本实用新型属于电力设备绝缘检测装置技术领域，具体涉及分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置。
背景技术：
绝缘拉杆作为连接高电位部分与零电位部分的绝缘器件，承担着很大的电压降，这对拉杆的绝缘性能提出了很高的要求。随着电力系统电压等级的提高，绝缘拉杆的杂质与内部缺陷问题成为影响电力设备安全运行的重要因素。目前，绝缘拉杆的出厂试验(如：局放、耐压等)无法完全检测出其内部缺陷，在一些绝缘拉杆发生炸裂的事故中，调取之前的型式试验报告，均显示绝缘拉杆型式试验合格。但是，事后对绝缘拉杆进行解剖实验发现，绝缘拉杆中存在夹层气隙、微裂纹等内部缺陷。
可见，传统的绝缘拉杆局部放电检测中存在较难检测出拉杆中的杂质、夹层气隙、尺寸较小的微裂纹以及放电发生的具体位置等问题，凸显了常规的局部放电检测手段对绝缘拉杆的内部缺陷检测灵敏度差、效率低的特点。因此，研制一种分段加压方式、分段检测拉杆内部缺陷的实验装置，对于提高绝缘拉杆的缺陷检测效率、提高检测可靠性、保障电力设备的有效动作及电网安全稳定运行具有重要意义。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置，能提高绝缘拉杆的缺陷检测效率和检测可靠性。
本实用新型所采用的技术方案是，分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置，包括多个用于连接高压电源的隔离变压器、多个用于连接隔离变压器的调压变压器、多个用于连接调压变压器和待测绝缘拉杆并产生高电压的无局放试验变压器、多个串接在电路上的保护阻抗、一个真空试验罐、一个耦合电容以及一个检测阻抗；真空试验罐连接真空泵，真空试验罐分别与耦合电容的端子、检测阻抗连接，真空试验罐还有效接地；耦合电容与检测阻抗串联，检测阻抗的端子有效接地；无局放试验变压器分为低压部分和高压部分；还包括有并联到检测阻抗上数据采集卡，数据采集卡的输入端连接PC机。
本实用新型的特点还在于：
隔离变压器的型号为SG-10KVA，其输入端连接220V交流电源，其输出端连接所述调压变压器；调压变压器的容量为30KVA，其输出端连接无局放试验变压器的输入端。
检测阻抗由RX24-50W50ΩJ型电阻与30kV、1000pf的电容并联组成。
数据采集卡的型号为Pico6502。
真空试验罐的罐体侧壁为双层结构，在罐内腔中充满有聚四氟乙烯气体；真空试验罐的底部敞开且通过固定螺钉、法兰固定于不锈钢底座上，且在不锈钢底座的边缘处设置有接地端子，真空试验罐的顶部中央设置有高压电极端子，真空试验罐的顶部上还连接有真空管，真空管连接真空压力表，真空试验罐的罐体侧壁上分别连接有抽气管、充气管、环形电极导电杆a、环形电极导电杆b，在抽气管上设置有真空抽气阀，且真空抽气阀与真空泵连接，充气管上设置有充气阀；在真空试验罐内的顶部中央设置有绝缘拉杆卡槽A，且高压电极端子与绝缘拉杆卡槽A连接；在不锈钢底座的中央固定设置有绝缘拉杆卡槽B，且在绝缘拉杆卡槽B内设置有弹簧，绝缘拉杆卡槽A与绝缘拉杆卡槽B之间用于设置待测绝缘拉杆，绝缘拉杆上呈上下设置有环形电极a、环形电极b。
真空泵的型号为V-i240SV。
真空抽气阀为GM-25抽气阀，其上带有真空测量口，安装于距离真空试验罐顶部100mm处的罐体侧壁上；
环形电极导电杆a穿过罐体侧壁，并在罐体侧壁内外分别用螺母固定，环形电极导电杆a安装在距离真空试验罐顶部315mm的罐体侧壁上，且与真空抽气阀在一条竖直线上。
充气阀为GM-10充气阀，安装于距离不锈钢底座120mm处的罐体侧壁上；
环形电极导电杆b穿过罐体侧壁，并在罐体侧壁内外分别用螺母固定，环形电极导电杆b安装距离不锈钢底座315mm的罐体侧壁上，且与充气阀在一条竖直线上。
