老化与局放测试装置的制作方法

[0001]
本发明涉及高压设备绝缘检测技术领域，具体而言，涉及一种老化与局放测试装置。


背景技术：

[0002]
绝缘聚合物因其优良的机械性能和电气性能广泛应用于电气设备中，但是在运行过程中难免会受到电、热、湿度等因素的影响从而导致聚合物性能劣化，对整个供电系统正常运行产生巨大威胁；尤其，随着电压等级的提升、输电容量的增大，对聚合物绝缘性能要求更高。为此，在实验室进行人工加速老化的基础上，研究聚合物材料的老化特性，对解决供电系统运行故障具有重要指导意义。局部放电检测作为一种无损检测技术，常用于高压设备绝缘检测和诊断。相比于介质损耗、绝缘电阻等其他检测量，局放数据能够更准确、有效的反映绝缘状况。
[0003]
然而，在现有技术中，大多老化试验装置的普遍设计思路为通过油浴或者电加热器配套传感器的方式控制老化温度，温度控制精度低，变化速度慢，老化方式单一；且试验区域空间普遍较小，隔热效果较差，老化电压等级不高，大多只适用于绝缘样片的老化；而且不能实现数据在线监测。而实际高压设备运行工况恶劣，易遭受冷热交替、高湿度以及高电压作用，相比于传统老化，极大加剧了其绝缘劣化速度。
[0004]
针对上述相关技术中老化以及局放试验装置为通过油浴或者电加热器配套传感器的方式来实施，可靠性较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

[0005]
本发明实施例提供了一种老化与局放测试装置，以至少解决相关技术中老化及局放试验装置为通过油浴或者电加热器配套传感器的方式来实施，可靠性较低的技术问题。
[0006]
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种老化与局放测试装置，包括：高压发生模块，用于产生高压电源，用于为待测老化对象提供测试所需高压电源；温湿度控制模块，用于控制对所述待测老化对象进行测试时所需的温度以及湿度；局部放电监测模块，用于检测所述待测老化对象在所述高压发生模块所提供的所述高压电源与所述温湿度控制模块提供的所述温度以及所述湿度下的局部放电信号，以得到所述待测老化对象的老化与局放测试结果。
[0007]
可选地，所述高压发生模块包括：电源，用于为所述待测老化对象提供工作电源；调压台和变压器，与所述电源连接，用于对所述电源提供的工作电源调整为所述待测老化对象所需的高压电源；高压套管，设置于试验箱顶部，以使得所述高压电源经所述高压套管施加到所述待测老化对象。
[0008]
可选地，所述高压发生模块包括：保护电阻，一端与所述变压器连接，另外一端与电容分压器连接，用于采集通过所述保护电阻的高压电源。
[0009]
可选地，所述保护电阻的阻值为10kω，所述电容分压器的分压比为1：1000。
[0010]
可选地，所述温湿度控制模块设置于试验箱中，调温范围为-50℃至150℃，温度控制精度为0.5℃，升温速度为3℃/min，降温速度为1℃/min。
[0011]
可选地，所述温湿度控制模块的调湿范围为20％至98％，湿度控制精度为3％。
[0012]
可选地，所述局部放电监测模块包括：局放仪器，采用脉冲电流方式检测所述待测老化对象的局部放电信号；终端设备，与所述局放仪器连接，用于显示所述局部放电信号，并对所述局部放电信号进行处理，以得到所述待测老化对象的老化与局放测试结果。
[0013]
可选地，所述局放仪器的检测时间精度为2ns，采样率为64ms/s。
[0014]
可选地，所述试验箱内设置有高度可调的绝缘支架，用于固定所述待测老化对象。
[0015]
可选地，所述老化与局放测试装置具有以下至少之一测试功能：恒温老化测试、冷热循环老化测试、电老化测试、湿-热老化测试、湿-电老化测试、湿-冷热循环老化测试、电-热老化测试、电-冷热循环老化测试、电-湿-热老化测试以及电-湿-冷热循环老化测试。
[0016]
在本发明实施例中，采用高压发生模块，用于产生高压电源，用于为待测老化对象提供测试所需高压电源；温湿度控制模块，用于控制对待测老化对象进行测试时所需的温度以及湿度；局部放电监测模块，用于检测待测老化对象在高压发生模块所提供的高压电源与温湿度控制模块提供的温度以及湿度下的局部放电信号，以得到待测老化对象的老化与局放测试结果，通过本发明实施例提供的老化与局放测试装置，实现了将高压发生模块、温湿度控制模块以及局部放电监测模块集成在一起，从而可以将老化与局放信号检测同步一体化进行，并且进行老化过程中对老化试样局放电信号的实时在线监测的目的，达到了提高对油浴或电加热配套传感器进行老化以及局放试验的可靠性的技术效果，进而解决了相关技术中老化及局放试验装置为通过油浴或者电加热器配套传感器的方式来实施，可靠性较低的技术问题。
附图说明
[0017]
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0018]
图1是根据本发明实施例的老化与局放测试装置的示意图；
[0019]
图2是根据本发明实施例的老化与局放测试装置的电路图；
[0020]
图3是根据本发明实施例的车载高压电缆终端电-冷热循环联合老化下的prpd谱图。
具体实施方式
