专利名称：绝缘工具沿面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沿面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沿面缺陷现场检测技术领域，尤其涉及绝缘工具沿面缺陷现场检测方法及采用该方法的绝缘工具沿面检测装置。
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，带电作业工具使用前，应仔细检查确认没有损坏、受潮、变形、失灵，否则禁止使用。并使用2500V及以上绝缘电阻表或绝缘检测仪进行分段检测(电极宽2cm，极间宽2cm)，阻值应不低于700MQ。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，潮湿导致沿面电阻减小，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，均是在试验室内完成，而且是对层间进行检测，无法满足现场沿面检测需要。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相关技术研究成果少，加上现场检测设备的缺乏，即使绝缘工具沿面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，需要对绝缘工具沿面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。国内外尚未针对绝缘工具现场检测技术及设备展开研究，在设备研制过程中，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. I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沿面缺陷现场检测方法及采用该方法的绝缘工具沿面检测装置，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器具沿面缺陷现场检测设备的研制，需要在汇总分析各种缺陷检测技术基础上，进行自主创新，研制适用于绝缘工具缺陷现场检测的设备。有鉴于此，有必要提供一种绝缘工具沿面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沿面缺陷进行现场检测，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沿面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沿面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沿面缺陷进行现场检测，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沿面缺陷现场检测装置，由电源、高压产生模块、检测电极、检测模块、报警模块组成，其特征在于
电源给整个电路提供所需的工作电压；
高压产生模块用于将电源电压升压输出，并将输出的高压交流转换为5kV直流电压；检测电极由连接杆、接线柱、电极三部分组成，布置在待检测绝缘工具的表面沿线，检测时其中一个电极接5kV直流高压，另外一个接零电位；
检测模块包括高压输出、取样模块、标准电压产生模块、比较模块，检测模块测量绝缘工具沿面电阻并与标准电阻进行比较，比较结果输出至报警模块；
报警模块用于指示绝缘工具缺陷，并发出声光报警。如上所述的绝缘工具沿面缺陷现场检测装置，其特征在于所述高压产生模块由控制信号生成模块、隔离模块、开关控制模块、升压模块组成，其中控制信号生成模块采用多谐振荡器，由NE555作为主控芯片构成，用于产生幅度、频率、占空比、可调的PWM信号；隔离模块由光电耦合器构成，用于电气隔离，防止电压互串，烧毁芯片；开关控制模块由MOSFET功率管构成，通过PWM信号的控制来对直流电压进行DC-AC变换，将直流电变换成交流电；升压模块是对交流电进行升压并整流，生成5kV的高压直流电。本发明还提供一种绝缘工具沿面缺陷现场检测方法，采用如上所述的绝缘工具沿面缺陷现场检测装置，其特征在于，包括如下步骤
1)将检测电极的高压端及低压端分别布置在绝缘工具的表面沿线，在两极上施加5kV高压，并移动电极的位置，获取电压反馈信号；
2)将获取的反馈电压信号与标准信号输入比较器，比较器输出信号输入报警模块，报警模块指示沿面缺陷情况。本发明的有益效果是经现场使用表明，该绝缘工具沿面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I是本发明实施例的绝缘工具沿面 缺陷现场检测装置的系统框图。图2是图I中的高压发生系统的系统框图。图3是图I中的沿面检测电极的结构示意图。图4是图I中的检测模块的系统框图。图5是高压发生系统中的多谐振荡器电路原理图。
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I中的符号说明1. I-电源，I. 2-高压产生模块，I. 3-检测模块，I. 4-报警模块。图2中的符号说明2. I-控制信号生成模块，2. 2-隔离模块，2. 3_开关控制模块，
2.4-升压模块。图4中的符号说明3. I-高压输出，3. 2-取样模块,3. 3-标准电压产生模块，