保护阻抗为RC并联电路，保护阻抗串接于无局放试验变压器的高压部分与真空试验罐的高压电极端子之间。
本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置，通过增加真空试验罐，有效改善了试验环境，在真空环境中检测绝缘拉杆的缺陷，使检测精度更高；
(2)本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置，真空试验罐内设置有多个加压电极，可对绝缘拉杆进行多段加压，分段对绝缘拉杆的细微缺陷进行检测，使得检测更加精细，缺陷位置定位更加准确；
(3)本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置，采用高速数据采集卡，采集速度能达到500M/s，能更加有效地采集到细微的局部放电信号，使得检测更加灵敏；
综上所述，本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置设计理念新颖、结构简单，能对绝缘拉杆的局部细微缺陷进行检测，具有精度高、灵敏性强、对缺陷位置定位准确的优点；此外，此装置便于操作、实用性强，便于工程和试验使用。
附图说明
图1为本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置的结构示意图；
图2为本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置内真空试验罐的结构示意图；
图3为本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置分两段加压试验的示意图；
图4为本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置分三段加压试验的示意图。
图中，1.PC机，2.数据采集卡，3.真空泵，4.真空试验罐，5.保护阻抗，6.耦合电容，7.检测阻抗，8.隔离变压器，9.调压变压器，10.待测绝缘拉杆，11.真空压力表，12.环形电极a，13.环形电极导电杆a，14.环形电极b，15.环形电极导电杆b，16.高压电极端子，17.绝缘拉杆卡槽A，18.真空抽气阀18，19.充气阀，20.绝缘拉杆卡槽B，21.弹簧，22.固定螺钉，23.不锈钢底座，24.法兰，25.接地端子，26.罐内腔，27.无局放试验变压器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置，其结构如图1所示，包括多个用于连接高压电源保证试验设备安全的隔离变压器8、多个用于连接隔离变压器8实现调节电压功能的调压变压器9、多个用于连接调压变压器9和待测绝缘拉杆10并产生高电压的无局放试验变压器27、多个串接在电路上用于防止电源噪声流入测量回路和防止待测绝缘拉杆10局部放电电流脉冲分流到电源的保护阻抗5、一个用于保证真空环境并放置待测绝缘拉杆10的真空试验罐4、一个本身无局部放电给脉冲电流提供低阻抗通道的耦合电容6以及一个用于将待测绝缘拉杆10局部放电时产生的脉冲电流转变为脉冲电压的检测阻抗7；真空试验罐4连接真空泵3，真空泵3用于给真空试验罐4进行抽真空处理，真空试验罐4分别与耦合电容6的端子、检测阻抗7连接，真空试验罐4还有效接地；耦合电容6与检测阻抗7串联，检测阻抗7的端子有效接地；还包括有数据采集卡2，且数据采集卡2并联连接到检测阻抗7上，数据采集卡2的输入端连接PC机1，数据采集卡2用于检测脉冲电压，PC机1用于对数据采集卡2中的数据进行显示和存储。
