用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备的制作方法

本发明涉及输变电技术领域，具体而言，涉及一种用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备。

背景技术

电力系统是国民经济的重要支撑，同时也是世界上最复杂的人工网络。保持电网稳定是一项重要的发展民生与经济的任务，同时也受很多因素的制约。绝缘子作为电网中连接线路主要载体，是支撑电网的重要支点，其重要性不言而喻。国内外经验表明，线路事故很多都是绝缘质量问题和运行年限的问题所导致线路闪络现象的根本原因，随着运行时间推移特别是复合绝缘子容易固化，那么复合绝缘子的芯棒会腐蚀老化机械性能和电气性能变差，因此为有效地控制复合绝缘子能在线路上的正常工作、维持电网稳定运行必须严格对复合绝缘子的芯棒进行检测。

迄今为止，国内外已对绝缘子闪络开展了大量的研究工作，大量的新型绝缘材料已在输电线路上大量应用，特别是复合绝缘子绝缘材料。随着运行年限的推移，绝缘材料会固化各方面的性能都会下降，然而绝缘子的机械性能和电气性能由为重要。机械性能又紧密与绝缘子的芯棒相关，复合绝缘子机械性能不好，绝缘子芯棒的腐蚀断裂，从而是导致线路闪络的很大原因。

尽管如此，改革开放以来，我国经济快速发展，但由于对环境保护的不重视，工农业污染十分严重，导致环境急剧恶化，雨水的ph值也不在呈中性，而慢慢呈现酸性化形成酸雨，酸雨会对这些复合绝缘子有腐蚀，从而使复合绝缘子芯棒腐蚀加剧，出现闪络事故。为了预防此类似事故的发生，需对复合绝缘子芯棒进行体积电阻率测试。

中国公开号为：cn104062527a，公开了一种运行复合绝缘子老化程度的评估方法，所述方法首先利用体积电阻率测试仪，测量从挂网运行过复合绝缘子表面切下的圆片型高温硫化硅橡胶试样在不同温度下的体积电阻率，然后绘制曲线并计算该曲线的线性拟合，最后根据曲线的线性拟合和高温硫化硅橡胶的体积阻率的变化情况来综合判断复合绝缘子的老化程度。

上述技术方案提供的运行复合绝缘子老化程度的评估方法，利用体积电阻率测试仪测量从挂网运行过复合绝缘子表面切下的圆片型高温硫化硅橡胶试样在不同温度下的体积电阻率，测量精度低且效率低，且圆柱状高压电极可能带来安全风险。

技术实现要素：

鉴于此，本发明提出了一种用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，旨在解决现有体积电阻率测量精度低且存在安全隐患的问题。

本发明提出了一种用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，该设备包括：温湿度调节箱，用于为待测芯棒提供温、湿度恒定的密封测试环境；设置于所述温湿度调节箱内壁上的滑动导轨；可滑动地设置于所述滑动导轨上的体积电阻率测试仪，用于夹设所述待测芯棒并对其进行体积电阻率的测量。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述体积电阻率测试仪包括：耐高温板，其架设在所述滑动导轨上且与所述滑动导轨可滑动地相连接；若干个设置于所述耐高温板上的地线连接排，用于将电流引入大地；置于所述耐高温板上方且与其间隔设置的高压连接板，用于为所述待测芯棒的测试供电；若干个设置于所述耐高温板和所述高压连接板之间的一一对应的测量电极和高压电极，所述测量电极与所述地线连接排相连接，所述高压电极与所述高压连接板相连接，所述待测芯棒夹设于相对应的所述高压电极和所述测量电极之间；设置于所述待测芯棒上的屏蔽环，其与所述地线连接排相连接，用于屏蔽所述待测芯棒的表面电流。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述体积电阻率测试仪还包括：设置于所述高压连接板上的位置调节件，用于调节所述高压电极和所述高压连接板的相对距离并将所述高压电极和所述高压连接板锁紧，以调节所述高压电极和所述测量电极对所述待测芯棒的夹紧力。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述位置调节件包括:设置于所述高压连接板上的弹簧套管，所述高压电极穿设于所述高压连接板且所述高压电极的第一端设置于所述弹簧套管内；设置于所述套管上的调节器，其沿垂直于所述弹簧套管长度方向与所述套管可滑动地相连接，用于将所述高压电极的第一端锁紧至所述弹簧套管内的预设位置以锁紧所述高压电极和所述高压连接板。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述弹簧套管内设有弹簧，其套设于所述高压电极外，用于施加弹性压力至所述高压连接板上。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述温湿度调节箱上设有高压连接件，其穿设于所述温湿度调节箱；所述高压连接件的一端与所述高压连接板相连接，所述高压连接件的另一端用于连接供电电源。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述体积电阻率测试仪通过磁力吸附至所述滑动导轨上。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述滑动导轨上设有固定件，用于支撑所述体积电阻率测试仪。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述温湿度调节箱的侧面设有箱门，其与所述温湿度调节箱的箱体可转动地相连接，用于选择性地密封闭合所述温湿度调节箱的箱体以形成密封测试环境。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述温湿度调节箱的箱体底部设有调平地脚，用于调整所述温湿度调节箱的水平度。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述温湿度调节箱上设有温湿度控制器，用于调节所述温湿度调节箱内密封测试环境的温、湿度。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，所述温湿度控制器上设有显示界面和开关，所述显示界面用于对所述温湿度调节箱内密封测试环境的温、湿度进行设置和显示。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，该设备还包括：数据采集器，用于获取所述体积电阻率测试仪测量的流过所述待测芯棒的电流和所述待测芯棒两端的电压；处理器，其与所述数据采集器电连接，用于接收所述数据采集器获取的流过所述待测芯棒的电流和所述待测芯棒两端的电压，并计算以确认所述待测芯棒的体积电阻率；存储器，其与所述处理器电连接，用于存储所述数据采集器获取的流过所述待测芯棒的电流和所述待测芯棒两端的电压，及所述处理器确认的所述待测芯棒的体积电阻率。

