复合绝缘结构的模拟结构及界面密封性能测试系统的制作方法
本实用新型涉及复合绝缘结构的密封性能测试，特别是涉及复合绝缘结构的模拟结构及界面密封性能测试系统。
背景技术：
绝缘复合结构是指由不同的绝缘器件复合所形成的复合结构。由双层绝缘材料形成的复合绝缘结构在电力设备中应用广泛。
发明人在调研中发现，复合绝缘结构的复合界面是电力设备的薄弱部位。复合界面的密封性能不高会导致潮气进入，从而导致复合界面放电或绝缘击穿。
发明人在实现传统技术的过程中发现：传统技术中，需取下电力系统中的复合绝缘结构以对其进行密封性能测试，操作不便且安全性差。
技术实现要素：
基于此，有必要针对传统技术中存在的需取下电力系统中的复合绝缘结构以对其进行界面密封性能测试的问题，提供一种复合绝缘结构的模拟结构及界面密封性能测试系统。
一种复合绝缘结构的模拟结构，包括：
圆柱形绝缘棒，包括第一端、第二端及位于所述第一端和第二端之间的中间部，所述中间部挖空形成容纳腔；
弹性橡胶，所述弹性橡胶中空以套设于所述圆柱形绝缘棒表面，且包覆所述容纳腔；所述弹性橡胶与所述第一端的结合长度等于所述弹性橡胶与所述第二端的结合长度。
在其中一个实施例中，所述圆柱形绝缘棒具有位于第一端的第一圆形表面和位于第二端的第二圆形表面；
所述第一圆形表面形成有第一凹坑，所述第一凹坑从所述第一圆形表面向所述第二圆形表面延伸；
所述第二圆形表面形成有第二凹坑，所述第二凹坑从所述第二圆形表面向所述第一圆形表面延伸。
在其中一个实施例中，所述第一端的长度等于所述第二端的长度。
在其中一个实施例中，沿所述圆柱形绝缘棒的母线方向，所述第一凹坑的深度等于所述第二凹坑的深度。
在其中一个实施例中，所述弹性橡胶的不同位置的厚度相同。
在其中一个实施例中，所述弹性橡胶的内侧直径小于所述圆柱形绝缘棒的底面直径。
上述复合绝缘结构的模拟结构，包括圆柱形绝缘棒和套设于圆柱形绝缘棒表面的弹性橡胶，可以对复合绝缘结构进行结构模拟。当需要对复合绝缘结构进行界面密封性能测试时，可以对该模拟结构进行界面密封性能测试，从而使用模拟结构的界面密封性能表征复合绝缘结构的界面密封性能。以此，即可避免为进行界面密封性能测试取下电力系统中的复合绝缘结构，提升了测试的安全性和便捷性。
一种界面密封性能测试系统，包括：
液体容器；
温度控制装置，用于控制所述液体容器内的液体的温度；
如上述任意一个实施例所述的复合绝缘结构的模拟结构，用于密封干燥剂，并置于所述液体容器内，进行密封性能测试；
天平，用于对所述干燥剂进行质量检测。
在其中一个实施例中，所述液体容器为长方体、正方体或圆柱体。
在其中一个实施例中，所述温度控制装置包括：
加热器，用于对所述液体容器内的液体进行加热；
温度传感器，用于检测所述液体容器内的液体的温度，并得到检测数据；
控制器，与所述加热器和所述温度传感器电连接，用于获取所述检测数据，并根据所述检测数据控制所述加热器的工作与否。
在其中一个实施例中，所述天平的测量精度为0.0001克。
上述界面密封性能测试系统，包括测试环境、复合绝缘结构的模拟结构及天平，可以应用于上述实施例的界面密封性能测试方法。该界面密封性能测试系统，可以通过比较干燥剂在进入测试环境前后的质量差值得到模拟结构的界面密封性能，进而得到复合绝缘结构的密封性能。该界面密封性能测试系统可以避免为进行界面密封性能测试取下电力系统中的复合绝缘结构，提升了测试的安全性和便捷性。
附图说明
图1为本申请一个实施例中界面密封性能测试方法的流程示意图。
图2为本申请一个实施例中界面密封性能测试方法的步骤s100的工艺流程示意图。
图3为本申请一个实施例中模拟结构的结构示意图。
图4为本申请一个实施例中圆柱形绝缘棒的结构示意图。
图5为本申请一个实施例中液体容器的结构示意图。
图6为本申请一个实施例中温度控制装置的模组结构示意图。
其中，各附图标号所代表的含义分别为：
10、模拟结构；
100、圆柱形绝缘棒；
110、第一端；
112、第一圆形表面；
114、第一凹坑；
120、第二端；
122、第二圆形表面；
124、第二凹坑；
130、中间部；
132、容纳腔；
210、弹性橡胶；
30、液体容器；
40、温度控制装置；
