一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置及检测定位方法

1.一种绝缘拉杆缺陷检测定位方法，其特征在于，基于一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置，所述绝缘拉杆缺陷检测试验装置，包括X射线发生器(1)、移动支架(2)、绝缘拉杆(3)、局部放电检测传感器(4)和无局部放电高压电源(5)；X射线发生器(1)、移动支架(2)和绝缘拉杆(3)设置于密闭试验罐内，X射线发生器(1)安装于支架上，能够沿支架上下运动；绝缘拉杆(3)和局部放电检测传感器(4)串联后的两端并联无局部放电高压电源(5)；所述一种绝缘拉杆缺陷检测定位方法，包括以下步骤：
首先将绝缘拉杆(3)装入试验罐内，通过无局部放电高压电源(5)给绝缘拉杆(3)两端加1.7倍的额定电压1min，然后将电压降低至1.3倍相电压并进行局部放电的检测：
1)如果检测到有局部放电，则继续降低电压至局部放电刚刚消失，保持电压，打开X射线发生器(1)对绝缘拉杆(3)进行扫描照射，X射线发生器(1)距离绝缘拉杆(3)距离为20cm，扫描检测步长为5cm，每个点X射线持续照射10s，X射线发生器(1)的管电压为100kV，管电流为3mA；当X射线扫描到某一位置时，检测到局部放电；X射线离开该位置，局部放电消失，绝缘拉杆(3)在该处存在缺陷；
2)如果没有检测到局部放电，则保持电压，从绝缘拉杆(3)的接地端至3/4高度处进行X射线扫描照射，X射线发生器(1)距离绝缘拉杆(3)距离为20cm，扫描检测步长为5cm，每个点X射线持续照射10s；在对绝缘拉杆(3)的接地端至1/2高度处进行扫描时，X射线发生器(1)的管电压为100kV，管电流为4mA；在对绝缘拉杆(3)的1/2至3/4高度处进行扫描时，X射线发生器(1)的管电压为100kV，管电流为3mA；当X射线扫描到某一位置时，检测到局部放电；X射线离开该位置，局部放电消失，绝缘拉杆(3)在该处存在缺陷；如果全程未检测到局部放电，绝缘拉杆(3)合格。
2.根据权利要求1所述的一种绝缘拉杆缺陷检测定位方法，其特征在于：局部放电检测传感器(4)的输出端连接有示波器(6)和数据采集卡(7)，数据采集卡(7)为采集速度大于
500M/s的多通道数字采集卡，数据采集卡(7)的数据输出端与计算机终端(8)相连。
3.根据权利要求1所述的一种绝缘拉杆缺陷检测定位方法，其特征在于：移动支架(2)的移动精度不大于0.5cm，且移动步长为可调式。
4.根据权利要求1所述的一种绝缘拉杆缺陷检测定位方法，其特征在于：X射线发生器(1)的聚集系统为准平行束X射线透镜，在出口处采用钢板对X射线照射范围进行约束。

一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置及检测定位方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于大型电力设备绝缘检测技术领域，具体涉及一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置及检测定位方法。\n背景技术\n[0002] 影响高压断路器动作可靠性的因素很多，其中，高压断路器触头能否可靠合分就是一个关键因素，而导致高压断路器触头无法分合的一种可能是控制SF6高压断路器触头合分的操动机构中的绝缘拉杆发生了故障。电力系统因绝缘拉杆的问题导致断路器发生故障已多次出现。绝缘拉杆属于断路器中的连动机构，是实现操动机构控制灭弧室进行分合闸操作的连动部分。触头的开合过程都需要通过绝缘拉杆来实现机构的运动，因此绝缘拉杆在断路器中占据很重要的位置。\n[0003] 目前，绝缘拉杆出厂试验(如局放、耐压等)无法完全检测出绝缘拉杆内部缺陷，在一些绝缘拉杆发生炸裂的事故中，调取之前的型式试验报告，均显示绝缘拉杆型式试验合格。但是，通过之后对绝缘拉杆进行解剖实验发现，绝缘拉杆存在夹层中气隙，微裂纹等内部缺陷。一般而言，绝缘拉杆是通过局部放电试验来进行内部缺陷的检测。