[发明专利]含人造缺陷的复合绝缘子的热对流试验方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及复合绝缘子的检测技术领域，尤其涉及一种含人造缺陷的复合绝缘子的热对流试验方法及系统。

背景技术

复合绝缘子，由于其质量轻，污闪性能好，不易破损等特点，逐渐取代传统的玻璃与电瓷绝缘子，被大量应用在电力系统中。作为电网的关键性设备，复合绝缘子运行的稳定性与可靠性直接影响了整个电网的安全。现有的运行经验表明，虽然复合绝缘子整体运行情况良好，但是仍有部分复合绝缘子出现事故。为了有效避免复合绝缘子出现及其严重的故障，造成巨大的经济损失，早起监测手段必不可少。红外测温技术作为一种应用极为广泛而又操作简便措施，被供电公司大量应用于复合绝缘子的现场在线检测中。

红外检测技术通过观察设备内部可能出现的放电现象所累积的热量来判断设备的运行情况，现有的研究表明，当复合绝缘子内部，尤其是高压端，出现局部放电现象时或者导通性缺陷时，复合绝缘子将明显发热，而当内部温度达到200℃时，硅橡胶材料将出现劣化，虽然温度仅是引发内部缺陷的一个参数，放电也会引发内部劣化，但是放电的剧烈强度仍然与内部温度存在一定联系，因此我们有必要对内部的实际温升进行研究。

当复合绝缘子内部出现局部缺陷时，缺陷处的材料局部电导率发生改变，进而导致放电以及泄露电流密度增大等现象，从而可能导致热的累积。而热量首先将在芯棒与硅橡胶中通过导热的方式向各个方向传播，在材料中建立梯度下降的温度场，其主要由硅橡胶材料(silicone rubber)以及玻璃纤维增强环氧树脂(FRP)的导热系数决定。同时在我们最为关心的护套表面，还存在自然对流换热过程，即空气流过硅橡胶材料表面而引发的能量交换过程，由对流换热系数决定。对流换热系数的确定通常无法靠理论方法直接得到，影响其的因素非常多，主要包括，流速，空气的物性，护套发热表面的形状，大小以及相对位置等。空气的自然对流系数大致在1～10(W×m-2×K-1)之间。通常采用试验方法确定具体情况下的对流换热系数，而相对于对流换热，辐射所散发的热量远远为小，因此忽略不计。

为了更好的说明，复合绝缘子内部出现温升时，其外表面温升(即红外观察的结果)与内部实际温升的关系，需要进行热对流试验，而现在无针对复合绝缘子内部点缺陷发热的热对流试验方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含人造缺陷的复合绝缘子的热对流试验方法及系统，能够准确地得出复合绝缘子的外表面温升与内部实际温升的关系。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明提出了一种含人造缺陷的复合绝缘子的热对流试验方法，所述复合绝缘子包括环氧树脂芯棒和硅橡胶护套，该方法包括：

将一测温探头固定埋设于所述复合绝缘子的内部，并使其位于硅橡胶护套与环氧树脂芯棒的交界面上；

采用直流恒压源对复合绝缘子的电阻性缺陷供电；在供电的过程中，利用所述测温探头对复合绝缘子的内部温度进行实时检测，记录不同电流下的内部缺陷温度，同时使用红外测温装置拍摄复合绝缘子的表面温度分布的情况并记录；

对所记录的数据进行整理分析，得出所述复合绝缘子的外表面温升与内部实际温升的关系。

优选地，上述方法还包括：在每次测量时均记录当前环境的温度与相对湿度，并记录流过复合绝缘子的电流以及达到稳定的时间。

优选地，所述测温探头包括热电偶、绝缘胶布、锰铜丝、以及两根电热丝供电导线和一根热电偶传输导线，其制备方法为：

在所述热电偶的表面涂覆混合胶，将绝缘胶布反粘在热电偶的表面以使其有粘性一侧朝外；

在所述绝缘胶布的表面呈单层间隔缠绕所述锰铜丝；

将所述锰铜丝的上下端分别与两根电热丝供电导线焊接，所述热电偶与热电偶传输导线焊接。

优选地，相邻两排锰铜丝之间的间距d不超过0.5mm；所述锰铜丝的缠绕长度大于热电偶的总长度的80％；所述锰铜丝的缠绕的倾斜度α小于30°。

优选地，所述将测温探头固定埋设于所述复合绝缘子内部的方法为：

将环氧树脂芯棒打磨后，从其表面的一端至试验所需位置开设容置槽；

将测温探头置于所述容置槽中；

向所述容置槽中注入环氧树脂，利用该环氧树脂将所述测温探头固定；

将固定埋设测温探头后的环氧树脂芯棒放入模具，注射形成硅橡胶护套。

优选地，所述利用环氧树脂将测温探头固定的方法为：

在测温探头的埋设位置先涂少量的环氧树脂将测温探头固定，并使测温探头的表面刚好露出槽口；