一种复合绝缘子交界面的检测方法
【专利摘要】本发明公开一种复合绝缘子交界面的检测方法，包括：从待检测的复合绝缘子中取样，获得实验组绝缘子和参照组绝缘子，然后对实验组绝缘子进行水煮实验，水煮时间为300h；将参照组绝缘子和实验组绝缘子安装在各自高压电路的电极结构中，并对电极结构施加电压；通过高压电路中的泄露电流检测装置检测实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄漏电流，同时，通过表面温度测试仪测试所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的表面温度；根据实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄漏电流以及表面温度，判断待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面是否存在脱粘类缺陷。本发明可以更加有效的判定交界面存在缺陷或耐水解性能不佳的绝缘子。
【专利说明】
一种复合绝缘子交界面的检测方法
技术领域
[0001] 本发明涉及绝缘子交界面的检测领域，尤其涉及一种复合绝缘子交界面的检测方 法。
【背景技术】
[0002] 复合绝缘子交界面质量与整体运行性能密切相关，近年来，我国已有多支绝缘子 因交界面缺陷而断裂，给电网造成了巨大的经济损失，严重影响了国民经济的发展。
[0003] 水扩散试验方法是目前最行之有效的，用以检测复合绝缘子交界面粘接性能的检 测方法。国际上，在较早的IEC61109-1992以及较新的IEC62217-2012中，推荐使用水煮 l〇〇h，泄漏电流不超过lOOOiiA的方法对其进行检测，而在国内，由于交界面缺陷日益引起人 们的重视，最新的GB/T19519-2014中已将100h水扩散试验标准由lOOOyA降至100yA。专利号 为201210110874.3、专利名称为"一种复合绝缘子交界面的检测方法及系统"的专利提出了 一种能够有效鉴别护套与芯棒交界面的脱粘性缺陷的解决方案，该方案即采用l〇〇h水扩散 试验标准l〇〇yA;但是通过试验可得，即使部分产品在为水煮时已经丧失了粘接性，但其 100h水扩散结果仍接近或低于标准值，因而100h水扩散试验标准100iiA也亟需调整，以提高 检测结果的准确性。
【发明内容】
[0004] 针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种复合绝缘子交界面的检测方法， 其能够更加有效鉴别护套与芯棒交界面的脱粘类缺陷。
[0005] 为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
[0006] -种复合绝缘子交界面的检测方法，包括如下步骤：
[0007] A、从待检测的复合绝缘子中取样，获得实验组绝缘子和参照组绝缘子，然后对所 述实验组绝缘子进行水煮实验，水煮时间为300h;
[0008] B、将所述参照组绝缘子和经水煮实验处理的实验组绝缘子安装在各自高压电路 的电极结构中，并对所述电极结构施加电压；
[0009] C、通过所述高压电路中的泄露电流检测装置检测实验组绝缘子和参照组绝缘子 的泄漏电流，同时，通过表面温度测试仪测试所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的表面温 度；
[0010] D、根据步骤C中所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄漏电流以及表面温度，判 断所述待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面是否存在脱粘类缺陷。
[0011] 其中，所述步骤B具体包括：
[0012] B1、在实验组绝缘子和参照组绝缘子的顶部和底部各设置一金属片，然后将所述 实验组绝缘子和参照组绝缘子的顶部和底部插入各自电极结构两片电极的凹槽中；
[0013] B2、输送电压给所述高压电路，开始对所述实验组绝缘子和参照组绝缘子施加电 压。
[0014] 其中，所述步骤C具体包括：
