一種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電工絕緣材料技術領域，特別是一種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測方法和裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電網(wǎng)電壓等級向特高壓方向發(fā)展，高壓開關設備用盆式絕緣子尺寸不斷增大，運行過程中對其耐壓能力的要求越來越高。大型絕緣件生產(chǎn)工藝復雜，生產(chǎn)周期長，電氣和力學性能要求高。盆式絕緣子在高壓開關設備內(nèi)部長期處于高壓電場和復雜應力場的聯(lián)合作用下，要承受SF6氣體壓力、開關設備開斷過程中的沖擊力、中心導體和其他部件的靜壓力等力學作用。耐壓能力是盆式絕緣子機械性能的綜合體現(xiàn)，對于耐壓能力不足的絕緣子，在承受較大機械應力時會在內(nèi)部產(chǎn)生裂痕或氣隙引起局部放電，從而大大加速絕緣子的老化。
[0003]在國內(nèi)主要高壓開關設備制造企業(yè)中，普遍采用抽樣水壓破壞試驗的方法檢驗盆式絕緣子的耐壓能力。受盆式絕緣子制造工藝控制水平所限，不同絕緣子的耐壓能力存在一定的差異，水壓破壞性試驗得到的檢測結果波動性大。更重要的是，水壓試驗會破壞盆式絕緣子，即使不破壞，由于在水壓試驗中水滲入絕緣材料中，絕緣子也無法可靠、安全投入使用了。
[0004]迄今為止，尚未見到可直接應用于高壓開關設備用盆式絕緣子耐壓能力無損檢測的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測方法和裝置，用以解決現(xiàn)有檢測方法會損壞盆式絕緣子的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0007]盆式絕緣子耐壓能力無損檢測方法，步驟如下:
[0008]1)獲取同一電壓等級的相同型號或不同型號的盆式絕緣子的設定部位所能夠承載的最大應力；
[0009]2)對待測盆式絕緣子進行氣壓試驗，在設定的氣壓范圍內(nèi)逐步加載壓力，在此過程中同步記錄氣壓值和待測盆式絕緣子的設定部位的應力；
[0010]3)對步驟2)得到的應力、氣壓數(shù)據(jù)進行線性擬合，得到應力隨氣壓變化的關系，帶入步驟1)的所述最大應力，求解待測盆式絕緣子的最大承載壓力。
[0011 ]進一步的，所述步驟1)是通過水壓破壞試驗獲得所述最大應力的。
[0012]進一步的，所述設定部位為盆式絕緣子的最大應力集中部位。
[0013]進一步的，通過有限元分析法得出所述最大應力集中部位。
[0014]本發(fā)明還提供了一種盆式絕緣子耐壓能力無損檢測裝置，包括用于氣壓試驗的加壓裝置，用于檢測氣體壓力的氣壓檢測裝置，用于安裝于待測盆式絕緣子表面以檢測應力的應力檢測裝置，以及一個記錄裝置;加壓裝置在設定的氣壓范圍內(nèi)逐步加載壓力，在此過程中所述記錄裝置同步記錄氣壓值和待測盆式絕緣子的設定部位的應力。
[0015]進一步的，所述應力檢測裝置為電阻貼片式壓力傳感器。
[0016]進一步的，所述記錄裝置包括數(shù)據(jù)記錄儀和計算機。
[0017]本發(fā)明的基本思路是:盆式絕緣子在水壓或氣壓作用下，其內(nèi)部應力狀態(tài)的變化是影響其力學性能的內(nèi)在原因，直接決定了絕緣子耐壓能力的大小。通過測量盆式絕緣子水壓破壞試驗過程中應力值部位應力值隨水壓加載壓力的變化，得出兩者之間的相關性。對于產(chǎn)品用生產(chǎn)件的質(zhì)量控制，根據(jù)小載荷氣壓加載試驗得到的應力測量曲線對其極限耐壓能力進行預測。
[0018]也就是說，只需要得到盆式絕緣子的設定部位所能夠承載的最大應力，然后再進行非破壞性的氣壓試驗，根據(jù)擬合出的氣壓與應力關系，即可計算出最大應力對應的氣壓值，即待求的最大承載壓力。
[0019]本發(fā)明出色的完成了發(fā)明目的，不會損壞盆式絕緣子，而且所采用的設備可以由現(xiàn)有的氣密性試驗裝置改進得到，成本較低。
【附圖說明】
[0020]圖1是動態(tài)應力測量系統(tǒng)原理圖；
[0021 ]圖2是水壓試驗應變測量結果；
[0022]圖3是水壓試驗應變平滑處理結果；
[0023]圖4是水壓試驗應力測量結果；
[0024]圖5是水壓試驗水壓測量結果；
[0025]圖6是水壓試驗不同水壓狀態(tài)下應力測量結果；