[0021]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0022]
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或
描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0023]
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种老化与局放测试装置，图1是根据本发明实施例的老化与局放测试装置的示意图，如图1所示，该老化与局放测试装置可以包括：高压发生模块11，温湿度控制模块13以及局部放电监测模块15。下面对该老化与局放测试装置进行说明。
[0024]
高压发生模块11，用于产生高压电源，用于为待测老化对象提供测试所需高压电源。
[0025]
在一种可选的实施例中，高压发生模块包括：电源，用于为待测老化对象提供工作电源；调压台和变压器，与电源连接，用于对电源提供的工作电源调整为待测老化对象所需的高压电源；高压套管，设置于试验箱顶部，以使得高压电源经高压套管施加到待测老化对象。
[0026]
可选的，上述变压器可以为无局放变压器。
[0027]
上述高压发生模块，即，高压平台，可以包括：无局放变压器y可实现0-150kv可变电压；调压精度为0.01kv；保护电阻r为10kω；分压电容c的分压比为1：1000；高压套管装设于试验箱顶部，老化电压经高压套管施加于试验对象。
[0028]
在一种可选的实施例中，高压发生模块包括：保护电阻，一端与变压器连接，另外一端与电容分压器连接，用于采集通过保护电阻的高压电源。
[0029]
在一种可选的实施例中，保护电阻的阻值为10kω，电容分压器的分压比为1：1000。
[0030]
因此，在本发明实施例中，高压发生模块可以包括：电源、变压器、保护电阻、数字式调压台、分压电容以及高压套管。其中，无局放变压器可实现0-150kv电压变换；调压精度为0.01kv；保护电阻10kω；电容分压比为1：1000；高压套管装设于试验箱顶部，老化电压经套管施加于试验对象上。
[0031]
温湿度控制模块13，用于控制对待测老化对象进行测试时所需的温度以及湿度。
[0032]
可选地，在本发明实施例中，温湿度控制模块设置于试验箱中，调温范围为-50℃至150℃，温度控制精度为0.5℃，升温速度为3℃/min，降温速度为1℃/min。
[0033]
在一种可选的实施例中，温湿度控制模块的调湿范围为20％至98％，湿度控制精度为3％。
[0034]
可选的，在本发明实施例中，试验箱可实现-50℃-150℃可调温度，温度控制精度为0.5℃；平均升温速率为3℃/min，降温速率为1℃/min；湿度可控范围为20％-98％，控制精度为3％。通过设置老化模式，可实现恒温老化、冷热循环老化以及与湿度、电压的联合老化，共计10种老化模式。通过老化时间与循环次数设置可实现自动老化；试验箱显示屏可实时反映老化情况。
[0035]
局部放电监测模块15，用于检测待测老化对象在高压发生模块所提供的高压电源与温湿度控制模块提供的温度以及湿度下的局部放电信号，以得到待测老化对象的老化与局放测试结果。
[0036]
在该实施例中，局部放电监测部分包括局放仪、pc。局放仪与pc端连接，可实现局放数据实时在线监测，同步检测老化过程中的局部放电信号。
[0037]
需要说明的是，该老化与局放测试装置可应用于橡胶、塑料产品、高压设备绝缘的老化研究以及局部放电在线监测。
[0038]
由上可知，在本发明实施例中，可以利用高压发生模块产生高压电源，用于为待测老化对象提供测试所需高压电源；然后利用温湿度控制模块控制对待测老化对象进行测试时所需的温度以及湿度；以及利用局部放电监测模块检测待测老化对象在高压发生模块所提供的高压电源与温湿度控制模块提供的温度以及湿度下的局部放电信号，以得到待测老化对象的老化与局放测试结果，实现了将高压发生模块、温湿度控制模块以及局部放电监测模块集成在一起，从而可以将老化与局放信号检测同步一体化进行，并且进行老化过程中对老化试样局放电信号的实时在线监测的目的，达到了提高对油浴或电加热配套传感器进行老化以及局放试验的可靠性的技术效果。
[0039]
因此，通过本发明实施例提供的老化与局放测试装置，解决了相关技术中老化及局放试验装置为通过油浴或者电加热器配套传感器的方式来实施，可靠性较低的技术问题。
[0040]
在一种可选的实施例中，局部放电监测模块包括：局放仪器，采用脉冲电流方式检测待测老化对象的局部放电信号；终端设备，与局放仪器连接，用于显示局部放电信号，并对局部放电信号进行处理，以得到待测老化对象的老化与局放测试结果。
[0041]
在一种可选的实施例中，局放仪器的检测时间精度为2ns，采样率为64ms/s。
[0042]
在该实施例中，局部放电监测模块由局放仪和pc组成，采用脉冲电流法检测局部放电信号；局放仪可实现2ns时间精度，64ms/s采样率的实时不间断采集；pc(即，终端设备)与局放仪连接，实现局放数据于pc端实时显示。
[0043]
在一种可选的实施例中，试验箱内设置有高度可调的绝缘支架，用于固定待测老化对象。
[0044]