[0015] C1、通过所述高压电路中的泄露电流检测装置检测实验组绝缘子和参照组绝缘子 的泄漏电流，同时，通过表面温度测试仪测试所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的表面温 度；
[0016] C2、调整施加在所述实验组绝缘子和参照组绝缘子两端的电压，重复步骤C1的操 作。
[0017] 其中，所述步骤D具体包括：
[0018] 判断实验组绝缘子两端的电压的变化和与其对应的泄漏电流的变化是否呈线性 变化，以及实验组绝缘子的泄漏电流的幅值是否不高于200微安，如果同时满足，则判断实 验组绝缘子的表面温度是否不高于50摄氏度，以及在对实验组绝缘子和参照组绝缘子施加 相同电压时，实验组绝缘子的表面温度是否比参照组绝缘子的表面温度高出值小于10摄氏 度时，如果也同时满足，则判定待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面不存在脱粘类 缺陷。
[0019] 其中，所述步骤D还包括：
[0020] 根据步骤C中所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的漏电电流所对应的泄漏电流的 波形，判断实验组绝缘子和参照组绝缘子是否存局部放电。
[0021] 其中，所述表面温度测试仪选用红外相机，从红外相机拍摄的图片中获得实验组 绝缘子和参照组绝缘子的表面温度以及所述实验组绝缘子护套与芯棒的交界面存在脱粘 类缺陷的位置和形状大小。
[0022]本发明延长水煮时间，可以更加有效的判定交界面存在缺陷或耐水解性能不佳的 绝缘子，并根据解剖结果提出了泄漏电流的新的通过标准，即将水扩散试验时间由l〇〇h延 长至300h、泄漏电流通过标准由lOOiiA改为200iiA，大大提升了试验结果的准确性。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明实施例提供的复合绝缘子交界面的检测方法流程图；
[0024] 图2为本发明实施例提供的水煮容器的实际应用示意图；
[0025]图3为本发明实施例提供的尚压电路的电路结构不意图；
[0026]图4为本发明实施例提供的漏电流与试验电压的关系图；
[0027]图5为本发明实施例提供的不同厂家带护套短样100h、200h、300h水煮试验结果； [0028]图6为本发明实施例提供的老化样品的100h水扩散试验结果；
[0029]图7为本发明实施例提供的老化样品的200h水扩散试验结果；
[0030]图8为本发明实施例提供的老化样品的300h水扩散试验结果；
[0031]图9为本发明实施例提供的交界面粘接性等级说明图；
[0032]图10为本发明实施例提供的泄漏电流与粘结度K的关系图。
【具体实施方式】
[0033]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明 作进一步说明。
[0034]复合绝缘子交界面的缺陷有很多中，但是针对护套与芯棒交界面的脱粘类缺陷也 即护套与芯棒交界面的粘结质量存在问题的缺陷，目前还没有具体的检测方法。本发明提 供了一种检测复合绝缘子护套与芯棒交界面的脱粘类缺陷的方法，其原理是:如果复合绝 缘子的护套与芯棒的交界面存在脱粘类缺陷，那么在水煮实验时，脱粘类缺陷将变得更加 明显，在缺陷处将有水分侵入，其材料的电导率将升高，此时对复合绝缘子施加逐步上升的 电压，缺陷处的电流密度将增大，随之泄漏电流将会升高，相应的出现局部发热，表面温度 也会上升，比较水煮实验后的复合绝缘子与未经水煮的参照绝缘子的泄露电流与表面温 度，然后参照鉴定标准评价复合绝缘子护套与芯棒交界面的粘结质量。
[0035] 请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的复合绝缘子交界面的检测方法流程 图。
[0036] 本实施例中复合绝缘子交界面的检测方法包括如下步骤：
[0037] 步骤101、从待检测的复合绝缘子中取样，获得实验组绝缘子和参照组绝缘子。
[0038] 使用金刚石锯在冷水下从待检测的复合绝缘子上截下5份实验组绝缘子和1份参 照组绝缘子，要求:截面近似水平，与中轴线成90度夹角，长度在70毫米至80毫米范围内，使 用砂纸对截面进行打磨使其尽量光滑，且使截面边缘干净，无毛刺。如果在取样过程中与上 述过程有差异，需记录在实验报告中。
