真空斷路器環(huán)氧澆注體與金屬嵌件結(jié)合的檢測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及固封式真空斷路器環(huán)氧澆注體與金屬嵌件的結(jié)合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種判斷固封式真空斷路器的環(huán)氧澆注體與金屬嵌件界面結(jié)合狀況是否良好的檢測(cè)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]開關(guān)柜作為電力系統(tǒng)變電站與配網(wǎng)的重要組成部分，其正常運(yùn)行對(duì)配網(wǎng)系統(tǒng)的供電可靠性有很大影響，盡早發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜產(chǎn)品質(zhì)量隱患，對(duì)確保電網(wǎng)的供電安全可靠起著至關(guān)重要的作用。
[0003]固封式真空斷路器作為開關(guān)柜產(chǎn)品的核心部件，其質(zhì)量狀況直接關(guān)系到開關(guān)柜產(chǎn)品的質(zhì)量好壞。固封澆注技術(shù)作為固封式真空斷路器生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝技術(shù)之一，澆注質(zhì)量的好壞又直接決定了固封式真空斷路器的質(zhì)量的優(yōu)劣。由于環(huán)氧澆注材料體系與金屬嵌件的線膨脹系數(shù)不同，在固化交聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力以及因體積收縮產(chǎn)生的應(yīng)力等得不到有效釋放，可能會(huì)造成局部應(yīng)力集中現(xiàn)象。當(dāng)這些應(yīng)力超過(guò)材料的粘接強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生開裂。此外，由于環(huán)氧澆注體系與金屬嵌件之間的浸潤(rùn)性較差，造成嵌件與環(huán)氧澆注材料粘接不理想。因此，固封式真空斷路器機(jī)械性能和電氣性能的薄弱環(huán)節(jié)在金屬嵌件與環(huán)氧樹脂澆注材料的結(jié)合部位。以上兩種因素導(dǎo)致結(jié)合面機(jī)械強(qiáng)度降低，產(chǎn)生氣隙、氣孔或其他現(xiàn)象，一般肉眼很難發(fā)現(xiàn)，且在產(chǎn)品應(yīng)用早期也難以發(fā)現(xiàn)。運(yùn)行階段，帶有氣隙的環(huán)氧澆注件金屬界面十分容易吸水受潮，絕緣性能大大降低，從而給電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅，甚至造成開關(guān)柜爆炸等電力安全事故。
[0004]目前，環(huán)氧樹脂澆注件與金屬界面澆注質(zhì)量好壞的檢測(cè)手段，大多僅僅限于外觀檢查或通過(guò)破壞性的機(jī)械性能試驗(yàn)間接的反映金屬界面澆注質(zhì)量；或者通過(guò)使用X射線成像儀，對(duì)環(huán)氧澆注件的金屬界面澆注質(zhì)量進(jìn)行更加直觀地檢查。但是，上述檢測(cè)手段存在下列冋題:
[0005]外觀檢查:雖然便捷，但是準(zhǔn)確率不高，很容易導(dǎo)致漏檢、誤檢。
[0006]破壞性的機(jī)械性能試驗(yàn):僅能間接反映出一些界面澆注質(zhì)量很差，如開裂等問(wèn)題，但不夠直觀，仍然有很大概率漏檢和誤檢，檢測(cè)的靈敏度不高。而且破環(huán)性試驗(yàn)僅能用于抽檢，不可進(jìn)行全檢，否則對(duì)絕緣澆注件本身構(gòu)成較大損傷。
[0007]X射線成像儀:檢測(cè)雖然直觀，但是檢測(cè)成本高、儀器維護(hù)費(fèi)用大，并且對(duì)人體容易造成福射傷害。
[0008]因此，現(xiàn)在需要新的技術(shù)，更好地對(duì)固封式真空斷路器環(huán)氧澆注體和金屬界面的結(jié)合狀況進(jìn)行檢測(cè)。
