應進行一次預防性試驗，在進行預防性試驗之前，由於絕緣工具現場檢測相關技術研究成果少，加上現場檢測設備的缺乏，即使絕緣工具沿面存在缺陷也不容易被發現，使用這些存在缺陷的絕緣工具進行作業危及到工作人員人身安全。因此，需要對絕緣工具沿面缺陷現場檢測技術展開研究，研製出現場檢測設備，以保證作業的順利開展。國內外尚未針對絕緣工具現場檢測技術及設備展開研究，在設備研製過程中，並沒有現成的標準和規範可供借鑑，只能在調研國內外各種絕緣工器具試驗室檢測技術研究成果(包括原理、技術標準、使用經驗等)的基礎上，根據絕緣工器具缺陷現場檢測設備應滿足操作簡單、使用方便、檢測高效等特點，對其原理、功能和技術條件等進行設計和開發。 有關這方面的文獻報導例如申請號為200820068230. I的名為輕便綜合式絕緣性能試驗裝置的實用新型專利，公開了一種輕便綜合式絕緣性能試驗裝置，涉及一種用於檢測絕緣工具絕緣性能的試驗裝置。綜合試驗平臺上裝絕緣杆試驗接地電極、遮蔽罩臺上支座，磁鋼，磁鋼上裝絕緣杆試驗高壓電極、驗電器試驗環電極，遮蔽罩臺上支座與遮蔽罩臺下支座之間連遮蔽罩試驗電極杆，驗電器試驗環電極上連驗電器試驗球電極，綜合試驗平臺裝洩漏電流表。該實用新型可在同一試驗平臺上針對IOKV各種尺寸規格絕緣杆，0、1、2、3不同級別絕緣毯，絕緣服，遮蔽罩及35KV以下的驗電器進行電氣性能試驗。然而，上述專利並沒有涉及到一種絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法及採用該方法的絕緣工具沿面檢測裝置，而這方面尚沒有看到相關技術文獻。綜上所述，目前 還沒有標準和規範可直接指導絕緣工器具沿面缺陷現場檢測設備的研製，需要在匯總分析各種缺陷檢測技術基礎上，進行自主創新，研製適用於絕緣工具缺陷現場檢測的設備。有鑑於此，有必要提供一種絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法及裝置，此方法及裝置可實現對絕緣工具沿面缺陷進行現場檢測，可保證作業安全以及工作人員人身安全。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是為解決絕緣工具沿面缺陷現場檢測技術缺乏的問題，本發明提供了一種絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法及檢測裝置，採用此方法及裝置可實現對絕緣工具沿面缺陷進行現場檢測，可保證作業安全以及工作人員人身安全。本發明所採用的技術方案是一種絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置，由電源、高壓產生模塊、檢測電極、檢測模塊、報警模塊組成，其特徵在於
電源給整個電路提供所需的工作電壓；
高壓產生模塊用於將電源電壓升壓輸出，並將輸出的高壓交流轉換為5kV直流電壓；檢測電極由連接杆、接線柱、電極三部分組成，布置在待檢測絕緣工具的表面沿線，檢測時其中一個電極接5kV直流高壓，另外一個接零電位；
檢測模塊包括高壓輸出、取樣模塊、標準電壓產生模塊、比較模塊，檢測模塊測量絕緣工具沿面電阻並與標準電阻進行比較，比較結果輸出至報警模塊；
報警模塊用於指示絕緣工具缺陷，並發出聲光報警。如上所述的絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置，其特徵在於所述高壓產生模塊由控制信號生成模塊、隔離模塊、開關控制模塊、升壓模塊組成，其中控制信號生成模塊採用多諧振蕩器，由NE555作為主控晶片構成，用於產生幅度、頻率、佔空比、可調的PWM信號；隔離模塊由光電耦合器構成，用於電氣隔離，防止電壓互串，燒毀晶片；開關控制模塊由MOSFET功率管構成，通過PWM信號的控制來對直流電壓進行DC-AC變換，將直流電變換成交流電；升壓模塊是對交流電進行升壓並整流，生成5kV的高壓直流電。本發明還提供一種絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法，採用如上所述的絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置，其特徵在於，包括如下步驟