[0039] 步骤102、对实验组绝缘子进行水煮实验。
[0040] 在水煮实验前，使用异丙醇与滤纸清洗实验组绝缘子和参照组绝缘子的表面。将5 份实验组绝缘子放入水煮容器中（玻璃或者不锈钢材料），使用去离子水进行23.5小时至 24.5小时范围内的水煮实验，其中，在去离子水中需加入0.1 %质量的氯化钠。根据实验组 绝缘子护套的厚度不同，水煮实验的时间对应会有变化，如果护套的厚度超过5毫米，推荐 水煮时间在300小时左右。如果需要在不同类型的复合绝缘子之间对比护套与芯棒交界面 的粘结质量，在进行水煮实验时，将从同一复合绝缘子截取的实验组绝缘子放在同一水煮 容器中进行水煮实验。
[0041]水煮实验完成后，将实验组绝缘子取出，放入另一容器中（玻璃或者不锈钢材料）， 然后加入常温的自来水浸泡至少15分钟。应当注意，需要在三个小时之内对实验组绝缘子 施加电压，也即启动加压实验，不然将影响实验的效果。
[0042]如图2所示，图2为本发明实施例提供的水煮容器的实际应用示意图，图中201为冷 凝区，202为冷凝管，203为实验组绝缘子，204为可调加热板，205为水煮容器，其中，冷凝区 201的长度为400mm(毫米），冷凝管202的长度为700mm。
[0043] 步骤103、将参照组绝缘子和经水煮实验处理的实验组绝缘子安装在各自高压电 路的电极结构中，并对所述电极结构施加电压。
[0044] 对参照组绝缘子和实验组绝缘子施加电压所使用的高压电路相同，图3为本发明 实施例提供的高压电路的电路结构示意图，该高压电路包括:分压器T1、高压变压器T2、高 压测量装置V、泄露电流检测装置即毫安表mA、毫安表保护电路Pr以及电极结构S，其中，所 述分压器T1的一端连接高压电源，另一端连接高压变压器T2,所述高压测量装置V的一端与 电极结构S的一端和高压变压器T2的一端连接，另一端与高压变压器的另一端、毫安表mA的 一端以及毫安表保护电路Pr的一端连接，所述毫安表保护电路Pr的另一端与毫安表mA的另 一端和电极结构S的另一端连接。
[0045] 在进行加压实验前，需要使用滤纸将实验组绝缘子表面拭干，吸掉表面水分。为了 便于将实验组绝缘子和参照组绝缘子固定在电极结构中，提高导电性，本实施例中电极结 构的两片电极上开设有与所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的顶部和底部对应的凹槽，而 且在实验组绝缘子和参照组绝缘子的顶部和底部各垫装有一金属箱片，最终将实验组绝缘 子和参照组绝缘子的顶部和底部卡在两片电极的凹槽中。然后，输送电压给所述高压电路， 开始对所述实验组绝缘子和参照组绝缘子施加电压。
[0046] 步骤104、通过所述高压电路中的泄露电流检测装置检测实验组绝缘子和参照组 绝缘子的泄漏电流，同时，通过表面温度测试仪测试所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的 表面温度。
[0047] 本实施例中泄露电流检测装置为所述高压电路中的毫安表mA，表面温度测试仪选 用红外相机。高压电路的初始升压速率为每秒1千伏(kv)，持续3秒，当试验电压到达3千伏 时，维持该电压不变，在2分钟后使用红外相机测量实验组绝缘子和参照组绝缘子的表面温 度。使用红外相机拍摄时，需拍摄复合绝缘子全表面的温度情况，建议从四周间隔90度拍摄 4张照片。如果没有红外相机，也可以采用其它的单点测温的仪器，在实验组绝缘子和参照 组绝缘子的表面均匀选取6个采样点，每个采样点的温度代表60度范围内的表面温度情况。 在第一次温度测量完成后，升压2千伏，待电压稳定两分钟后，重新按照第一次温度测量的 方法测量表面温度，完成温度测量后继续升高2千伏电压。上述过程重复进行直至试验电压 达到29千伏。在最后一次温度测量完成后(此时试验电压为29千伏），将试验电压降压至零。 值得说明的是，在每个电压点测量实验组绝缘子和参照组绝缘子表面温度的同时，还需要 记录实验组绝缘子和参照组绝缘子泄露电流的大小，并且与对应的试验电压做成漏电流与 试验电压的关系图。由于湿度会影响空气电导率，温度会影响升压过程中绝缘子的表面温 度，为了统一标准，在进行实验时需要记录外界环境的温度与湿度。
