专利名称：绝缘工具层间缺陷现场检测方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及绝缘工具层间缺陷检测方法及装置，属于带电作业绝缘防护用具及绝缘遮蔽用具层间缺陷现场检测技术领域，尤其涉及绝缘工具层间缺陷现场检测方法及采用该方法的绝缘工具层间检测装置。
背景技术：
带电作业中用到绝缘工具、安全防护用具种类多，结构差异大，其绝缘性能直接关系到作业人员及设备的安全，因此绝缘工具及安全防护用具的管理和使用必须符合《国家电网公司电力安全工作规程(线路部分)》中有关规定的要求，严格遵守安规中的规定定期进行试验，及时发现存在的缺陷和隐患。带电作业安全防护用具包括绝缘防护用具，绝缘遮蔽工具，屏蔽用具，长期使用容易使表面磨损，积污，导致层间厚度变薄，影响了电气绝缘性能，威胁到作业安全。现有的绝缘工具检测方法首先是检查绝缘的质量，通过人眼观察是否有刺穿和开胶，有无漏气或裂口等现象。经观察若不存在以上缺陷，在保证绝缘工具清洁干燥的前提下，将绝缘工具浸入试验用绝缘液槽内，通过电极对绝缘工具施加电压，根据不同等级的绝缘工具，交流耐压值和泄漏电流值不同来选择所加高电压，加高电压若干分钟，如无闪络、无击穿、无明显发热， 则试验通过，否则不能通过。以上试验都需要在绝缘液中进行，而且仅能在试验室内完成， 无法满足现场检测需要。绝缘工具一般6个月左右应进行一次预防性试验，在进行预防性试验之前，由于绝缘工具现场检测技术研究成果少，加上现场检测设备的缺乏，即使绝缘工具存在缺陷也不容易被发现，使用这些存在缺陷的绝缘工具进行作业危及到工作人员人身安全。因此，需要对绝缘工具缺陷现场检测技术展开研究，研制出现场检测设备，以保证作业的顺利开展。 国内外针对绝缘工具现场检测技术及设备尚无研究，在技术研制过程中，并没有现成的标准和规范可供借鉴，只能在调研国内外各种绝缘工器具试验室检测技术研究成果(包括原理、技术标准、使用经验等)的基础上，根据绝缘工器具缺陷现场检测设备应满足操作简单、 使用方便、检测高效等特点，对其原理、功能和技术条件等进行设计和开发。有关这方面的文献报道例如申请号为200820068230. 1的名为轻便综合式绝缘性能试验装置的实用新型专利，公开了一种轻便综合式绝缘性能试验装置，涉及一种用于检测绝缘工具绝缘性能的试验装置。综合试验平台上装绝缘杆试验接地电极、遮蔽罩台上支座，磁钢，磁钢上装绝缘杆试验高压电极、验电器试验环电极，遮蔽罩台上支座与遮蔽罩台下支座之间连遮蔽罩试验电极杆，验电器试验环电极上连验电器试验球电极，综合试验平台装泄漏电流表。该实用新型可在同一试验平台上针对IOKV各种尺寸规格绝缘杆，0、1、2、 3不同级别绝缘毯，绝缘服，遮蔽罩及35KV以下的验电器进行电气性能试验。然而，上述专利并没有涉及到一种绝缘工具层间缺陷现场检测方法及采用该方法的绝缘工具层间检测装置，而这方面尚没有看到相关技术文献。综上所述，目前还没有标准和规范可直接指导绝缘工具层间缺陷现场检测技术的研究，因此需要在汇总分析各种缺陷检测技术基础上，进行自主创新，研究适用于绝缘工具层间缺陷现场检测的技术。有鉴于此，有必要提供一种绝缘工具层间缺陷现场检测方法及装置，此方法及装置可实现对绝缘工具层间缺陷进行现场检测，可保证作业安全以及工作人员人身安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为解决绝缘工具层间缺陷现场检测技术缺乏的问题，本发明提供了一种绝缘工具层间缺陷现场检测方法及检测装置，采用此方法及装置可实现对绝缘工具层间缺陷进行现场检测，可保证作业安全以及工作人员人身安全。本发明所采用的技术方案是一种绝缘工具层间缺陷现场检测装置，由电源、高压发生系统、检测电极、检测装置、报警模块及保护模块组成，报警模块包括报警器和报警电路，其特征在于
电源给整个电路提供所需的工作电压和工作电流；
高压发生系统用于将直流电源转换为交流，并通过两次升压产生IOkV交流高压输出； 检测电极由两个具有磁性材料的圆柱体组成，布置在待检测绝缘工具的上下表面，检测时其中一个电极接IOkV交流高压，另外一个接零电位，IOkV高压被施加在绝缘工具层间；
检测装置用于获取施加交流高压后的反馈信号，并与标准信号比较，比较结果输入至报警器；
报警模块用于指示绝缘工具缺陷情况；
保护模块包括保护电路，当存在缺陷的绝缘工具出现击穿放电时保护电路启动保护整个电路的元器件及芯片。如上所述的绝缘工具层间缺陷现场检测装置，其特征在于所述高压发生系统由直流转交流模块、开关管控制模块、一次升压模块、滤波模块及二次升压模块组成，其中电源给整个电路提供工作电压及电流；直流转交流模块将直流信号转换为交变信号；交变信号被输入开关管输出与电源同幅度的交流信号；交流信号输入变压器原边，通过1:10变比后从次端输出；输出的高压交变信号通过滤波模块，滤除其中干扰信号；滤除干扰信号的交流信号被输入二次升压模块进行二次升压产生IOkV交流高压输出。本发明还提供一种绝缘工具层间缺陷现场检测方法，采用如上所述的绝缘工具层间缺陷现场检测装置，其特征在于，包括如下步骤