另外，在本发明实施例中，试验箱箱体设有带显示器的控制面板，可设置老化时间、老化温度、老化湿度、循环次数以及到达设定温度后的缓冲时长；箱体装设玻璃窗，可实时观察老化情况。
[0045]
进一步的，为方便大小不均匀或长度较长试样的老化，试验箱箱体一侧开有两个直径300mm，一个直径50mm的圆孔，老化部位可通过较大圆孔进入箱内，接地线或其他导线可通过较小圆孔接入。
[0046]
在一种可选的实施例中，老化与局放测试装置具有以下至少之一测试功能：恒温老化测试、冷热循环老化测试、电老化测试、湿-热老化测试、湿-电老化测试、湿-冷热循环老化测试、电-热老化测试、电-冷热循环老化测试、电-湿-热老化测试以及电-湿-冷热循环老化测试。
[0047]
图2是根据本发明实施例的老化与局放测试装置的电路图，如图2所示，101为电源为待测老化对象提供工作电源；102为数字式调压台用于对工作电源进行调整；103为变压器与数字式调压台102连接，一起用于对工作电源进行调整；104为保护电阻，该保护电阻的阻值为10kω；105为分压电容，用于对电压监测；106为高压套管，设置在试验箱顶部，老化电压经高压套管施加于试验对象；107为可程式恒温恒湿试验箱；108为孔洞；109为绝缘支
架用于固定试验对象；110为局放仪器，采用脉冲电流法检测局部放电信号，局放仪可实现2ns时间精度，64ms/s采样率的实时不间断采集；111为终端设备(例如，pc)，与局放仪器连接，实现局放数据于终端设备上实时显示。
[0048]
图3是根据本发明实施例的车载高压电缆终端电-冷热循环联合老化下的prpd谱图，通过图3可以比较清晰直观地观察到局放与老化情况。
[0049]
由上可知，在本发明实施例中，老化与局放测试装置由高压平台、试验箱以及局部放电监测系统三部分控制；其中，高压平台包括：无局放变压器y可实现0-150kv可变电压；调压精度为0.01kv；保护电阻r为10kω；分压电容c的分压比为1：1000；高压套管装设于试验箱顶部，老化电压经高压套管施加于试验对象。试验箱可实现-50℃-150℃可调温度，温度控制精度为0.5℃；平均升温速率为3℃/min，降温速率为1℃/min；湿度可控范围为20％-98％，控制精度为3％。具有恒温老化、冷热循环老化、电老化、湿-热老化、湿-电老化、湿-冷热循环老化、电-热老化、电-冷热循环老化、电-湿-热老化以及电-湿-冷热循环老化功能。
[0050]
另外，在本发明实施例中，试验箱箱体设有带显示器的控制面板，可设置老化时间、老化温度、老化湿度、循环次数以及到达设定温度后的缓冲时长；箱体装设玻璃窗，可实时观察老化情况。
[0051]
进一步地，在本发明实施例中，为方便大小不均匀或长度较长试样的老化，试验箱箱体一侧开有两个直径300mm，一个直径50mm的圆孔，老化部位可通过较大圆孔进入箱内，接地线或其他导线可通过较小圆孔接入。
[0052]
即，在本发明实施例中，温湿度控制部分由可程式恒温恒湿试验箱、隔热塞、固定支架组成。老化箱内部空间为1.2*1.2*1.5m，套管高压端与箱体四周留有0.5m安全距离；箱体侧面开有2个直径300mm，一个直径50mm的圆孔，并配套隔热塞；箱内安装高度可调的绝缘支架。
[0053]
因此，通过本发明实施例提供的老化与局放测试装置，通过试验箱设置老化模式、老化时间、老化温度、老化湿度或者老化循环次数及达到预设温度后的缓冲时长；接着通过调压台，调节试验对象所需老化电压；并校准局放仪，通过局部放电监测系统，同步采集老化对象的局放数据，于pc端实时显示，具有老化功能多，使用范围广，试验操作简便，安全可靠，老化效果明显，局放检测数据准确，具有以下优点：1)可实现恒温老化、冷热循环老化、电老化、湿-热老化、电-热老化、电-冷热循环联合老化等共10种老化模式，老化功能多样；且老化温度、电压等范围大，控制精度高，试验箱隔热效果好；2)老化空间大，且适用于如高压电缆、绝缘子等长度较长或者大小不均匀试验对象的高效老化；且能够自动控制老化，通过显示屏可实时观察老化情况；3)具备老化与局放信号检测一体化功能，可实现老化试样的局部放电信号实时在线监测。
[0054]
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0055]
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0056]
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互
之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0057]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0058]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0059]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0060]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。