进一步地，上述用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，该设备还包括：显示器，其与所述存储器或所述处理器相连接，用于显示流过所述待测芯棒的电流、所述待测芯棒两端的电压、所述待测芯棒的体积电阻率中的一个或多个。

本发明提供的用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，通过温湿度调节箱为待测芯棒提供温、湿度恒定的密封测试环境，以便避免待测芯棒测量过程中测试环境变化致使其测试结果准确性和精度低；通过体积电阻率测试仪沿滑动导轨滑动，以便使得体积电阻率测试仪移动方便，同时提高体积电阻率测试仪的稳定性，避免体积电阻率测试仪倾斜等影响待测芯棒测量的准确性和精度；通过体积电阻率测试仪夹设待测芯棒并对其进行体积电阻率的测量，以使待测芯棒随体积电阻率测试仪沿滑动导轨滑动至温湿度调节箱内，进行体积电阻率的测量。与现有技术相比，本实施例中在温湿度调节箱内的密封测试环境中对待测芯棒进行体积电阻率的测量，不仅可以确保温、湿度恒定的密封测试环境，以便避免环境变化影响测量精度，同时，在温湿度调节箱内测量可避免待测芯棒所在电路中漏电致使的安全隐患，且可避免外部人员接触可避免待测芯棒所在电路，进而进一步提高测量的安全性。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备的结构框图；

图3为本发明实施例提供的体积电阻率测试仪的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参见图1，其为本发明实施例提供的用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备的结构示意图。如图所示，该测量设备包括：温湿度调节箱1、滑动导轨2、体积电阻率测试仪3、数据采集器4、处理器5、存储器6和显示器7；其中，温湿度调节箱1用于为待测芯棒8提供温、湿度恒定的密封测试环境，以便避免待测芯棒8测量过程中测试环境变化致使其测试结果准确性和精度低。滑动导轨2设置于温湿度调节箱1内壁上，优选地，滑动导轨2可以为焊接或固定在温湿度调节箱1内壁上的导轨，或温湿度调节箱1内壁开设的导向槽。体积电阻率测试仪3可滑动地设置于滑动导轨2上，体积电阻率测试仪3用于夹设待测芯棒并对其进行体积电阻率的测量，体积电阻率测试仪3和滑动导轨2可拆卸地相连接，以便体积电阻率测试仪3滑动至滑动导轨2端部时自滑动导轨上取出，安装、更换或拆卸待测芯棒8，当然也可以在滑动导轨2上进行安装、更换或拆卸；优选地，体积电阻率测试仪3通过磁力吸附至滑动导轨2上，以便拆装方便，且确保体积电阻率测试仪3测试时的稳定性；为进一步提高体积电阻率测试仪3架设于滑动导轨2上的稳定性，滑动导轨2上设有固定件9，用于支撑体积电阻率测试仪3，以便避免体积电阻率测试仪3的倾斜、掉落，进而提高体积电阻率测试仪3测试时的稳定性；优选地，固定件9为直角固定板，其第一侧壁91焊接于滑动导轨2上，与第一侧壁91呈直角设置的第二侧壁92水平设置，用于支撑体积电阻率测试仪3的耐高温板31，以便提高体积电阻率测试仪3的稳定性。