数据采集卡2的型号为Pico6502，数据采集速度可达500M/s，可有效地采集到局部放电信号，并传输给PC机1用以记录。
如图2所示，真空试验罐4的罐体侧壁为双层结构，在罐内腔26中充满有聚四氟乙烯气体；真空试验罐4的底部敞开且通过固定螺钉22、法兰24固定于不锈钢底座23上，在不锈钢底座23的边缘处设置有接地端子25，真空试验罐4的顶部中央设置有高压电极端子16，真空试验罐4的顶部上还连接有真空管，真空管连接真空压力表11，真空试验罐4的罐体侧壁上分别连接有抽气管、充气管、环形电极导电杆a13、环形电极导电杆b15，在抽气管上设置有真空抽气阀18，且真空抽气阀18与真空泵3连接，充气管上设置有充气阀19；在真空试验罐4内的顶部中央设置有绝缘拉杆卡槽A17，且高压电极端子16与绝缘拉杆卡槽A17连接；在不锈钢底座23的中央固定设置有绝缘拉杆卡槽B20，且在绝缘拉杆卡槽B20内设置有弹簧21，绝缘拉杆卡槽A17与绝缘拉杆卡槽B20之间用于设置待测绝缘拉杆10，在待测绝缘拉杆10上呈上下设置有环形电极a12、环形电极b14。
对于上述的真空试验罐4：
真空压力表11安装于真空试验罐4的顶部外边缘位置，指示范围为-0.1MPa—0.3MPa；高压电极端子16是通过螺母给予固定；
真空抽气阀18为GM-25抽气阀，其上带有真空测量口，安装于距离真空试验罐4顶部100mm处的罐体侧壁上；
环形电极导电杆a13穿过罐体侧壁，并在罐体侧壁内外分别用螺母固定并保持良好的密封性，且环形电极导电杆a13安装在距离真空试验罐4顶部315mm的罐体侧壁上与真空抽气阀18在一条竖直线上；
充气阀19为GM-10充气阀，安装于距离不锈钢底座23 120mm处的罐体侧壁上；
环形电极导电杆b15穿过罐体侧壁，并在罐体侧壁内外分别用螺母固定并保持良好的密封性，且环形电极导电杆b15安装距离不锈钢底座23 315mm的罐体侧壁上，且与充气阀19在一条竖直线上；
法兰24的厚度为18mm，法兰24嵌套在真空试验罐4的外壁上，法兰24的底部开有8个用于和不锈钢底座23固定的圆孔，且不锈钢底座23与法兰24大小相同，对照法兰24的每个开孔处都有一个内有螺纹的圆孔，可用螺钉将法兰24与不锈钢底座23固定在真空试验罐4的底部；
绝缘拉杆卡槽B20通过四个固定螺钉22与不锈钢底座23固定在一起，并安装在不锈钢底座23的正中心位置，与绝缘拉杆卡槽A17保持在同一条竖直线上，这样便于安装待测绝缘拉杆10。
真空泵3的型号为V-i240SV，其抽气速率7.2m3/h，极限压力0.2Pa，真空泵3与真空试验罐4的抽气阀18直接相连，用于给真空试验罐4内进行抽真空。
无局放试验变压器27的型号为YD-30KVA，其分为低压部分和高压部分；低压电压400V，低压电流75A，高压电压100kV，高压电流30mA；其输入端连接到调压变压器9的输出端，输出端的一个端子连接到真空试验罐4的接地端子25并保证有效接地，输出端的另一个端子串接低通滤波器后连接到真空试验罐4的高压电极端子16。
保护阻抗5为RC并联电路，保护阻抗5串接于无局放试验变压器27的高压部分与真空试验罐4的高压电极端子16之间。
耦合电容6的规格为50kV、5600pf，为保证耦合电容6具有一定的耐压能力，本实用新型采用了6个电容相串联的方式接入电路之中，耦合电容6的端子连接真空试验罐4的高压电极端子16；检测阻抗7是由RX24-50W50ΩJ型电阻与30kV、1000pf的电容并联组成的。
隔离变压器8的型号为SG-10KVA，输入电压为220V、输出电压为380V；隔离变压器8的输入端连接220V交流电源，隔离变压器8的输出端连接调压变压器9。