410、控制器；
420、加热器；
430、温度传感器。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
绝缘复合结构是指由两个不同的绝缘器件复合所形成的复合结构。两个不同的绝缘器件可以是同一绝缘材料，也可以是不同绝缘材料。在电力系统中，绝缘复合结构可以是绝缘子，其是由电缆主绝缘器件与电缆附件绝缘器件所组成的复合结构。两种不同绝缘材料形成复合结构时，复合结构的交界面即为复合界面。复合界面的密封性能对复合绝缘结构的各性能有重要影响。
本申请提供一种复合绝缘结构的模拟结构、界面密封性能测试系统及方法，以对复合绝缘结构的界面密封性能进行表征，从而便于直观的了解复合绝缘结构的复合界面的密封性能。
如图1所示，一种界面密封性能测试方法，用于对复合绝缘结构进行界面密封性能测试。该界面密封性能测试方法包括如下步骤：
s100，制备复合绝缘结构的模拟结构。
本申请的界面密封性能测试方法，是通过对复合绝缘结构的模拟结构进行密封性能测试，得到该模拟结构的界面密封性能，从而通过该模拟结构的界面密封性能对复合绝缘结构的界面密封性能进行表征。因此，首先需制备复合绝缘结构的模拟结构。
在制备复合绝缘结构的模拟结构时，可以使模拟结构的材料和复合绝缘结构的材料完全相同，且形状和大小也相同或同比例缩小，从而使模拟结构的界面密封性能与复合绝缘结构的界面密封性能相近。由此，模拟结构也是由两个绝缘器件复合形成的。
s200，提供液体容器，并向液体容器内注入预设高度的纯净水。
在制备复合绝缘结构的模拟结构后，即需提供对模拟结构进行界面密封性能测试的测试环境。在本申请中，该测试环境应可以为模拟结构提供特定的温度和压强。在本申请的各实施例中，我们将测试环境需为模拟结构提供的温度称为预设温度；将测试环境需为模拟结构提供的压强称为预设压强。
预设温度和预设压强的提供可以通过液体实现。在本实施例中，可以采用不导电的液体为模拟结构提供预设温度和预设压强。这里的不导电的液体可以是纯净水。
可以通过液体容器容纳纯净水。一般来说，该液体容器可以采用导热系数较低，且耐温性能良好的材料制成，如聚乙烯、聚丙烯等，从而防止因液体容器的性能影响模拟结构的界面密封性能测试。同时，该液体容器可以是规则形状，如圆柱体、正方体或长方体，并且该液体容器具有光滑的内壁，从而尽可能的减小液体容器对界面密封性能测试结构的影响。
在本实施例中，可以通过控制注入液体容器内的纯净水的高度控制测试环境的压强。
s300，提供温度控制装置，以控制纯净水的温度。
由步骤s200的描述已知，测试环境还需为模拟结构提供预设温度。在本实施例中，注入液体容器内的纯净水的温度即为测试环境的温度。由此，可以通过温度控制装置控制纯净水的温度，从而为模拟结构提供预设温度的测试环境。
s400，将干燥剂密封于模拟结构内，并将密封有干燥剂的模拟结构置于液体容器内，并位于液体容器底部。
具体的，对模拟结构进行界面密封性能测试，即是对组成模拟结构的两种绝缘器件的交界面进行密封性能测试。换句话说，是测试水分子沿两种绝缘器件的交界面侵入模拟结构内部的能力。由此，可以将干燥剂密封于模拟结构内，再将密封有干燥剂的模拟结构置入上述测试环境，以实现对模拟结构的界面密封性能测试。
s500，一段时间后，取出模拟结构，并取出密封于模拟结构内部的干燥剂。
s600，获取干燥剂的质量差值，并根据质量差值得到模拟结构的界面密封性能，作为复合绝缘结构的界面密封性能。
干燥剂进入测试环境前后的质量差值即可反映模拟结构的界面密封性能。因此，在从测试环境中取出模拟结构，并取出模拟结构内的干燥剂后，即可通过称量获取干燥剂进入测试环境前后的质量差值。根据干燥剂的质量差值，即可对模拟结构的界面密封性能进行表征，该模拟结构的界面密封性能可以作为复合绝缘结构的界面密封性能。
上述界面密封性能测试方法，包括制备复合绝缘结构的模拟结构，并通过提供液体容器、纯净水和温度控制装置提供测试环境，之后，将干燥剂密封于模拟结构内，并将模拟结构置于测试环境中。该界面密封性能测试方法，可以通过比较干燥剂在进入测试环境前后的质量差值得到模拟结构的界面密封性能，进而得到复合绝缘结构的密封性能。以此，即可得到不同环境下复合绝缘结构的界面密封性能。