1)將檢測電極的高壓端及低壓端分別布置在絕緣工具的表面沿線，在兩極上施加5kV高壓，並移動電極的位置，獲取電壓反饋信號；
2)將獲取的反饋電壓信號與標準信號輸入比較器，比較器輸出信號輸入報警模塊，報警模塊指示沿面缺陷情況。本發明的有益效果是經現場使用表明，該絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置便於攜帶，操作方便；檢測安全度高，檢測結果精度高。
圖I是本發明實施例的絕緣工具沿面 缺陷現場檢測裝置的系統框圖。圖2是圖I中的高壓發生系統的系統框圖。圖3是圖I中的沿面檢測電極的結構示意圖。圖4是圖I中的檢測模塊的系統框圖。圖5是高壓發生系統中的多諧振蕩器電路原理圖。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限於下面的實施例。本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣在本申請所列權利要求書限定範圍之內。圖I中的符號說明1. I-電源，I. 2-高壓產生模塊，I. 3-檢測模塊，I. 4-報警模塊。圖2中的符號說明2. I-控制信號生成模塊，2. 2-隔離模塊，2. 3_開關控制模塊，
2.4-升壓模塊。圖4中的符號說明3. I-高壓輸出，3. 2-取樣模塊,3. 3-標準電壓產生模塊，
3.4-比較模塊。本發明方法的工作原理是若因汙穢或潮溼而導致沿面缺陷時，電阻小於700MQ，在絕緣工具沿面2cm寬施加5kV高壓時，其上面的分壓小於標準電阻700MQ分壓，與其串聯的取樣電阻電壓升高，大於標準電壓信號，比較器輸出高電平，驅動報警電路，報警電路發出聲光報警。本發明實施例提供的絕緣工具層間缺陷現場檢測裝置由電源、高壓產生模塊、檢測電極、檢測模塊、報警模塊組成。參照圖1，為本發明系統方框圖，其中電源給整個電路提供工作電壓；高壓產生模塊用於產生檢測所需5kV高壓；檢測模塊，用於獲取5kV高壓直流施加在沿面後，分壓電阻上的反饋信號，並將此信號輸入比較器與標準信號進行比較；報警模塊，當絕緣工具沿面存在缺陷時，觸發報警電路，進行報警提示。參照圖2，為沿面缺陷檢測高壓發生電路系統框圖，電源為整個電路提供工作電源；控制信號生成模塊包括多諧振蕩器電路及其外圍電路，是由NE555作為主控晶片構成，用於產生幅度、頻率、佔空比、可調的PWM信號；隔離模塊是由光電耦合器構成的，用於電氣隔離，防止電壓互串，燒毀晶片；開關控制模塊由MOSFET功率管構成，通過PWM信號的控制來對直流電壓進行DC-AC變換，將直流電變換成交流電；升壓模塊，其主要作用是對交流電進行升壓，並且整流，生成5kV的高壓直流電。圖3為沿面檢測電極，由連接杆，接線柱，電極三個部分組成。連接杆是一根長60mm，直徑為IOmm的絕緣材質圓柱體，連接杆對稱中心扣出一個圓孔用於連接手柄，方便操作使用。導體和電極都是全銅材質，導體是一直徑為5mm,長度為40_的圓柱體,兩根導體的一頭分別連接連接杆的兩端，另一頭分別連接兩個電極。兩個電極都是邊長為20mm的立方體，電極間隙20mm，兩個電極同軸布置，接到高壓發生器的高壓端和接地端。參照圖4，為沿面缺陷檢測模塊，其中高壓電源輸出5kV直流，為採樣做準備；取樣模塊是由被測電阻與取樣電阻串聯分壓用於測量取樣；標準電壓生成模塊，是由700MQ電阻與標準電阻串聯形成的分壓電路；比較模塊的是對模塊2和模塊3中的電壓進行比較輸出；報警模塊是用於判斷比較輸出結果，如果電阻值小於安規規定的阻值700MQ則驅動沿面缺陷報警電路，發出聲光報警。