调压变压器9的容量为30KVA，单相50HZ，输入电压380V，调压变压器9的输入端连接到隔离变压器8的输出端，调压变压器9的输出端连接到无局放试验变压器27的输入端。
本实用新型分段加压式绝缘拉杆局部放电检测装置：
(1)两段加压实施方式：
一般情况下，对待测绝缘拉杆10进行局部放电检测，首先将待测绝缘拉杆10装入真空试验罐4内，将待测绝缘拉杆10两端加压并进行局部放电的检测；在额定电压下，该待测绝缘拉杆10的电场分布呈现两端高，中间低的一种分布，特别是高压端电场较高，如果待测绝缘拉杆10内部缺陷位于中下部(靠近接地极)，则很难检测出局部放电。
本实用新型设计的两段加压方式可如图3所示，将高压电源A通过保护阻抗5以及耦合电容6施加到检测阻抗7上，检测阻抗7的另一端接地，通过并联的数据采集卡2采集数据，高压电源B通过保护阻抗5连接到位于真空试验罐4上的环形电极导电杆a13上，环形电极导电杆a13与内部待测绝缘拉杆10通过环形电极a12相连，待测绝缘拉杆10的一端连接高压电极端子16，另一端连接地端子25。整体试验装置搭建完成后，PC机1连接到数据采集卡2读取采集数据。
(2)三段加压实施方式：
基于上述建立三段加压方式，具体如图4所示，高压电源A通过保护阻抗5以及耦合电容6施加到检测阻抗7上，检测阻抗7另一端接地，通过并联的数据采集卡2采集数据；高压电源B通过保护阻抗5连接到位于真空试验罐4的环形电极导电杆a13上，环形电极导电杆a 13与内部的待测绝缘拉杆10通过环形电极a12相连；高压电极C通过保护阻抗5连接到位于真空试验罐4上的环形电极导电杆b15上，环形电极导电杆b15与内部被测绝缘拉杆10通过环形电极b14相连，待测绝缘拉杆10的一端接高压电极端子16，另一端接地端子25。整体试验装置搭建完成后，PC机1连接到数据采集卡2读取采集数据。
本实用新型分两段加压检测时，事先用KF25卡箍卡在待测绝缘拉杆10的中间位置用作一个环形电极a12，用导线将待测绝缘拉杆10上的环形电极a12与真空试验罐4的环形电极导电杆a13连接起来，并置待测绝缘拉杆10于密闭的真空试验罐4内，用配套的固定螺钉22将法兰与不锈钢底座23紧密固定在一起，保证真空试验罐4密封良好；试验开始前先用真空泵3对真空试验罐4进行抽真空处理，按照测量原理图1正确连接试验电路。如图3所示，操作调节器A以200V/s的速度缓慢增加高压电源A的电压，此时高压电源B不上电。按照试验操作规范，当电压加到一定值时，如果没有放电脉冲信号出现，说明此待测绝缘拉杆10完好；如果在PC机1的显示器中看到有稳定放电脉冲信号出现，说明此待测绝缘拉杆10有缺陷存在，记此电压值为U0；在有缺陷存在的条件下，下面说明检测缺陷数量和定位缺陷位置的方法：
看到脉冲信号稳定出现后，把高压电源A的电压值缓慢降低到零，首先给高压电源B上电，操作调压器B以200V/s的速度缓慢升高高压电源B的电压；当电压加到U0/2左右时(此时，加压的待测绝缘拉杆10只有之前一半的长度，故加压只有前者的一半左右)，观察PC机1是否有放电脉冲信号出现；如果有放电脉冲信号出现，说明在待测绝缘拉杆10的BM0长度范围内有缺陷存在；如果没有放电脉冲信号出现，说明BM0段的待测绝缘拉杆10完好；接着，保持高压电源B的U0/2电压不变，操作调压器A以200V/s的速度缓慢升高高压电源A的电压，当电压值达到U0左右时减缓加压速度，并观察PC机1是否有放电脉冲信号出现；如果有放电脉冲信号出现，说明在待测绝缘拉杆10的AM0这一长度范围内也有缺陷存在；同样，如果没有放电脉冲信号出现，说明这一长度范围内的待测绝缘拉杆10完好。这样，用分两段加压的方式检测出了待测绝缘拉杆10的缺陷数量和缺陷存在的位置。