在一个实施例中，如图2所示，上述界面密封性能测试方法的步骤s100包括：
s110，提供圆柱形绝缘棒，该圆柱形绝缘棒包括第一端、第二端及位于第一端和第二端之间的中间部。
该圆柱形绝缘棒的材料可以和待模拟的绝缘复合结构的待模拟部件的绝缘材料相同。例如，该圆柱形绝缘棒的材料可以是聚乙烯。
为便于描述，可以沿该圆柱形绝缘棒的母线方向，将圆柱形绝缘棒分为第一端、中间部和第二端。其中，圆柱形绝缘棒的母线是指从该圆柱形绝缘棒的一个底面的边沿到另一个底面的边沿的最短连线。第一端是圆柱形绝缘棒靠近其一个底面的一个端部；第二端与第一端相对，是圆柱形绝缘棒靠近其另一个底面的一个端部。中间部位于第一端和第二端之间，且与第一端和第二端相邻接。
在图2所示的实施例中，用虚线对圆柱形绝缘棒进行划分，以将圆柱形绝缘棒划分为第一端、中间部和第二端。在这里，虚线表示不存在的线。
s120，对中间部进行挖空处理，以形成容纳腔。
对圆柱形绝缘棒的中间部进行挖空处理，从而形成用于容纳干燥剂的容纳腔。在这里，对圆柱形绝缘棒的中间部进行挖空处理时，可以如图2所示，使挖空处理后的第一端和第二端仍通过残留的中间部相连。此时，被除去的中间部即形成容纳腔。
在其它实施例中，也可以直接裁去中间部，但仍留有中间部的位置。此时，中间部所在的位置即可用于形成容纳腔。
s130，提供中空的弹性橡胶，以套设于圆柱形绝缘棒表面；弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒表面，且包覆容纳腔时形成模拟结构。
提供中空的弹性橡胶。中空是指沿垂直于弹性橡胶的母线方向，弹性橡胶的纵向剖面呈圆环状。以此，即可使弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒的表面。在本实施例中，弹性橡胶的母线的长度，即弹性橡胶的长度应大于中间部的长度，以使弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒的表面时，可以包覆容纳腔。
弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒的表面，并包覆容纳腔时，即形成由两种绝缘结构复合的模拟结构。此时，弹性橡胶与圆柱形绝缘棒的结合界面即为密封性能测试的待测界面。
弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒的表面后，模拟结构的结构示意图可以如图3所示。
在一个优选的实施例中，上述模拟结构，其弹性橡胶各位置的厚度相同。同时，弹性橡胶在自然状态下的内侧直径小于圆柱形绝缘棒的底面直径，以使弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒上时，通过弹性力与圆柱形绝缘棒紧密结合。
在一个实施例中,上述界面密封性能测试方法，其步骤s400中的将干燥剂密封于模拟结构内，包括：
s410，将干燥剂置于容纳腔。
在将弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒之前，将干燥剂置于圆柱形绝缘棒挖去中间部所形成的容纳腔。这里圆柱形绝缘棒应已进行挖空处理形成有容纳腔。
s420，将弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒表面，并包覆容纳腔；弹性橡胶与第一端的结合长度等于弹性橡胶与第二端的结合长度。
将弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒表面，并包覆容纳腔，形成填充有干燥剂的模拟结构。在本实施例中，弹性橡胶与第一端的结合长度应等于弹性橡胶与第二端的结合长度，如图3所示。此时，弹性橡胶与容纳腔两端的结合长度相等，可以避免由于弹性橡胶与圆柱形绝缘棒的结合面积在不同部位不同而影响测试结果。
弹性橡胶与第一端的结合长度，以及弹性橡胶与第二端的结合长度，可以根据复合绝缘结构的实际结构进行调整，以使模拟结构的界面密封性能测试结果尽可能接近复合绝缘结构的界面密封性能测试结果。