[0026]圖7是1-8號樣品水壓試驗不同水壓狀態(tài)下應力測量結果；
[0027]圖8是9號樣品氣壓試驗條件下應力測量結果；
[0028]圖9是9號樣品氣壓試驗應力線性擬合結果；
[0029]圖10是9號樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應力計算結果；
[0030]圖11是9號樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應力測量結果與計算結果對比；
[0031]圖12是10號樣品氣壓試驗應力線性擬合結果；
[0032]圖13是10號樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應力計算結果；
[0033]圖14是10號樣品0-4.5MPa水壓范圍內(nèi)應力測量結果與計算結果對比。
【具體實施方式】
[0034]下面結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細的說明。
[0035]方法實施例
[0036]盆式絕緣子耐壓能力無損檢測方法，其主要思路為:
[0037]1)獲取同一電壓等級的相同型號或不同型號的盆式絕緣子的設定部位所能夠承載的最大應力；
[0038]2)對待測盆式絕緣子進行氣壓試驗，在設定的氣壓范圍內(nèi)逐步加載壓力，在此過程中同步記錄氣壓值和待測盆式絕緣子的設定部位的應力；
[0039]3)對步驟2)得到的應力、氣壓數(shù)據(jù)進行線性擬合，得到應力隨氣壓變化的關系，帶入步驟1)的所述最大應力，求解待測盆式絕緣子的最大承載壓力。
[0040]根據(jù)以上主要思路，下面給出一個具體的實施過程。
[0041]一，首先，進行水壓破壞試驗，對象是與待測的盆式絕緣子處于相同電壓等級的其他盆式絕緣子(相同或不同型號均可)。
[0042]具體包括:
[0043](1)盆式絕緣子應力最大位置分析
[0044]采用有限元分析的方法對盆式絕緣子加壓過程中最大應力的分布狀況進行計算，得到盆式絕緣子加壓過程中最大應力的分布位置，即llOOkV盆式絕緣子在4.0Mpa水壓作用下應力分布狀況的計算結果。由計算結果分析可知，盆式絕緣子盆沿與盆體連接處為應力最大位置，在4.0Mpa水壓作用下該位置處的應力值超過15Mpa，為施加載荷的3.75倍，存在較明顯的應力集中。之后，通過水壓破壞試驗對理論計算結果進行驗證?？梢园l(fā)現(xiàn)，盆式絕緣子水壓破壞位置集中于盆沿與盆體連接處即應力最大位置，該位置處周向裂紋分布明顯。試驗結果與理論分析結果一致，對于llOOkV盆式絕緣子，在內(nèi)部水壓加載條件下最大應力集中在盆沿與盆體的連接處。
[0045](2)動態(tài)應力測量系統(tǒng)構建、設備連接及參數(shù)設置
[0046]盆式絕緣子動態(tài)水壓破壞試驗的應力測量系統(tǒng)原理圖見圖1所示。該套測量系統(tǒng)由盆式絕緣子檢測試樣1、強力膠2、電阻應變計3、導線4、移動數(shù)據(jù)記錄器5、網(wǎng)絡連接線6、計算機7組成。所用移動數(shù)據(jù)記錄器5為北京航天斯達新技術裝備公司生產(chǎn)的MDR移動數(shù)據(jù)記錄器，通道數(shù)為4。采用釬焊的方式將導線4的一端和電阻應變計3實現(xiàn)電氣連接，將導線4的另一端與移動數(shù)據(jù)記錄器5進行連接。采用強力膠2將電阻應變計3粘貼到盆式絕緣子試樣1最大應力集中部位。利用網(wǎng)絡連接線6連接移動數(shù)據(jù)記錄器5和計算機7，在計算機7上安裝移動數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，采用網(wǎng)絡通信的方式實現(xiàn)移動數(shù)據(jù)記錄器5和計算機7之間的數(shù)據(jù)傳輸。采用安裝在計算機7上的MDR-80移動數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)控制移動數(shù)據(jù)記錄器5進行應變信號采集，采樣頻率設置為1K，低通設置為100Hz。
[0047](3)應變信號采集
[0048]開始進行內(nèi)部壓力試驗，同時按下移動數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)的“示波”按鈕，開始應變數(shù)據(jù)的記錄。將加載壓