但是，传统的绝缘拉杆局部放电检测中存在的两个问题：1)在绝缘拉杆局部放电检测试验过程中，较难检测出处于拉杆中部的缺陷；2)在绝缘拉杆局部放电检测试验过程中，较难检测出尺寸较小的微裂纹；3)在绝缘拉杆局部放电检测试验过程中，较难定位局部放电发生的位置。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置及检测定位方法，以克服上述现有技术难检测出尺寸较小的微裂纹及其位置的问题，采用该装置以及该检测方法，能够准确的判 断绝缘拉杆内部是否存在微裂纹及其大小和微裂纹的位置。\n[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：\n[0006] 一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置，包括X射线发生器、移动支架、绝缘拉杆、局部放电检测传感器和无局部放电高压电源；X射线发生器、移动支架和绝缘拉杆设置于密闭试验罐内，X射线发生器安装于支架上，能够沿支架上下运动；绝缘拉杆和局部放电检测传感器串联后的两端并联无局部放电高压电源。\n[0007] 优选的，局部放电检测传感器的输出端连接有示波器和数据采集卡，数据采集卡为采集速度大于50M/s的多通道数字采集卡，数据采集卡的数据输出端与计算机终端相连。\n[0008] 优选的，移动支架的移动精度不大于0.5cm，且移动步长为可调式。\n[0009] 优选的，X射线发生器与绝缘拉杆之间的距离为20cm；X射线发生器的管电压大于或等于100kV，管电流为3mA～5mA；X射线发生器的聚集系统为准平行束X射线透镜，在出口处采用钢板对X射线照射范围进行约束。\n[0010] 一种绝缘拉杆缺陷检测定位方法，包括以下步骤：\n[0011] 首先将绝缘拉杆装入试验罐内，通过无局部放电高压电源给绝缘拉杆两端加1.7倍的额定电压1min，然后将电压降低至1.3倍相电压并进行局部放电的检测：\n[0012] 1)如果检测到有局部放电，则继续降低电压至局部放电刚刚消失，保持电压，打开X射线发生器对绝缘拉杆进行扫描照射，X射线发生器距离绝缘拉杆距离为20cm，扫描检测步长为5cm，每个点X射线持续照射10s，X射线发生器的管电压为100kV，管电流为3mA；当X射线扫描到某一位置时，检测到局部放电；X射线离开该位置，局部放电消失，绝缘拉杆在该处存在缺陷；\n[0013] 2)如果没有检测到局部放电，则保持电压，从绝缘拉杆的接地端至3/4高度处进行X射线扫描照射，X射线发生器距离绝缘拉杆距离为20cm，扫描检测步长为5cm，每个点X射线 持续照射10s；在对绝缘拉杆的接地端至1/2高度处进行扫描时，X射线发生器的管电压为\n100kV，管电流为4mA；在对绝缘拉杆的1/2至3/4高度处进行扫描时，X射线发生器的管电压为100kV，管电流为3mA；当X射线扫描到某一位置时，检测到局部放电；X射线离开该位置，局部放电消失，绝缘拉杆在该处存在缺陷；如果全程未检测到局部放电，绝缘拉杆合格。\n[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：\n[0015] 本发明绝缘拉杆缺陷检测试验装置，将X射线发生器安装在能够上下移动的移动支架上，利用X射线对绝缘拉杆进行照射，并通过数据采集卡和示波器采集局部放电检测传感器的数据，然后将采集到的信号传输给计算机，通过计算机对数据进行分析，以判断绝缘拉杆内部是否存在微裂纹及其大小和微裂纹的位置，同时还可以提高局部放电检测系统的灵敏度和抗干扰力。\n[0016] 本发明绝缘拉杆缺陷检测定位方法，利用X射线对绝缘拉杆进行照射，对绝缘拉杆内部缺陷处的电子进行激励，进而可以在较低的电压下产生局部放电，在检测到局部放电或者没有检测到局部放电的情况下，调整X射线发生器使X射线照射在绝缘拉杆的不同位置，能够更容易通过局部放电检测出绝缘拉杆内部的缺陷及定位局部放电发生的位置。\n附图说明\n[0017] 图1为本发明一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置的示意图。