在一个实施例中，如图4所示，圆柱形绝缘棒具有位于第一端的第一圆形表面和位于第二端的第二圆形表面。
具体的，圆柱形绝缘棒具有呈平面的两个底面。在本实施例中，为便于描述，将圆柱形绝缘棒的两个底面分别命名为第一圆形表面和第二圆形表面。其中，第一圆形表面位于圆柱形绝缘棒的第一端；第二圆形表面位于圆柱形绝缘棒的第二端。
此时，步骤s100中的步骤s120之后，还可以包括：
s140，从第一圆形表面对第一端进行挖空处理，从第二圆形表面对第二端进行挖空处理。
从第一圆形表面开始对第一端进行挖空，以形成第一凹坑。换句话说，该第一凹坑是从第一圆形表面开始，向第二圆形表面延伸。同时，从第二圆形表面开始对第二端进行挖空，以形成第二凹坑。换句话说，该第二凹坑是从第二圆形表面开始，向第一圆形表面延伸。图4所示的实施例中示出了第一凹坑和第二凹坑的位置，图中的虚线表示从图示视角看不到的线条。
进一步的，第一端的长度等于第二端的长度，且第一凹坑的深度等于第二凹坑的深度。以此，即可使界面密封性能测试过程中，模拟结构的容纳腔的两端受测试环境的温度影响相同。
更进一步的，第一凹坑靠近中间部的底面为平面，且第一凹坑的深度等于第一端的长度减去弹性橡胶的厚度；同时，第二凹坑靠近中间部的底面也为平面，且第二凹坑的深度也等于第二端的长度减去弹性橡胶的厚度。以此，即可使容纳腔四周的厚度相同，从而使界面密封性能测试过程中，模拟结构的容纳腔的四周受测试环境的温度和压力影响相同，从而尽可能的使模拟结构的界面密封性能测试结果接近复合绝缘结构的界面密封性能。
在一个实施例中，步骤s200中的向液体容器内注入预设高度的纯净水，包括：
s210，获取界面密封性能测试的预设压强,。
由上述描述已知，测试环境需为模拟结构提供的压强成为预设压强。
s220，根据预设压强和p0＝ρgh0计算预设高度；其中，p0为界面密封性能测试的预设压强，ρ为纯净水的液体密度；g为重力加速度；h0为纯净水的预设高度。
得到界面密封性能测试的预设压强后，即可根据该预设压强计算注入纯净水的预设高度。从而通过提供纯净水为模拟结构提供预设压强。纯净水的高度和其所提供的压强的关系式为p0＝ρgh0，不再赘述。
在一个实施例中，上述界面密封性能测试方法，其步骤s300包括：
s310，提供温度控制装置，并获取界面密封性能测试的预设温度。
提供温度控制装置，在本实施例中，温度控制装置可以包括加热器、温度传感器和控制器。其中，加热器和控制器电连接，从而使控制器可以控制加热器的工作与否。温度传感器用于检测纯净水的温度，并生成检测数据。温度传感器与控制器电连接，从而向控制器传递检测数据。
该温度控制装置工作时，控制器可以预设有界面密封性能测试的预设温度。其中，控制器可以是单片机。加热器可以是加热棒等电阻加热器。温度传感器可以是电子温度计。
s320，根据预设温度调节温度控制装置，以控制纯净水的温度为预设温度。
温度传感器的控制器预设有预设温度后，温度传感器可以获取液体容器内的纯净水的温度，并生成检测数据传递至控制器。控制器可以将检测数据和预设温度进行对比，若检测数据表示的纯净水的温度低于预设温度，则控制器控制加热器工作。反之，若检测数据表示的纯净水的温度等于或高于预设温度，则控制器不控制加热器工作。以此，即可使纯净水的温度稳定在预设温度附近。
在一个实施例中，步骤s600中的，根据质量差值得到模拟结构的界面密封性能，包括：
s610，根据干燥剂的质量差值，计算纯净水进入模拟结构的渗透速度。
可以根据公式
s620，使用渗透速度表征模拟结构的密封性能。
计算得到渗透速度后，可以进行多次测量，并对渗透速度进行分析，即可得到在预设温度和预设压强下，模拟结构的界面密封性能。该渗透速度所表征的模拟结构的界面密封性能，即可作为复合绝缘结构的界面密封性能。
本申请还提供一种复合绝缘结构的模拟结构，可以如图3所示，包括圆柱形绝缘棒和弹性橡胶。
圆柱形绝缘棒，包括第一端、第二端及位于第一端和第二端之间的中间部，中间部挖空形成容纳腔。圆柱形绝缘棒的材料可以和复合绝缘结构的待模拟部位的材料相同，例如聚乙烯等。
弹性橡胶，弹性橡胶中空以套设于圆柱形绝缘棒表面，且包覆容纳腔。