[0048] 步骤105、根据检测到的实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄漏电流以及表面温度， 判断待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面是否存在脱粘类缺陷。
[0049] 根据检测到的实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄漏电流以及表面温度，然后对照 鉴定标准判断判断待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面是否存在脱粘类缺陷。而且 根据所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的漏电电流所对应的泄漏电流的波形，可以判断实 验组绝缘子和参照组绝缘子是否存局部放电，当出现稳定的泄漏电流的波形时，说明实验 组绝缘子和参照组绝缘子存在局部放电现象，那么就需要采取措施来抑制局部放电。
[0050] 其中，所述鉴定标准有三条:第一条、在任何实验电压下，实验组绝缘子两端的电 压的变化和与其对应的泄漏电流的变化呈线性变化。第二条、在任何实验电压下，实验组绝 缘子的泄漏电流的幅值不高于200微安。第三条、在任何实验电压下，实验组绝缘子的表面 温度不高于50摄氏度，而且在对实验组绝缘子和参照组绝缘子施加相同电压时，实验组绝 缘子的表面温度是比参照组绝缘子的表面温度高出值小于10摄氏度。只有在同时满足鉴定 标准的第一至第三条时，才能判定待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面不存在脱粘 类缺陷。
[0051] 如图4所示，图4为本发明实施例提供的漏电流与试验电压的关系图，图中401为5 份实验组绝缘子中其中一份对应的实验组曲线，402为参照组绝缘子对应的参照组曲线，在 该图中实验组曲线401反映出实验组绝缘子两端的电压的变化和与其对应的泄漏电流的变 化并不呈线性变化，因此可以判定待检测复合绝缘子的护套与芯棒的交界面存在脱粘类缺 陷。需要说明的是，在本实施例的5份实验组绝缘子中，如果检测出有一份实验组绝缘子的 护套与芯棒的交界面存在脱粘类缺陷，那么就表明待检测复合绝缘子的护套与芯棒的交界 面的粘结质量存在问题，不能通过检测。
[0052]另外，通过红外相机拍摄的图片除了可以获得实验组绝缘子和参照组绝缘子的表 面温度外，还可以直观的观察出所述实验组绝缘子护套与芯棒的交界面存在脱粘类缺陷的 位置和形状大小。
[0053]综上，本实施例提出的复合绝缘子交界面检测方法是在专利201210110874.3的基 础上进行的改进，主要改进部分为：
[0054] 1)水扩散试验时间由100h延长至300h。
[0055] 2)泄漏电流通过标准由100yA改为200yA。
[0056]该方法的支撑试验主要有：
[0057] 1、全新复合绝缘子的水煮结果
[0058]对全新绝缘子进行了水扩散实验，包含T、K2个厂家，a、b两个批次的样品。
[0059] 水煮结果如图5显示，样品在经300h水煮后，其泄漏电流值普遍高于100yA水煮结 果，但是低于200yA。说明质量合格，工艺可靠的产品可以满足300h，200yA的要求。
[0060] 2、老化绝缘子的水煮结果
[0061] 对运行一定年限的绝缘子进行不同时长的水扩散试验。其中，100h的水扩散结果 如图6所示，运行绝缘子的水煮试验结果不仅远低于早期标准中的所规定的1000yA，也接近 最新标准中的i〇〇yA。
[0062]经更长时间的水煮后，泄漏电流值出现了明显的升高，如图7所示的200h的水扩散 结果和图8所示的300h的水扩散结果。
[0063]对样品进行解剖试验，按照交界面残留的硅橡胶量来将交界面粘接性分为5级，如 图9所示。
[0064]样品未水煮时的粘接等级CC0，100h水煮后粘接等级CCl，200h水煮粘接等级CC2， 300h水煮粘接等级CC3。粘接情况如下表所示：
[0065]粘接情况
[0067]可以发现，即使部分产品在未水煮时已经丧失了粘接性，但其100h水扩散结果仍 接近或低于标准值，lOOh水扩散结果未能很好的检出粘接性缺陷。