1)将层间检测电极的高压端及低压端分别布置在绝缘工具的上表面和下表面，并在两极施加IOkV高压，移动电极位置，获取反馈电流信号；
2)将获取的反馈信号转换为电压信号，与标准信号进行比较，并将比较结果输入至报警电路，报警电路根据输入信号对层间缺陷做出判断。本发明的有益效果是经现场使用表明，该绝缘工具层间缺陷现场检测装置便于携带，操作方便；检测安全度高，检测结果精度高。
图1是本发明实施例的绝缘工具层间缺陷现场检测装置的系统框图。
图2是图1中的高压发生系统的系统框图。
图3是图1中的检测装置的系统框图。
图4是图1中的层间检测电极的结构示意图。
图5是高压发生系统中的PWM控制器及其外围电路图。
图6是高压发生系统中的多谐振荡器电路原理图。
图7是图1中的报警模块中的报警电路原理图。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。图1中的符号说明1. 1-电源，1. 2-高压发生系统，1. 3-检测装置，1. 4_检测电极，1. 5-报警模块，1. 6-保护模块。图2中的符号说明2. 1-直流转交流模块，2. 2-开关管控制模块，2. 3_ —次升压模块，2. 4-滤波模块，2. 5- 二次升压模块。图3中的符号说明3. 1—交流高压，3. 2—层间检测电极，3. 3—被测绝缘工具， 3. 4一反馈电路，3. 5-比较器，3. 6-报警器。本发明的工作原理是若层间因磨损或气泡而导致层间缺陷时，其耐压值减小，并且人眼无法直接观察到，采用本发明装置，当施加IOkV交流高压的检测电极经过存在缺陷的位置时会出现击穿、放电现象，输出高压端电压瞬间降低，电流增大，反馈电流增大，转换后的电压信号也增大，反馈信号大于标准信号，电压比较器输出驱动层间报警器，报警电路发出声光报警指示，指示该绝缘工具存在缺陷。本发明实施例提供的绝缘工具层间缺陷现场检测装置由电源、高压发生系统、检测电极、检测装置、报警模块及保护模块组成，报警模块包括报警器和报警电路。参照图1， 为本发明绝缘工具层间缺陷现场检测装置的系统框图，其中电源给整个电路提供所需的工作电压和工作电流；高压发生系统主要是将直流转换为交流，并通过两次升压产生IOkV交流高压输出；检测装置主要是获取施加交流高压后的反馈信号，并与标准信号比较，比较结果输入至报警器；报警模块用于指示绝缘工具缺陷情况；保护模块包括保护电路，当存在缺陷的绝缘工具出现击穿放电时保护电路启动保护整个电路的元器件及芯片。参照图2，为层间缺陷检测高压发生系统的框图，所述高压发生系统由直流转交流模块、开关管控制模块、一次升压模块、滤波模块及二次升压模块组成，其中电源给整个电路提供工作电压及电流；直流转交流模块利用PWM技术将直流信号转换为交变信号；交变信号被输入开关管输出与电源同幅度的交流信号；交流信号输入变压器原边，通过1:10变比后从次端输出；输出的高压交变信号通过滤波模块，滤除其中干扰信号；滤除干扰信号的交流信号被输入二次升压模块进行二次升压产生IOkV交流高压输出。直流转交流模块包括PWM控制器及其外围电路。二次升压模块包括多谐振荡器电路。参照图3，为检测装置系统框图，通过二次升压产生IOkV交流高压输出；检测电极的两个电极分布布置在绝缘工具的层间与沿面，其中一个电极接IOkV高压，另一个电极接零电位；移动电极在绝缘工具表面的位置；不同缺陷状态产生不同的反馈信号；比较器用于比较产生的反馈信号与标准信号，并输出比较结果；比较器输出的结果被输入报警器，报警器指示绝缘工具缺陷情况。参照图4，为层间缺陷检测电极的结构示意图，所述检测电极由两个具有磁性材料的圆柱体组成，布置在绝缘工具的上下表面，两个电极的磁力作业将绝缘工具紧密夹在中间，保证了电极与绝缘工具的良好接触，检测时其中一个电极接IOkV交流高压，另外一个接零电位，IOkV高压被施加在绝缘工具层间。由于两个电极是独立的，并且具有磁性，可以在绝缘防护用具(绝缘毯、绝缘手套、绝缘靴)的不同位置、不同厚度的层间进行布置，操作灵活，使用方便。这样的设计结构轻、体积小，能方便检测绝缘工器具的每个边角位置。参考图5，为PWM控制器及其外围电路图，由TL494，一种固定频率脉宽调制电路组成，它包含了开关电源控制所需的全部功能，广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。它的主要特征为集成了全部的脉宽调制电路，片内置线性锯齿波振荡器，外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)，内置误差放大器，内止5V参考基准电压源，可调整死区时间，内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力，推或拉两种输出方式。PWM控制器TL494主要实现以下功能