\n[0018] 其中，1为X射线发生器；2为移动支架；3为绝缘拉杆；4为局部放电检测传感器；5为无局部放电高压电源；6为示波器；7为数据采集卡；8为计算机终端。\n具体实施方式\n[0019] 下面结合附图对本发明作进一步说明。\n[0020] 参加图1，本发明一种绝缘拉杆缺陷检测试验装置，包括X射线发生器1、移动支架\n2、绝缘拉杆3、局部放电检测传感器4、无局部放电高压电源5、示波器6、数据采集卡7和计算 机终端8。\n[0021] X射线发生器1、移动支架2和绝缘拉杆3设置于密闭试验罐内，X射线发生器1安装于能够上下移动的移动支架2上；移动支架2的移动精度不大于0.5cm，且移动步长为可调式的。X射线发生器1与绝缘拉杆3之间的距离为20cm，扫描检测步长为5cm，每个点X射线持续照射10s，X射线发生器1的管电压不小于100kV，管电流为3mA～5mA；X射线发生器1的聚集系统为准平行束X射线透镜，在出口处采用钢板对X射线照射范围进行约束。绝缘拉杆3和局部放电检测传感器4的两端并联有无局部放电高压电源5；局部放电检测传感器4的输出端连接有示波器6和数据采集卡7，数据采集卡为采集速度在500M/s以上的多通道数字采集卡，数据采集卡7的数据输出端与计算机终端8相连。\n[0022] 本发明还公开了一种绝缘拉杆缺陷检测定位方法，包括以下步骤：\n[0023] 首先将绝缘拉杆3装入密闭试验罐内，通过无局部放电高压电源5给绝缘拉杆3两端加1.7倍的额定电压1min，然后将电压降低至1.3倍相电压并进行局部放电的检测；\n[0024] 1)如果检测到有局部放电(说明该绝缘拉杆不合格)，则继续降低电压至局部放电刚刚消失，保持电压，打开X射线发生器1对绝缘拉杆3进行扫描照射，X射线发生器1距离绝缘拉杆3距离为20cm，扫描检测步长为5cm，每个点X射线持续照射10s，X射线发生器1的管电压为100kV，管电流为3mA。当X射线扫描到某一位置时，检测到局部放电；X射线离开该位置，局部放电消失，则认为绝缘拉杆3在该处存在缺陷；\n[0025] 2)如果没有检测到局部放电，则保持1.3倍相电压，从绝缘拉杆3的接地端至3/4高度处进行X射线扫描照射，X射线发生器1距离绝缘拉杆3距离为20cm，扫描检测步长为5cm，每个点X射线持续照射10s；在对绝缘拉杆3的接地端至1/2高度处进行扫描时，X射线发生器\n1的管电压为100kV，管电流为4mA；在对绝缘拉杆3的1/2至3/4高度处进行扫描时，X射线发生器1的管电压为100kV，管电流为3mA；当X射线扫描到某一位置时，检测到局部放 电；X射线离开该位置，局部放电消失，则认为绝缘拉杆3在该处存在缺陷。如果全程未检测到局部放电，则认为绝缘拉杆3合格。\n[0026] 本发明的原理：\n[0027] 一般情况下，对绝缘拉杆3进行局部放电检测，首先将绝缘拉杆3装入试验罐内，给试品两端加压并进行局部放电的检测。在额定电压下，绝缘拉杆的电场分布呈现2端高，中间低的一种分布，特别是高压端电场较高，最高为1.1kV/mm，中间电场最低为0.06kV/mm，接地端电场略有回升为0.14kV/mm，如果绝缘拉杆3的内部缺陷位于中下部(靠近接地极)，则很难检测出局部放电。因此，本发明在进行局部放电检测的时候，对试品的不同部位进行X射线照射，进而更容易的检测出局部放电及判断其放电位置。\n[0028] X射线照射是一种局部放电辅助激励法，即利用外界能量粒子激发绝缘薄弱部位的局部放电，提高其放电的强度和频度，使局部放电信号达到可测的目的。外界能量粒子激发局部放电实际上是一种光电离过程，它可以人为地在介质间隙中增加起始电子的数量，减少放电统计时延。这样，局部放电在很低的电压即可发生，从而可以测量到局部放电发生所需要的最小电压。\n[0029] 本发明通过示波器及采集卡采集信号并传输给计算机，对数据进行分析以判断绝缘拉杆内部是否存在微裂纹及其大小和微裂纹的位置。所述数据采集卡为采集速度在50M/s以上的多通道数字采集卡。\n[0030] 本发明将X射线发生器固定在可上下移动的支架上，对样品的不同位置进行X射线照射并 同时对绝缘拉杆进行局部放电检测，当绝缘拉杆的某一位置被X射线照射时，检测出局部放电信号；当X射线移开该位置时，局部放电信号消失，则认为该位置存在缺陷。