基于等温松弛电流原理的盆式绝缘子无损检测装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电力工程技术领域的无损检测装置，尤其涉及一种基于等温松弛 电流原理的盆式绝缘子无损检测装置及方法。
【背景技术】
[0002] 盆式绝缘子作为气体绝缘金属封闭开关设备（GIS)中的关键部件，在GIS设备中 使用广泛，其性能优劣直接决定了 GIS设备的绝缘性能和运行可靠性。近年来，GIS多数事 故的发生，都涉及到盆式绝缘子的绝缘缺陷问题。目前市场上，盆式绝缘子生产厂家数量众 多，管理水平和工艺水平参差不齐。生产工艺控制不严，过程管理不善，工人责任心不强，都 可能导致盆式绝缘子本体带有先天缺陷。为了确保GIS产品质量，GIS生产厂家将盆式绝 缘子的入厂检测作为原材料组部件管理中的关键一环。目前，比较常见的质量检测手段有： X射线检测法和局部放电检测法。
[0003] X射线检测法具有效率高，速度快，无损伤，便于图像处理及容易存储等优点，已经 在广大GIS生产厂家广泛使用。但是，射线检测对裂纹类面积型缺陷的检测灵敏度不高，对 于线状金属夹杂及金属嵌件与浇注树脂界面处的结合不良存在漏检可能。同时，射线对人 体有辐射危害，需要在专门的防护房中进行，检测设备的后期维护保养费用昂贵。此外，核 岛存在丢失风险，给企业和社会可能造成不良后果。
[0004] 局部放电检测法，作为一种十分传统和常规的检测方法，虽然能够在一定程度上 反映盆式绝缘子的固有缺陷，但是由于施加电压较高，从而对盆式绝缘子会造成损伤，影响 产品的使用寿命。
[0005] 因此，现在需要新的技术，在克服现有检测手段缺点的基础上，更好地对盆式绝缘 子进行无损检测。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于等温松弛电流原理的盆式绝 缘子无损检测装置及方法，具有检测灵敏度高、操作简便、抗干扰性能更好、无损检测、对人 体健康没有伤害、成本低廉等一系列优点，且对裂纹类面积型缺陷和线状金属夹杂及金属 嵌件与浇注树脂界面处的结合不良导致的缺陷检测灵敏度更高。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] 基于等温松弛电流原理的盆式绝缘子无损检测装置，包括屏蔽箱，所述屏蔽箱的 外壁接地，屏蔽箱设有能开合的盖子，所述屏蔽箱上开有安装电缆转换接头的开孔，电缆转 换接头位于屏蔽箱外侧的一端连接多路选择可控开关的静触头，所述多路选择可控开关的 动触头在上位机的控制下或者接通高压极化直流电源后接地、或者接通地线、或者接通放 电限流电阻后接地、或者接通微电流测量模块后接地；微电流测量模块的信号输出端与上 位机连接，上位机同时与高压极化直流电源和多路选择可控开关的控制端子相连接。
[0009] 所述微电流测量模块包括测量电阻及电流电压变换电路模块，测量电阻及电流电 压变换电路模块的输入端留有接所述多路选择可控开关动触头的接线端，测量电阻及电流 电压变换电路模块实现退极化电流的采集和转换，转换得到的电压信号经过电压级联放大 电路模块后连接A/D变换器进行模数转换，转换为便于上位机进行采集的数字信号，所述 测量电阻及电流电压变换电路模块和电压级联放大电路模块均与调零电路连接，+12V直流 供电电源和-12V直流供电电源为调零电路、测量电阻及电流电压变换电路模块、电压级联 放大电路模块及A/D变换器供电，所述+12V直流供电电源的输出连接过滤高频噪声干扰信 号的第一低通滤波电路，所述-12V直流供电电源的输出连接过滤高频噪声干扰信号的第 二低通滤波电路。
[0010] 所述测量电阻及电流电压变换电路模块、电压级联放大电路模块及A/D变换器都 放置在内屏蔽罩内，所述第一低通滤波电路、第二低通滤波电路、调零电路、内屏蔽罩及内 屏蔽罩内的模块都放置在外屏蔽罩内。
[0011] 所述测量电阻及电流电压变换电路模块包括测量电阻，测量电阻的一端留有接所 述多路选择可控开关的动触头的接线端，另一端接运算放大器输入端保护电阻的一端，运 算放大器输入端保护电阻的另一端第一接运算放大器的反相输入端，第一接运算放大器的 正相输入端接地，第一接运算放大器的输出端接所述电压级联放大电路模块的输入端，所 述第一接运算放大器的输出端和运算放大器输入端保护电阻的前端之间设有反馈回路，所 述反馈回路由并联的第一反馈电容和第一反馈电阻组成，所述第一接运算放大器还与所述 调零电路连接。
[0012] 所述电压级联放大电路模块包括级联的至少两个放大电路，所述放大电路包括输 入电阻，输入电阻的一端接所述测量电阻及电流电压变换电路模块的输出端或者接前一个 级联放大电路的输出端，另一端接第二运算放大器，第二运算放大器的输出端连接下一个 级联放大电路的输入端或者接所述A/D变换器的输入端，所述第二运算放大器的输出端和 输入电阻的前端之间设有反馈电路，所述反馈电路包括并联的第二反馈电容和第二反馈电 阻，所述第二接运算放大器还与所述调零电路连接。
[0013] 所述高压极化直流电源采用0_20kV能调的高压直流稳压电源。
[0014] 所述屏蔽箱上底面为能开合的盖子，所述盖子的上表面和屏蔽箱下底面的下表面 上都设有用于绝缘支撑的环氧树脂绝缘垫板。
[0015] 所述多路选择可控开关采用可控硅控制的多路选择开关。
[0016] 基于等温松弛电流原理的盆式绝缘子无损检测装置的检测方法，包括以下步骤：
[0017] 步骤一，将盆式绝缘子放入屏蔽箱内，将盆式绝缘子的金属法兰接地，通过电缆连 接盆式绝缘子电缆转换接头位于屏蔽箱内的一端，盖上盖子；
[0018] 步骤二，将多路选择可控开关的动触头接地线，地线回路接通，对盆式绝缘子的静 电荷进行短路泄放，并设定延时Tl ;
[0019] 步骤三，经过所述步骤二的延时Tl后，多路选择可控开关的动触头在上位机的控 制下自动接通到高压极化直流电源后接地，对盆式绝缘子加压极化，并设定延时T2 ;
[0020] 步骤四，经过所述步骤三的延时T2后，多路选择可控开关的动触头在上位机的控 制下自动接通到连接放电限流电阻后接地，对盆式绝缘子的表面电荷进行释放，并且设定 延时T3 ;
[0021] 步骤五，经过所述步骤四的延时T3后，多路选择可控开关的动触头在上位机的控 制下自动接通到微电流测量模块后接地，通过微电流测量模块实时采集退极化电流信号， 并且设定测量时间T4 ;
[0022] 步骤六，微电流测量模块实时采集的数据输送给上位机，上位机对记录的波形进 行三指数衰减函数拟合，计算获得缺陷因子值，通过与上位机中存储的缺陷判据进行比对， 对该盆式绝缘子的质量状况进行判定，最后对历史波形和数据进行存储。
[0023] 所述延时Tl的取值范围为5-15s，所述延时T2的取值范围为1500-2500S，所述延 时T3的取值范围为5-15s，所述测量时间T4的取值范围为1