染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的制作方法

本实用新型涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置。

背景技术：

随着我国电力系统的快速发展，各种型式的输电线路绝缘子的使用日益增多。而我国的环境污染问题也日趋严重。输电线路绝缘子长期处于各种环境中，受到空中强电磁场，骤冷骤热，空气中漂浮的污秽颗粒、液体，固体等，再加上雨，雾，露，融冰，融雪等恶劣条件，染污绝缘子表面受潮，电气强度大大降低，就容易发生污闪事故。

绝缘子表面的电导率是一个很重要的参量，在很多情况下，我们需要通过表面电导率来表征绝缘子表面的污秽程度及污秽分布情况。而目前已有关于染污绝缘子受潮研究常用的是泄漏电流法，对整串绝缘子施加1kV以上的高电压，通过测量金具两端的泄漏电流来表征受潮程度，实际中存在电流热效应烘干污层和局部受潮不均匀的影响。这种测量手段的测量精度、稳定性都较低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有的染污绝缘子受潮表面电导率的测量手段的测量精度和稳定性较低的问题，提供一种染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置。

一种染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置，包括采样电阻、示波器、第一测量电极和第二测量电极；

采样电阻的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极与外部电源的另一个输出端连接；

采样电阻的另一端与第二测量电极连接，示波器连接在采样电阻的两端；

第一测量电极和第二测量电极还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。

根据上述染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置，其是包括采样电阻、示 波器、第一测量电极和第二测量电极；采样电阻的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极与外部电源的另一个输出端连接；采样电阻的另一端与第二测量电极连接，示波器连接在采样电阻的两端；第一测量电极和第二测量电极还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。在具体实现过程中，第一测量电极和第二测量电极分别与染污绝缘子受潮表面接触连接，第一测量电极和第二测量电极之间的受潮污秽接入测量装置的回路中，外部电源为染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置提供电压，在测量装置的回路中形成电流，在采样电阻上形成采样电压；示波器对采样电阻进行测量，获得采样电压；根据采样电压值进行计算，可以获得染污绝缘子受潮表面电导率。染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值在千欧至兆欧的数量级，只要染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值与采样电阻的电阻值匹配合适，外部电源就可以设置较低的电压值，在染污绝缘子表面电导率的测量过程中不会对染污绝缘子表面污秽造成破坏，而且两个测量电极在染污绝缘子受潮表面的位置不限，可以测量染污绝缘子受潮表面污秽局部电导率，提高了测量精度和稳定性。

一种染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置，包括采样电阻、电压采样器、第一测量电极和第二测量电极；

采样电阻的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极与外部电源的另一个输出端连接；

采样电阻的另一端与第二测量电极连接，电压采样器连接在采样电阻的两端；

第一测量电极和第二测量电极还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。

根据上述染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置，其是包括采样电阻、电压采样器、第一测量电极和第二测量电极；采样电阻的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极与外部电源的另一个输出端连接；采样电阻的另一端与第二测量电极连接，电压采样器连接在采样电阻的两端；第一测量电极和第二测量电极还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。在具体实现过程中，第一测量电极和第二测量电极分别与染污绝缘子受潮表面接触连接，第一测量电极和第二测量电极之间的受潮污秽接入测量装置的回路中，外部电源为染污绝 缘子受潮表面电导率的测量装置提供电压，在测量装置的回路中形成电流，在采样电阻上形成采样电压；电压采样器对采样电阻进行测量，获得采样电压；根据采样电压值进行计算，可以获得染污绝缘子受潮表面电导率。染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值在千欧至兆欧的数量级，只要染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值与采样电阻的电阻值匹配合适，外部电源就可以设置较低的电压值，在染污绝缘子表面电导率的测量过程中不会对染污绝缘子表面污秽造成破坏，而且两个测量电极在染污绝缘子受潮表面的位置不限，可以测量染污绝缘子受潮表面污秽局部电导率，提高了测量精度和稳定性。

附图说明

图1为其中一个实施例的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的结构示意图；

图2为其中一个实施例的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的结构示意图；

图3为其中一个实施例的测量电极上导线丝的连接示意图；

图4为其中一个实施例的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

参见图1所示，为本实用新型的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的一个实施例。该实施例中的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置，包括采样电阻110、示波器120、第一测量电极130和第二测量电极140；