3.4-比较模块。本发明方法的工作原理是若因污秽或潮湿而导致沿面缺陷时，电阻小于700MQ，在绝缘工具沿面2cm宽施加5kV高压时，其上面的分压小于标准电阻700MQ分压，与其串联的取样电阻电压升高，大于标准电压信号，比较器输出高电平，驱动报警电路，报警电路发出声光报警。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、高压产生模块、检测电极、检测模块、报警模块组成。参照图1，为本发明系统方框图，其中电源给整个电路提供工作电压；高压产生模块用于产生检测所需5kV高压；检测模块，用于获取5kV高压直流施加在沿面后，分压电阻上的反馈信号，并将此信号输入比较器与标准信号进行比较；报警模块，当绝缘工具沿面存在缺陷时，触发报警电路，进行报警提示。参照图2，为沿面缺陷检测高压发生电路系统框图，电源为整个电路提供工作电源；控制信号生成模块包括多谐振荡器电路及其外围电路，是由NE555作为主控芯片构成，用于产生幅度、频率、占空比、可调的PWM信号；隔离模块是由光电耦合器构成的，用于电气隔离，防止电压互串，烧毁芯片；开关控制模块由MOSFET功率管构成，通过PWM信号的控制来对直流电压进行DC-AC变换，将直流电变换成交流电；升压模块，其主要作用是对交流电进行升压，并且整流，生成5kV的高压直流电。图3为沿面检测电极，由连接杆，接线柱，电极三个部分组成。连接杆是一根长60mm，直径为IOmm的绝缘材质圆柱体，连接杆对称中心扣出一个圆孔用于连接手柄，方便操作使用。导体和电极都是全铜材质，导体是一直径为5mm,长度为40_的圆柱体,两根导体的一头分别连接连接杆的两端，另一头分别连接两个电极。两个电极都是边长为20mm的立方体，电极间隙20mm，两个电极同轴布置，接到高压发生器的高压端和接地端。参照图4，为沿面缺陷检测模块，其中高压电源输出5kV直流，为采样做准备；取样模块是由被测电阻与取样电阻串联分压用于测量取样；标准电压生成模块，是由700MQ电阻与标准电阻串联形成的分压电路；比较模块的是对模块2和模块3中的电压进行比较输出；报警模块是用于判断比较输出结果，如果电阻值小于安规规定的阻值700MQ则驱动沿面缺陷报警电路，发出声光报警。参照图5，是高压产生模块中的控制信号生成模块的多谐振荡器电路原理图，由NE555集成芯片构成，该芯片具有所需电阻器、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、幅值的脉冲信号，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。 本发明提供的绝缘工具沿面缺陷现场检测方法，将5kV高压直流通过电极施加在宽2cm的绝缘工具沿面，若沿面存在缺陷，电阻减小，反馈电压大于标准电压，比较器输出电压驱动报警电路，通过声光方式指示绝缘工具缺陷，包括以下步骤
1)将检测电极的高压端及低压端分别布置在绝缘工具的表面沿线，在两极上施加5kV高压，并移动电极的位置，获取电压反馈信号；
2)将获取的反馈电压信号与标准信号输入比较器，比较器输出信号输入报警电路，报警电路指示沿面缺陷情况。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
1.一种绝缘工具沿面缺陷现场检测装置，由电源、高压产生模块、检测电极、检测模块、报警模块组成，其特征在于 电源给整个电路提供所需的工作电压； 高压产生模块用于将电源电压升压输出，并将输出的高压交流转换为5kV直流电压； 检测电极由连接杆、接线柱、电极三部分组成，布置在待检测绝缘工具的表面沿线，检测时其中一个电极接5kV直流高压，另外一个接零电位； 检测模块包括高压输出、取样模块、标准电压产生模块、比较模块，检测模块测量绝缘工具沿面电阻并与标准电阻进行比较，比较结果输出至报警模块； 报警模块用于指示绝缘工具缺陷，并发出声光报警。
2.根据权利要求I所述的绝缘工具沿面缺陷现场检测装置，其特征在于所述高压产生模块由控制信号生成模块、隔离模块、开关控制模块、升压模块组成，其中控制信号生成模块采用多谐振荡器，由NE555作为主控芯片构成，用于产生幅度、频率、占空比、可调的PWM信号；隔离模块由光电耦合器构成，用于电气隔离，防止电压互串，烧毁芯片；开关控制模块由MOSFET功率管构成，通过PWM信号的控制来对直流电压进行DC-AC变换，将直流电变换成交流电；升压模块是对交流电进行升压并整流，生成5kV的高压直流电。
3.—种绝缘工具沿面缺陷现场检测方法，采用如权利要求I所述的绝缘工具沿面缺陷现场检测装置，其特征在于，包括如下步骤 1)将检测电极的高压端及低压端分别布置在绝缘工具的表面沿线，在两极上施加5kV高压，并移动电极的位置，获取电压反馈信号； 2)将获取的反馈电压信号与标准信号输入比较器，比较器输出信号输入报警模块，报警模块指示沿面缺陷情况。
全文摘要
本发明提供一种绝缘工具沿面缺陷现场检测方法及装置，在现场利用检测设备对沿面施加5kV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)将检测电极的高压端及低压端分别布置在绝缘工具的表面沿线，在两极上施加5kV高压，并移动电极的位置，获取电压反馈信号；2)将获取的反馈电压信号与标准信号输入比较器，比较器输出信号输入报警模块，报警模块指示沿面缺陷情况。本发明的绝缘工具沿面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G01R31/12GK102621456SQ20111045744
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者文志科, 曾云飞, 王文龙, 邵瑰玮, 闵绚, 陈怡 申请人:国网电力科学研究院