(a )接收反馈电压，输出相应的脉冲宽度信号，控制MOSFET功率管的开关，从而使输出电压稳定；
(b)接欠压模块电路，对欠压状态作出相应的报警指示动作。参考图6，为多谐振荡器电路原理图，由NE555集成芯片构成，该芯片有所需电阻器、电容器简单，操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑电路配合，输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载等优点。NE555与外围电路配合产生一定频率一定幅值得脉冲信号，经光耦隔离器与高电压部分隔离开，该脉冲信号控制功率开关管的关断。图7为层间缺陷检测报警电路原理图，由多极晶体管放大电路，蜂鸣器，指示灯电路组成，当检测到层间存在缺陷时，第一级晶体管的基级输入脉冲信号，经过三级放大在末级输出电路中驱动LED指示灯和蜂鸣器报警。本发明提出的绝缘工具层间缺陷现场检测方法，即在现场利用检测设备并结合特殊电极对层间施加IOkV高电压，通过比较反馈信号与标准信号，并以声光报警的方式指示绝缘工具层间缺陷，包括以下步骤
1)将层间检测电极的高压端及低压端分别布置在绝缘工具的上表面和下表面，并在两极施加IOkV高压，移动电极位置，获取反馈电流信号；
2)将获取的反馈信号转换为电压信号，与标准信号进行比较，并将比较结果输入至报警电路，报警电路根据输入信号对层间缺陷做出判断。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
权利要求
1.一种绝缘工具层间缺陷现场检测装置，由电源、高压发生系统、检测电极、检测装置、 报警模块及保护模块组成，报警模块包括报警器和报警电路，其特征在于电源给整个电路提供所需的工作电压和工作电流；高压发生系统用于将直流电源转换为交流，并通过两次升压产生IOkV交流高压输出；检测电极由两个具有磁性材料的圆柱体组成，布置在待检测绝缘工具的上下表面，检测时其中一个电极接IOkV交流高压，另外一个接零电位，IOkV高压被施加在绝缘工具层间；检测装置用于获取施加交流高压后的反馈信号，并与标准信号比较，比较结果输入至报警器；报警模块用于指示绝缘工具缺陷情况；保护模块包括保护电路，当存在缺陷的绝缘工具出现击穿放电时保护电路启动保护整个电路的元器件及芯片。
2.根据权利要求1所述的绝缘工具层间缺陷现场检测装置，其特征在于所述高压发生系统由直流转交流模块、开关管控制模块、一次升压模块、滤波模块及二次升压模块组成，其中电源给整个电路提供工作电压及电流；直流转交流模块将直流信号转换为交变信号；交变信号被输入开关管输出与电源同幅度的交流信号；交流信号输入变压器原边，通过1:10变比后从次端输出；输出的高压交变信号通过滤波模块，滤除其中干扰信号；滤除干扰信号的交流信号被输入二次升压模块进行二次升压产生IOkV交流高压输出。
3.—种绝缘工具层间缺陷现场检测方法，采用如权利要求1所述的绝缘工具层间缺陷现场检测装置，其特征在于，包括如下步骤1)将层间检测电极的高压端及低压端分别布置在绝缘工具的上表面和下表面，并在两极施加IOkV高压，移动电极位置，获取反馈电流信号；2)将获取的反馈信号转换为电压信号，与标准信号进行比较，并将比较结果输入至报警电路，报警电路根据输入信号对层间缺陷做出判断。
全文摘要
本发明提供一种绝缘工具层间缺陷现场检测方法及装置，在现场利用检测设备对层间施加10kV高电压，通过反馈电流信号与标准信号的比较判断绝缘工具缺陷情况，确保作业安全。绝缘工具层间缺陷现场检测方法，包括以下步骤1)将层间电极的高压端及低压端分布布置在绝缘工具的上表面和下表面，对两电极上施加10kV高压，移动电极位置，获取反馈电流信号；2)将获取的反馈信号转换为电压信号，并与标准信号进行比较，将比较器输出输入至报警电路，报警电路根据输入信号对层间缺陷做出指示。本发明的绝缘工具层间缺陷现场检测装置便于携带，操作方便；检测安全度高，检测结果精度高。
文档编号G01R31/12GK102565643SQ201110457478
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者付晶, 张丽华, 文志科, 易辉, 曾云飞, 胡霁, 邵瑰玮, 闵绚 申请人:国网电力科学研究院