参见图2，其为本发明实施例提供的用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备的结构框图。数据采集器4用于获取体积电阻率测试仪3测量的流过待测芯棒8的电流和待测芯棒8两端的电压，其可以通过电流表和电压表获取或通过采集芯片获取。处理器5，其与数据采集器4电连接，用于接收数据采集器4获取的流过待测芯棒8的电流和待测芯棒8两端的电压，并根据电压和电流进行计算以确认待测芯棒8的体积电阻率；优选地，处理器5可通过如下公式计算：

式中，u为待测芯棒两端的电压即体积电阻率测试仪3中高压连接板33的电压，i为流过待测芯棒的电流，d为待测芯棒的厚度，s为待测芯棒的端面面积。数据采集器4设置于温湿度调节箱1内，以便对体积电阻率测试仪3夹设的待测芯棒8进行采集数据。处理器5包括：中央处理器cpu、数字信号处理器、专用集成电路asic或现场可编程门阵列fpga。

存储器6，其与处理器5电连接，用于接收处理器5接收的数据采集器4获取的流过待测芯棒8的电流和待测芯棒8两端的电压，及处理器5确认的待测芯棒8的体积电阻率，并存储数据采集器4获取的流过待测芯棒8的电流和待测芯棒8两端的电压，及处理器5确认的待测芯棒8的体积电阻率；当然，存储器6也可以与数据采集器4电连接，通过与数据采集器4连接传输数据采集器4获取的流过待测芯棒8的电流和待测芯棒8两端的电压，同时与处理器5连接以传输处理器5确认的待测芯棒8的体积电阻率。存储器6可以设置于温湿度调节箱1内或温湿度调节箱1外；优选地，存储器6设置于温湿度调节箱1内，以便简化该设备线束的排布。存储器6包括一个或多个只读存储器rom、随机存取存储器ram、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器eeprom。

显示器7与存储器6或处理器5相连接，用于显示流过待测芯棒8的电流、待测芯棒8两端的电压、待测芯棒8的体积电阻率中的一个或多个；当然，显示器7可设置于温湿度调节箱1的箱体11的外表面上，以便于查看。

继续参见图1，温湿度调节箱1包括：箱体11、箱门12、调平地脚13和温湿度控制器14；其中，温湿度调节箱体11侧面设置有箱门12，其与箱体11可转动地相连接，即箱门12与箱体11枢转连接，用于选择性地密封闭合温湿度调节箱1的箱体11以形成密封测试环境，即在测试时密封闭合温湿度调节箱1的箱体11密封闭合温湿度调节箱1的箱体11，在安装更换或拆卸待测芯棒8时，开启箱门12；箱门12上可设有观察窗121，以便观察箱体11内测量过程；观察窗121为高强度钢化玻璃材质的观察窗。箱体11与箱门12相对的侧面上设有高压连接件(图中未示出)，其穿设于温湿度调节箱1的箱体11，高压连接件的一端可设置于箱体11内，以便与体积电阻率测试仪3的高压连接板33相连接，高压连接件的另一端可设置于箱体11外，用于连接供电电源，以便为体积电阻率测试仪3的高压连接板33供电。箱体11底部设有调平地脚13，用于调整温湿度调节箱1的水平度，以避免体积电阻率测试仪3倾斜，进而确保体积电阻率测试仪3的测量稳定性和准确性；调平地脚13可以为四个，其分别设置于箱体11底板的四个边角处，优选地，调平地脚13为长度调节杆。温湿度调节箱1上设有温湿度控制器14，用于调节温湿度调节箱1内密封测试环境的温、湿度，以便控制温湿度调节箱1内的温度和湿度恒定在预定温度和预定湿度内，进而避免环境温、湿度改变致使待测芯棒8的体积电阻率测量精度低；温湿度控制器14设有显示界面141和开关142，显示界面141用于对温湿度调节箱14内密封测试环境的温、湿度进行设置和显示，以便调整预定温度和预定湿度；开关142连接温湿度控制器14和显示界面141，以控制温湿度控制器14和显示界面141的启停；优选地，显示界面141和开关142设置于箱体11或箱门12的外表面。