如果分两段检测，缺陷的数量和定位不够精准，可以继续给待测绝缘拉杆10增加环形电极，采用分三段加压的方式进行检测。同分两段加压的准备工作类似，事先用两个KF25卡箍分别卡在待测绝缘拉杆10的三等分点位置处用作两个环形电极，用导线将待测绝缘拉杆10上的环形电极a12、环形电极a14分别与真空试验罐4的环形电极导电杆a13、环形电极导电杆b15对应连接起来，并将待测绝缘拉杆10置于密闭的真空试验罐4内，将法兰24与不锈钢底座23固定保证真空试验罐4密封良好。试验开始前先用真空泵3对真空试验罐4进行抽真空处理，按照测量原理图1正确连接试验电路。如图4所示，操作调节器A以200V/s的速度缓慢升高高压电源A的电压，此时高压电源B、高压电源C不上电。按照试验操作规范，当电压加到一定值时，如果没有放电脉冲信号出现，说明此待测绝缘拉杆10完好；如果在PC机1中看到有稳定放电脉冲信号出现，说明此待测绝缘拉杆10有缺陷存在，记此电压值为U0；同样，在有缺陷存在的条件下，看到脉冲信号稳定出现后把高压电源A的电压值缓慢降低到零，给高压电源C上电，操作调压器C以200V/s的速度缓慢升高高压电源C的电压；当电压加到U0/3左右时(加压的待测绝缘拉杆10只有之前1/3的长度，故加压只有前者的1/3左右)，观察PC机1是否有放电脉冲信号出现。如果有放电脉冲信号出现，说明在待测绝缘拉杆10的BM2长度范围内有缺陷存在；如果没有放电脉冲信号出现，说明这一长度范围内的待测绝缘拉杆10完好。接着，保持高压电源C的U0/3电压不变，以200V/s的速度缓慢升高高压电源B的电压，当电压值达到2U0/3左右时减缓加压速度，并观察PC机1是否有放电脉冲信号出现。如果有放电脉冲信号出现，说明在待测绝缘拉杆10的M1M2长度范围内有缺陷存在；如果没有放电脉冲信号出现，说明这一长度范围内的待测绝缘拉杆10完好。最后，保持高压电源B和高压电源C的电压值不变，操作调压器A以200V/s的速度缓慢升高高压电源A的电压，当电压值达到U0左右时减缓加压速度，并观察PC机1是否有放电脉冲信号出现，如果有放电脉冲信号出现，说明在待测绝缘拉杆10的AM1长度范围内有缺陷存在；同样，如果没有放电脉冲信号出现，说明这一长度范围内的待测绝缘拉杆10完好。这样，用分三段加压的方式检测了待测绝缘拉杆10的缺陷数量和缺陷位置，比分两段检测的精度更高。
利用上述加压检测方式可继续给待测绝缘拉杆10增加环形电极的数量，采用分四段、五段等加压的方式逐段对被试品进行缺陷检测，更加精准地确定缺陷的数量和位置。上述的方法也可用来检测待测绝缘拉杆10中是否存在局部细微缺陷，下面结合图4以分三段加压的检测方式简要给以说明：首先缓缓升高高压电源A的电压值，当加压到试验操作规范规定的电压U1时，若此时PC机1中未出现放电脉冲信号，传统的检测方法就会判定待测绝缘拉杆10绝缘性能良好无缺陷存在，待测绝缘拉杆10中的某些微裂纹、微气隙等局部细微缺陷在此电压下没有发生局部放电，这些细微缺陷就不会被检测出来。为防止漏检局部细微缺陷，此时降下电源A的电压，改为缓缓升高电源C的电压值。当升高到U1/2-2U1/3(此加压段只有拉杆总长的1/3)时，此段待测绝缘拉杆10的电压承担值已是电源A上电时的1.5-2倍，待测绝缘拉杆10如有细微缺陷存在更易在此电压下发生局部脉冲放电；若仍无放电信号出现，说明此段待测绝缘拉杆10绝缘性能良好。同理，检测M1M2段时，保持电源C的电压值不变，缓缓升高高压电源B的电压值到2U1/3-1.3U1；检测AM1段时，保持高压电源B、C的电压值不变，缓缓升高高压电源A的电压值到1.3U1-2U1，观察是否有放电脉冲信号出现。若有放电脉冲信号出现，则相应的加压段存在细微缺陷，若无放电脉冲信号出现，则待测绝缘拉杆10完好。这样，就能进一步检测待测绝缘拉杆10中是否存在局部细微缺陷。