进一步的，如图3所示，弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒表面时，弹性橡胶与第一端的结合长度等于弹性橡胶与第二端的结合长度。这里，弹性橡胶与第一端的结合长度是指弹性橡胶覆盖第一端的长度；弹性橡胶与第二端的结合长度是指弹性橡胶覆盖第二端的长度。
该复合绝缘结构的模拟结构，包括圆柱形绝缘棒和套设于圆柱形绝缘棒表面的弹性橡胶，可以对复合绝缘结构进行结构模拟。当需要对复合绝缘结构进行界面密封性能测试时，可以对该模拟结构进行界面密封性能测试，从而使用模拟结构的界面密封性能表征复合绝缘结构的界面密封性能。以此，即可避免为进行界面密封性能测试取下电力系统中的复合绝缘结构，提升了测试的安全性和便捷性。
在一个实施例中，如图4所示，圆柱形绝缘棒具有位于第一端的第一圆形表面和位于第二端的第二圆形表面。
具体的，第一圆形表面形成有第一凹坑，第一凹坑从第一圆形表面向第二圆形表面延伸。第二圆形表面形成有第二凹坑。第二凹坑从第二圆形表面向第一圆形表面延伸。以此，由于第一端和第二端的长度过长所造成的减弱测试环境对模拟结构的影响即可被减弱。
在一个实施例中，沿圆柱形绝缘棒的母线方向，第一端的长度等于第二端的长度，且第一凹坑的深度等于第二凹坑的深度。以此，即可使界面密封性能测试过程中，模拟结构的容纳腔的两端受测试环境的温度影响相同。
进一步的，弹性橡胶的不同位置的厚度相同。第一凹坑靠近中间部的底面为平面，且第一凹坑的深度等于第一端的长度减去弹性橡胶的厚度；同时，第二凹坑靠近中间部的底面也为平面，且第二凹坑的深度也等于第二端的长度减去弹性橡胶的厚度。以此，即可使容纳腔四周的厚度相同，从而使界面密封性能测试过程中，模拟结构的容纳腔的四周受测试环境的温度和压力影响相同，从而尽可能的使模拟结构的界面密封性能测试结果接近复合绝缘结构的界面密封性能。
在一个实施例中，弹性橡胶在自然状态下的内侧直径小于圆柱形绝缘棒的底面直径，以使弹性橡胶套设于圆柱形绝缘棒上时，通过弹性力与圆柱形绝缘棒紧密结合。
本申请还提供一种界面密封性能测试系统，包括液体容器、温度控制装置、如上述任意一个实施例中的模拟结构和天平。
具体的，液体容器用于容纳纯净水，从而为界面密封能性能测试提供测试环境。该液体容器可以采用导热系数较低，且耐温性能良好的材料制成，如聚乙烯、聚丙烯等，从而防止因液体容器的性能影响模拟结构的界面密封性能测试。同时，该液体容器可以是规则形状，如圆柱体、正方体或长方体，并且该液体容器具有光滑的内壁，从而尽可能的减小液体容器对界面密封性能测试结构的影响。
温度控制装置用于控制液体容器内的液体的温度，从而控制测试环境的温度。温度控制装置可以包括加热器、温度传感器和控制器。其中，加热器和控制器电连接，从而使控制器可以控制加热器的工作与否。温度传感器用于检测纯净水的温度，并生成检测数据。温度传感器与控制器电连接，从而向控制器传递检测数据。
该温度控制装置工作时，控制器可以预设有界面密封性能测试的预设温度。其中，控制器可以是单片机。加热器可以是加热棒等电阻加热器。温度传感器可以是电子温度计。
复合绝缘结构的模拟结构用于密封干燥剂，并置于液体容器内，进行密封性能测试。这里的复合绝缘结构的模拟结构是上述任意一个实施例中的模拟结构，不再赘述。
天平，用于对干燥剂进行质量检测。
进一步的，为提高本申请的界面密封性能测试的测试结果，可以使用高精度天平对干燥剂进行质量检测。例如，天平的测量精度可以是0.0001克。
上述界面密封性能测试系统，包括测试环境、复合绝缘结构的模拟结构及天平，可以应用于上述实施例的界面密封性能测试方法。该界面密封性能测试系统，可以通过比较干燥剂在进入测试环境前后的质量差值得到模拟结构的界面密封性能，进而得到复合绝缘结构的密封性能。该界面密封性能测试系统可以避免为进行界面密封性能测试取下电力系统中的复合绝缘结构，提升了测试的安全性和便捷性。
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。
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