参见图3，其为本发明实施例提供的体积电阻率测试仪的结构示意图。如图所示，体积电阻率测试仪3包括：耐高温板31、地线连接排32、高压连接板33、测量电极34、高压电极35、屏蔽环36和位置调节件37；其中，耐高温板31架设在滑动导轨2上且与滑动导轨2可滑动地相连接；优选地，耐高温板31架设于滑动导轨2和固定件9上；为确保耐高温板31与滑动导轨2之间连接的稳定性，优选地，耐高温板31与滑动导轨2通过磁力吸附。一个或多个地线连接排32设置于耐高温板31上，用于将流至地线连接排32的电流引入至大地上，即地线连接排32上以及与其相连接的电压值为零；为避免该体积电阻率测试仪3导线的混乱，优选地，多个地线连接排32在耐高温板31的上方并列间隔设置，即地线连接排32沿耐高温板31的长度方向设置。高压连接板33设置于耐高温板31的上方且与其间隔设置，用于为待测芯棒8的测试供电；优选地，高压连接板33可通过高压套管38电连接设在箱体11上的高压连接件，以便通过箱体11外部供电电源为高压连接板33供电，进而提高待测芯棒8测试电源。

继续参见图3，测量电极34和高压电极35设置于耐高温板31和高压连接板33之间，测量电极34的第一端(如图3所示的下端)设置于耐高温板31上，高压电极35的第一端(如图3所示的上端)穿设于高压连接板33且高压电极35与高压连接板33相连接，以便为高压电极35供电；待测芯棒8夹设于其对应的测量电极34的第二端(如图3所示的上端)与高压电极35的第二端(如图3所示的下端)之间；优选地，多个测量电极34在耐高温板31呈线性排布，地线连接排32分别设置于两排测量电极34之间；测量电极34和高压电极35一一对应设置，其之间可夹设待测芯棒8，即通过高压电极35为待测芯棒8供电，通过测量电极34接地，以便实现电路的完整性；优选地，测量电极34和高压电极35同轴设置，以便确保待测芯棒8的稳定性，进而确保待测芯棒8所处电路的连接稳定性；进一步优选地，待测芯棒8、测量电极34和高压电极35均同轴设置。如图3所示，耐高温板31上设有24个测量电极34，其以四排线性排布，每两排测量电极34之间均设有一个地线连接排32，以便优化测量电极34和地线连接排32之间连接线的排布；同时，高压连接板33上设有24个与测量电极34一一对应的高压电极35，对应的测量电极34和高压电极35之间可夹设一个待测芯棒8，即该体积电阻率测试仪3可同时进行24个待测芯棒8的测试，即高压连接板33上开设有24个安装孔，高压电极35穿设于其对应的安装孔，以使高压电极35上端设置于高压连接板33的上方，高压电极35下端设置于高压连接板33的下方抵压在待测芯棒8的顶壁，即将24个待测芯棒8通过24个测量电极34和高压电极35形成24路并联电路，并联在高压连接板33和地线连接排32之间。

继续参见图3，屏蔽环36设置于待测芯棒8上，屏蔽环36与地线连接排32相连接，用于屏蔽待测芯棒8的表面电流，进而避免待测芯棒8表面电流影响待测芯棒8的体积电阻率的测试，从而提高了测量的精度和效率。测量电极34、高压电极35和屏蔽环36构成标准三电极系统，以便完成待测芯棒8体积电阻率的测量。屏蔽环36套设于待测芯棒8外壁，并通过带有夹子的导线与地线连接排32相连接。

继续参见图3，位置调节件37设置于高压连接板33上，用于调节高压电极35和高压连接板33的相对距离并将高压电极35和高压连接板33锁紧，以调节高压电极35和测量电极34对待测芯棒8的夹紧力。