采样电阻110的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极130与外部电源的另一个输出端连接；

采样电阻110的另一端与第二测量电极140连接，示波器120连接在采样电阻110的两端；

第一测量电极130和第二测量电极140还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。

在本实施例中，染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置包括采样电阻110、示波器120、第一测量电极130和第二测量电极140；采样电阻110的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极130与外部电源的另一个输出端连接；采样电阻110的另一端与第二测量电极140连接，示波器120连接在采样电阻110的两端；第一测量电极130和第二测量电极140还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。在具体实现过程中，第一测量电极130和第二测量电极140分别与染污绝缘子受潮表面接触连接，第一测量电极130和第二测量电极140之间的受潮污秽接入测量装置的回路中，外部电源为染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置提供电压，在测量装置的回路中形成电流，在采样电阻110上形成采样电压；示波器120对采样电阻进行测量，获得采样电压；根据采样电压值进行计算，可以获得染污绝缘子受潮表面电导率。染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值在千欧至兆欧的数量级，只要染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值与采样电阻110的电阻值匹配合适，外部电源就可以设置较低的电压值，在染污绝缘子表面电导率的测量过程中不会对染污绝缘子表面污秽造成破坏，而且两个测量电极在染污绝缘子受潮表面的位置不限，可以测量染污绝缘子受潮表面污秽局部电导率，提高了测量精度和稳定性。

在其中一个实施例中，如图2所示，染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置还包括稳压变压器150，稳压变压器150的输入端与外部电源的输出端连接，稳压变压器150的一个输出端与采样电阻110的一端连接，稳压变压器150的另一个输出端与第一测量电极130连接。

在本实施例中，染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置还包括稳压变压器150，用于与外部电源连接，起到稳压和变压的作用，可以将外部电源变压至合适的电压值，在外部电源有电压波动时稳定电压，保证测量的准确性。

在其中一个实施例中，采样电阻110包括多个电阻，多个电阻串联或并联 或混联后的一端与外部电源的一个输出端连接，多个电阻串联或并联或混联后的另一端与第二测量电极140连接。

在本实施例中，由于染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值在千欧至兆欧的数量级，只要染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值与采样电阻的电阻值匹配合适，外部电源就可以设置较低的电压值。为了降低外部电源的电压，采样电阻110的阻值可能较大，采用多个电阻串联或并联或混联可以方便获得大阻值的采样电阻110。

在其中一个实施例中，第一测量电极130和第二测量电极140均为圆形电极或矩形电极。

在本实施例中，为了便于获得染污绝缘子受潮表面电导率，测量电极设置成圆形电极或矩形电极。

在其中一个实施例中，第一测量电极130上设置第一导线丝，第一导线丝与外部电源的另一个输出端连接；第二测量电极140上设置第二导线丝，第二导线丝与采样电阻110的另一端连接。

在本实施例中，第一测量电极130和外部电源之间用第一导线丝连接，第二测量电极140与采样电阻110之间用第二导线丝连接。使用导线丝进行连接可以降低接触电阻值。

优选的，第一导线丝和第二导线丝均为铜丝。

在其中一个实施例中，如图3所示，第一导线丝为多根，多根第一导线丝在第一测量电极130上垂直第一测量电极130长度方向并排布置，多根第一导线丝汇集成第一导线L1，第一导线L1与外部电源的另一端连接；

第二导线丝为多根，多根第二导线丝在第二测量电极140上垂直第二测量电极140长度方向并排布置，多根第二导线丝汇集成第二导线L2，第二导线L2与采样电阻的另一端连接。

在本实施例中，使用多根第一导线丝可以降低第一导线的电阻值，使用多根第二导线丝可以降低第二导线的电阻值。

在其中一个实施例中，并排布置的相邻第一导线丝之间的间隔距离与并排布置的相邻第二导线丝之间的间隔距离相同，均为2-5毫米。

在本实施例中，导线丝之间的间隔距离不宜过长，在2毫米、3毫米、4毫米、5毫米均可。

在一个具体的实施例中，染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置，包括稳压变压器、示波器、采样电阻、第一测量电极和第二测量电极。测量回路由交流电源、稳压变压器、采样电阻(Rs)、和绝缘子表面污秽的等效电阻(Rx)构成，采样电阻(Rs)由一个以上的电阻串联或并联或混联构成；绝缘子表面污秽等效电阻(Rx)是指悬挂在输电线路杆塔上不带电的或用于测量用的绝缘子表面污秽的等效电阻或者在实验室人工气候箱内悬挂不带电的绝缘子表面污秽的等效电阻。优选的，采样电阻Rs的阻值可以为1kΩ。