參照圖5，是高壓產生模塊中的控制信號生成模塊的多諧振蕩器電路原理圖，由NE555集成晶片構成，該晶片具有所需電阻器、電容器簡單，操作電源範圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載等優點。NE555與外圍電路配合產生一定頻率、幅值的脈衝信號，經光耦隔離器與高電壓部分隔離開，該脈衝信號控制功率開關管的關斷。 本發明提供的絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法，將5kV高壓直流通過電極施加在寬2cm的絕緣工具沿面，若沿面存在缺陷，電阻減小，反饋電壓大於標準電壓，比較器輸出電壓驅動報警電路，通過聲光方式指示絕緣工具缺陷，包括以下步驟
1)將檢測電極的高壓端及低壓端分別布置在絕緣工具的表面沿線，在兩極上施加5kV高壓，並移動電極的位置，獲取電壓反饋信號；
2)將獲取的反饋電壓信號與標準信號輸入比較器，比較器輸出信號輸入報警電路，報警電路指示沿面缺陷情況。本說明書中未作詳細描述的內容屬於本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求
1.一種絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置，由電源、高壓產生模塊、檢測電極、檢測模塊、報警模塊組成，其特徵在於 電源給整個電路提供所需的工作電壓； 高壓產生模塊用於將電源電壓升壓輸出，並將輸出的高壓交流轉換為5kV直流電壓； 檢測電極由連接杆、接線柱、電極三部分組成，布置在待檢測絕緣工具的表面沿線，檢測時其中一個電極接5kV直流高壓，另外一個接零電位； 檢測模塊包括高壓輸出、取樣模塊、標準電壓產生模塊、比較模塊，檢測模塊測量絕緣工具沿面電阻並與標準電阻進行比較，比較結果輸出至報警模塊； 報警模塊用於指示絕緣工具缺陷，並發出聲光報警。
2.根據權利要求I所述的絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置，其特徵在於所述高壓產生模塊由控制信號生成模塊、隔離模塊、開關控制模塊、升壓模塊組成，其中控制信號生成模塊採用多諧振蕩器，由NE555作為主控晶片構成，用於產生幅度、頻率、佔空比、可調的PWM信號；隔離模塊由光電耦合器構成，用於電氣隔離，防止電壓互串，燒毀晶片；開關控制模塊由MOSFET功率管構成，通過PWM信號的控制來對直流電壓進行DC-AC變換，將直流電變換成交流電；升壓模塊是對交流電進行升壓並整流，生成5kV的高壓直流電。
3.—種絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法，採用如權利要求I所述的絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置，其特徵在於，包括如下步驟 1)將檢測電極的高壓端及低壓端分別布置在絕緣工具的表面沿線，在兩極上施加5kV高壓，並移動電極的位置，獲取電壓反饋信號； 2)將獲取的反饋電壓信號與標準信號輸入比較器，比較器輸出信號輸入報警模塊，報警模塊指示沿面缺陷情況。
全文摘要
本發明提供一種絕緣工具沿面缺陷現場檢測方法及裝置，在現場利用檢測設備對沿面施加5kV高電壓，通過反饋電流信號與標準信號的比較判斷絕緣工具缺陷情況，確保作業安全。絕緣工具層間缺陷現場檢測方法，包括以下步驟1)將檢測電極的高壓端及低壓端分別布置在絕緣工具的表面沿線，在兩極上施加5kV高壓，並移動電極的位置，獲取電壓反饋信號；2)將獲取的反饋電壓信號與標準信號輸入比較器，比較器輸出信號輸入報警模塊，報警模塊指示沿面缺陷情況。本發明的絕緣工具沿面缺陷現場檢測裝置便於攜帶，操作方便；檢測安全度高，檢測結果精度高。
文檔編號G01R31/12GK102621456SQ20111045744
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者文志科, 曾雲飛, 王文龍, 邵瑰瑋, 閔絢, 陳怡 申請人:國網電力科學研究院