继续参见图3，位置调节件37包括：弹簧套管371、调节器372和弹簧(图中未示出)；其中，弹簧套管371设置于高压连接板33的上方，可通过焊接固定至高压连接板33的顶壁上，高压电极35穿设于高压连接板33且高压电极35的第一端(如图3所示的上端)设置于弹簧套管371内，可沿弹簧套管371相对于高压连接板33上下移动；调节器372设置于弹簧套管371上，其穿设于弹簧套管371且部分设置于弹簧套管371内，调节器372沿垂直于弹簧套管371长度方向与弹簧套管371可滑动地相连接，即调节器372可沿垂直于弹簧套管371长度方向伸缩，以便选择性地抵压高压电极35的第一端以锁紧高压电极35和高压连接板33，以便避免高压电极35上下移动(相对于图3所示的位置而言)，进而使得高压电极35和高压连接板33相对固定，以便使高压连接板33通过高压电极35抵压在待测芯棒8上，进而确保高压电极35和测量电极34将待测芯棒8夹紧。弹簧设置于弹簧套管371内且套设于高压电极35外，即弹簧设置于高压电极35与弹簧套管371之间，以便通过调节器372抵压在高压电极35的第一端时同时抵压弹簧，弹簧的下端设置于高压连接板33上，以使弹簧处于压缩状态，进而施加弹性压力至高压连接板33上，以将高压电极35和测量电极34之间的待测芯棒8夹紧。其中，弹簧套管371可以为导电材料，其与高压电极35和高压连接板33上的电压值相同，也即高压连接件连接的供电电源的电压值。

参见图1至3，现对本实施例中提供的测量设备的工作过程进行详细的说明：

首先，体积电阻率测试仪3初始状态为置于温湿度调节箱1的箱体11外，将多根待测芯棒8夹设在高压电极35和测量电极34之间，通过调节器372将弹簧和高压电极35的上端调节至设定位置即调节器372位置处，将调节器372向弹簧套管371内滑动锁紧，以便将高压电极35和高压连接板33锁紧，通过弹簧和高压电极35将待测芯棒8压紧至测量电极34上，即高压电极35和测量电极34将待测芯棒8夹紧，并将体积电阻率测试仪3沿滑动导轨2滑动至箱体11内，并关闭箱门12以为待测芯棒8提供一个密封测试环境。

然后，开启开关142，并通过显示界面141设置箱体11内密封测试环境的设定温、湿度，以便连接温湿度控制器14将密封测试环境的温、湿度调整且恒定至设定温、湿度，并通过供电电源为高压连接件供电，以便为待测芯棒8所在电路供电，即通过体积电阻率测试仪3开始对待测芯棒8进行体积电阻率测量。其中，设定温、湿度可根据实际情况确定。

最后，通过数据采集器4在待测芯棒8测量过程中获取流过待测芯棒8的电流和待测芯棒8两端的电压，可通过电流表获取流过待测芯棒8的电流，通过芯片等获取待测芯棒8高压端即高压连接板33、高压电极35或弹簧套管371上的电压，同时通过处理器5计算待测芯棒8的体积电阻率，且通过存储器6对过待测芯棒8的电流、待测芯棒8两端的电压和待测芯棒8的体积电阻率进行存储，亦可同时通过显示器7显示流过待测芯棒8的电流、待测芯棒8两端的电压、待测芯棒8的体积电阻率中的一个或多个，以便了解待测芯棒8的体积电阻率，进而了解待测滑动导轨2滑出温湿度调节箱1。

综上，本实施例提供的用于绝缘子的芯棒体积电阻率测量设备，通过温湿度调节箱1为待测芯棒8提供温、湿度恒定的密封测试环境，以便避免待测芯棒8测量过程中测试环境变化致使其测试结果准确性和精度低；通过体积电阻率测试仪3沿滑动导轨2滑动，以便使得体积电阻率测试仪3移动方便，同时提高体积电阻率测试仪3的稳定性，避免体积电阻率测试仪3倾斜等影响待测芯棒8测量的准确性和精度；通过体积电阻率测试仪3夹设待测芯棒8并对其进行体积电阻率的测量，以使待测芯棒8随体积电阻率测试仪3沿滑动导轨2滑动至温湿度调节箱1内，进行体积电阻率的测量。与现有技术相比，本实施例中在温湿度调节箱1内的密封测试环境中对待测芯棒8进行体积电阻率的测量，不仅可以确保温、湿度恒定的密封测试环境，以便避免环境变化影响测量精度，同时，在温湿度调节箱1内测量可避免待测芯棒8所在电路中漏电致使的安全隐患，且可避免外部人员接触可避免待测芯棒8所在电路，进而进一步提高测量的安全性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。