外部电源可以为220V的正弦交流系统电源，稳压变压器将220的交流电压降压稳定输出成12V的低压电源，从而不会烘干表面污层，正弦交流系统电源的频率是50Hz。当输入的220V电压不稳定时，稳压变压器输出电压维持恒值，起到稳压的作用。

第一测量测量电极和第二测量电极采用铜导电胶测量电极。并在每个电极垂直长度方向上每隔2mm并排布置一根细铜丝，每根铜丝与铜导电胶测量电极充分接触，然后将每个电极上的铜丝汇集成导线(L1、L2)。测量时，示波器中读取采样电阻两端的电压幅值，换算后即可得到受潮过程中表面污秽局部电导率，通过局部电导率的变化可以表征污层的受潮状态。当局部电导率值最大时，表明此时污层的受潮达到饱和状态。

测量电极可以根据染污绝缘子形状采用不同的圆形电极或矩形电极。本实施例中采用矩形电极。

试验前先将测量电极布置在绝缘表面，然后将绝缘表面涂污或自然积污；试验中将电极接入测量系统中，令污秽受潮，通过示波器记录采样电压Um的变化，换算后即可得到受潮过程中污秽表面电导率。

本实用新型提供的实施例的测量原理如下：

设稳压变压器输出电压为U_S，则：

$R_x=\frac{U_s-U_m}{U_m}\·R_s$

其中，R_x为测量电极两端的污层的表面电阻值，为分压电阻的阻值；R_s为采样电阻；U_m为采样电阻两端的电压值，即采样电压。

则污层表面的局部电导率为

$\mathrm{\σ}=\frac{K}{R_x}$

其中，K为电极常数，是一个和测量电极相关的系数,与测量电极的形状和结构有关系,对于矩形电极，K＝S/H，其中，S为两个测量电极之间的距离，H为测量电极的长度；而对于圆形电极，r1、r2为两个测量电极的半径。

在本实施例中，可以根据采样电压值、预先输入的稳压变压器输出的电压值和预先输入的采样电阻值进行计算，获得染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值，再根据预先输入的测量电极常数和染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值进行计算，获得染污绝缘子受潮表面电导率。

本实用新型采用上述技术方案，可以测量染污绝缘子受潮表面电导率，在具体应用时，通过布置在污秽绝缘子表面的测量电极获取绝缘子的局部表面的电导率，并能直接读取数值，通过记录受潮过程中电导率的变化反映污秽的受潮过程，从而实现定量判断污秽的受潮程度。在这一过程中很容易获得表面电导率的最大值，从而获得染污绝缘子的饱和受潮状态，有助于获得染污绝缘子在饱和受潮条件下的50％闪络电压，在控制结果的分散性的同时可提高试验的可重复性和可比性。本实用新型操作简单，方便实用。

参见图4所示，为本实用新型的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的一个实施例。该实施例中的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置，包括采样电阻110、电压采样器160、第一测量电极130和第二测量电极140；

采样电阻110的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极130与 外部电源的另一个输出端连接；

采样电阻110的另一端与第二测量电极140连接，电压采样器160连接在采样电阻110的两端；

第一测量电极130和第二测量电极140还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。

在本实施例中，染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置包括采样电阻110、电压采样器160、第一测量电极130和第二测量电极140；采样电阻110的一端与外部电源的一个输出端连接，第一测量电极130与外部电源的另一个输出端连接；采样电阻110的另一端与第二测量电极140连接，电压采样器160连接在采样电阻110的两端；第一测量电极130和第二测量电极140还分别与染污绝缘子受潮表面接触连接。在具体实现过程中，第一测量电极130和第二测量电极140分别与染污绝缘子受潮表面接触连接，第一测量电极130和第二测量电极140之间的受潮污秽接入测量装置的回路中，外部电源为染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置提供电压，在测量装置的回路中形成电流，在采样电阻110上形成采样电压；电压采样器160对采样电阻进行测量，获得采样电压；根据采样电压值进行计算，可以获得染污绝缘子受潮表面电导率。染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值在千欧至兆欧的数量级，只要染污绝缘子受潮表面污秽的电阻值与采样电阻110的电阻值匹配合适，外部电源就可以设置较低的电压值，在染污绝缘子表面电导率的测量过程中不会对染污绝缘子表面污秽造成破坏，而且两个测量电极在染污绝缘子受潮表面的位置不限，可以测量染污绝缘子受潮表面污秽局部电导率，提高了测量精度和稳定性。

上述采用电压采样器的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置与采用示波器的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置一一对应，在上述采用示波器的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于采用电压采样器的染污绝缘子受潮表面电导率的测量装置的实施例中。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。