[0068] 取粘接度K为CC0，CC1，CC2，CC3的平均值。K反应了整个水煮过程中交界面粘接性 的变化情况。
[0069] 试验结果表明，300h水扩散结果与粘接度K有良好的对应关系，如图10所示。现场 运行绝缘子交界面在高温水分的共同作用下，粘接性可能丧失，因此需要交界面有一定的 耐水解性能，如要求绝缘子在经300h水煮后，粘接性不出现明显的下降，则K应大于4,对应 的泄漏电流值约为200yA。
[0070] 上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，任何熟悉本技术领域的技术人 员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围 内。
【主权项】
1. 一种复合绝缘子交界面的检测方法，其特征在于，包括如下步骤： A、 从待检测的复合绝缘子中取样，获得实验组绝缘子和参照组绝缘子，然后对所述实 验组绝缘子进行水煮实验，水煮时间为300h; B、 将所述参照组绝缘子和经水煮实验处理的实验组绝缘子安装在各自高压电路的电 极结构中，并对所述电极结构施加电压； C、 通过所述高压电路中的泄露电流检测装置检测实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄 漏电流，同时，通过表面温度测试仪测试所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的表面温度； D、 根据步骤C中所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄漏电流以及表面温度，判断所 述待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面是否存在脱粘类缺陷。2. 根据权利要求1所述的复合绝缘子交界面的检测方法，其特征在于，所述步骤B具体 包括： Bl、在实验组绝缘子和参照组绝缘子的顶部和底部各设置一金属片，然后将所述实验 组绝缘子和参照组绝缘子的顶部和底部插入各自电极结构两片电极的凹槽中； B2、输送电压给所述高压电路，开始对所述实验组绝缘子和参照组绝缘子施加电压。3. 根据权利要求1或2所述的复合绝缘子交界面的检测方法，其特征在于，所述步骤C具 体包括： C1、通过所述高压电路中的泄露电流检测装置检测实验组绝缘子和参照组绝缘子的泄 漏电流，同时，通过表面温度测试仪测试所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的表面温度； C2、调整施加在所述实验组绝缘子和参照组绝缘子两端的电压，重复步骤Cl的操作。4. 根据权利要求1所述的复合绝缘子交界面的检测方法，其特征在于，所述步骤D具体 包括： 判断实验组绝缘子两端的电压的变化和与其对应的泄漏电流的变化是否呈线性变化， 以及实验组绝缘子的泄漏电流的幅值是否不高于200微安，如果同时满足，则判断实验组绝 缘子的表面温度是否不高于50摄氏度，以及在对实验组绝缘子和参照组绝缘子施加相同电 压时，实验组绝缘子的表面温度是否比参照组绝缘子的表面温度高出值小于10摄氏度时， 如果也同时满足，则判定待检测的复合绝缘子的护套与芯棒的交界面不存在脱粘类缺陷。5. 根据权利要求4所述的复合绝缘子交界面的检测方法，其特征在于，所述步骤D还包 括： 根据步骤C中所述实验组绝缘子和参照组绝缘子的漏电电流所对应的泄漏电流的波 形，判断实验组绝缘子和参照组绝缘子是否存局部放电。6. 根据权利要求3至5之一所述的复合绝缘子交界面的检测方法，其特征在于，所述表 面温度测试仪选用红外相机，从红外相机拍摄的图片中获得实验组绝缘子和参照组绝缘子 的表面温度以及所述实验组绝缘子护套与芯棒的交界面存在脱粘类缺陷的位置和形状大 小。
【文档编号】G01R31/00GK105911398SQ201610406920
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】张福增, 王黎明, 何子兰, 成立
【申请人】南方电网科学研究院有限责任公司, 中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心