[发明专利]一种硅橡胶污秽表面放电传递温度的测量系统及方法

说明书

本发明公开了一种硅橡胶表面放电传递温度的测量系统，系统包括220V交流电源、滤波器、调压器、变压器、温度传感器、温度数据记录仪、计算机和待测硅橡胶试品。温度传感器与温度数据记录仪用于采集温度数据；计算机用于跟踪温度走向；220V交流电源、滤波器、调压器和变压器构成模拟放电装置，用于模拟污秽硅橡胶绝缘表面放电。温度传感器采用热电偶温度传感器；热电偶温度传感器包括裸露导线和玻璃纤维绝缘层；待测硅橡胶试品包括放电侧表面和非放电侧表面；所述放电侧表面包括电极、污秽区和干区。本发明有利于了解硅橡胶表面放电时的非放电侧温度特征，能够实现复合绝缘子的植入式在线实时监测。

技术领域

本发明涉及输变电设备监测领域，尤其涉及一种硅橡胶污秽表面放电传递温度的测量系统及方法。

背景技术

绝缘子是电力系统中的不可或缺的设备之一，绝缘子的温度是运行时需要监测的重要参数。输电线路的复合绝缘子长期在户外运行，无法避免受到自然环境因素的影响，例如大气中的尘埃、水或湿气等。而受到污染的复合绝缘子绝缘性能下降，在一定条件下会导致闪络电压降低、金具锈蚀，发生污秽闪络。

传统的绝缘子温度测量技术主要是红外成像法，通过无人机携带红外热像仪进行巡线检测技术已得到广泛应用，但该检测技术主要检测的是绝缘子外表面的温度，而且检测过程中还会受到太阳光辐射、邻近设备辐射以及环境温度的影响。通过国内外学者大量的研究，现有的技术思路可以总结为：由内及外，由外推内。由内及外即绝缘子内部，包括芯棒、芯棒与护套交接面等发生异常发热时，所引起的绝缘子外表面的温升；由外推内，即采用非接触式方法测量到绝缘子外表面的温升后，推断绝缘子内部发生异常发热，进而采取措施。复合绝缘子表面放电时硅橡胶材料的非放电侧温度特征为：当复合绝缘子发生局部放电和闪络时，绝缘子伞裙和伞径表面的温度因为电弧和泄漏电流而升高。绝缘子的内部温升还可能由外部因素引起，尤其是放电或者闪络发生时所引起的内部温升，但关于绝缘子护套与芯棒交接面在放电或者闪络时的温升关系尚不明确。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种硅橡胶污秽表面放电传递温度的测量系统。本发明通过在硅橡胶平板非放电侧表面粘贴若干个K型热电偶温度传感器来模拟硅橡胶表面放电，同时直接测量硅橡胶非放电侧表面因放电产生的温升。本发明通过研究复合硅橡胶绝缘子材料在放电或闪络时作为温度传递介质的内外温度关系，确定复合绝缘子污秽表面放电时硅橡胶材料的非放电侧温度特征及影响因素。

本发明的目的能够通过以下技术方案实现：

一种硅橡胶污秽表面放电传递温度的测量系统，包括220V交流电源、滤波器、调压器、变压器、温度传感器、温度数据记录仪、计算机和待测硅橡胶试品。

所述温度传感器与温度数据记录仪用于采集温度数据；

所述计算机用于跟踪温度走向；

所述220V交流电源、滤波器、调压器和变压器构成模拟放电装置，用于模拟污秽硅橡胶绝缘表面放电。

所述温度传感器采用热电偶温度传感器；热电偶温度传感器包括裸露导线和玻璃纤维绝缘层。

所述待测硅橡胶试品包括放电侧表面和非放电侧表面；所述放电侧表面包括电极、污秽区和干区。

具体地，将热电偶温度传感器对应于放电侧表面污秽区的大小，在非放电侧表面等距分布后粘贴。

更进一步地，所述热电偶温度传感器采用黑色绝缘胶带粘贴于硅橡胶非放电侧表面，使热电偶温度传感器与非放电侧表面紧密贴合在一起；能够减少散热，增快传热速度，减少电场的影响。

具体地，所述待测硅橡胶试品的放电侧表面中，采用铜箔导电胶带作为电极；采用氯化钠和高岭土作为涂料模仿不同污秽程度；在单边电极和污秽区之间预留一定面积的干区。