[0009]作者就是基于上述需求出發(fā)，實(shí)用新型了一種基于水煮和局部放電檢測(cè)相接合的固封式真空斷路器環(huán)氧樹脂澆注體與金屬界面結(jié)合狀況的檢測(cè)裝置。該裝置具有檢測(cè)靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、無(wú)損檢測(cè)、對(duì)人體健康沒(méi)有傷害、成本低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問(wèn)題，提出了一種真空斷路器環(huán)氧澆注體與金屬嵌件結(jié)合的檢測(cè)裝置，該裝置采用對(duì)固封式真空斷路器的固封極柱在恒溫水煮前后，分別測(cè)量局部放電的原理，實(shí)現(xiàn)對(duì)固封式真空斷路器環(huán)氧澆注體與金屬界面結(jié)合狀況進(jìn)行診斷。
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0012]—種真空斷路器環(huán)氧澆注體與金屬嵌件結(jié)合的檢測(cè)裝置，包括:水煮試驗(yàn)設(shè)備和局部放電實(shí)驗(yàn)設(shè)備；
[0013]所述水煮試驗(yàn)設(shè)備用于對(duì)的真空斷路器固封極柱進(jìn)行水煮實(shí)驗(yàn)；
[0014]所述局部放電實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括:隔離變壓器、調(diào)壓器、無(wú)局放變壓器、電容分壓器、工頻電壓試驗(yàn)控制臺(tái)、水電阻、金屬屏蔽柜、絕緣套管、羅格斯基線圈、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理器；
[0015]所述隔離變壓器、調(diào)壓器、無(wú)局放變壓器和電容分壓器分別與工頻電壓試驗(yàn)控制臺(tái)連接，所述隔離變壓器、調(diào)壓器和無(wú)局放變壓器依次連接，調(diào)壓器與無(wú)局放變壓器的一端均與水電阻連接，另一端均接地；所述水電阻通過(guò)絕緣套管與設(shè)置在金屬屏蔽柜內(nèi)的固封極柱連接；
[0016]所述羅格斯基線圈和信號(hào)調(diào)理電路均設(shè)置在金屬屏蔽柜內(nèi)部，所述羅格斯基線圈、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理器依次連接。
[0017]所述水煮試驗(yàn)設(shè)備包括:水煮箱、箅子、水溫傳感器和溫度控制器；
[0018]所述水溫傳感器設(shè)置在水煮箱內(nèi)壁上，水溫傳感器與溫度控制器連接，溫度控制器與水煮箱的加熱裝置連接，箅子設(shè)置在水煮箱內(nèi)部，用于放置固封極柱。
[0019]固封極柱與局部放電電流信號(hào)引出線連接，局部放電電流信號(hào)引出線包括可調(diào)節(jié)半徑的金屬箍和軟銅線；可調(diào)節(jié)半徑的金屬箍套在固封極柱中段位置，保證與環(huán)氧樹脂緊密接觸；金屬箍提取局部放電產(chǎn)生的脈沖電流信號(hào)，再經(jīng)軟銅線穿越羅格斯基線圈后與屏蔽柜底板短接。
[0020]所述金屬屏蔽柜側(cè)壁上嵌裝有同軸電纜轉(zhuǎn)換接頭，信號(hào)調(diào)理電路通過(guò)同軸電纜轉(zhuǎn)換接頭與金屬屏蔽柜外部的數(shù)據(jù)采集裝置連接。
[0021]所述絕緣套管嵌裝在金屬屏蔽柜的側(cè)壁上，水電阻通過(guò)絕緣套管與固封極柱的電流輸入端子連接。
[0022]所述羅格斯基線圈采用矩形截面的環(huán)形骨架，材料為鎳鋅鐵氧體，使用銅漆包線作為繞線材料，采用自積分方式，使用鋁制金屬盒屏蔽。
[0023]采用鋁制金屬盒對(duì)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行屏蔽，所述信號(hào)調(diào)理電路包括:串聯(lián)連接的差分放大電路和后置濾波電路。
[0024]本實(shí)用新型的有益效果:
[0025]本實(shí)用新型通過(guò)利用環(huán)氧澆注件的澆注體系與金屬界面接觸不良時(shí)，經(jīng)過(guò)水煮后，氣隙受熱膨脹后容易“吃水”或“進(jìn)氣”，導(dǎo)致產(chǎn)生絕緣薄弱環(huán)節(jié)。在工頻試驗(yàn)電壓下由于電場(chǎng)分布不夠均勻，更容易發(fā)生局部放電的原理。采用羅格斯基線圈，測(cè)量出局部放電脈沖電流信號(hào)的強(qiáng)度，通過(guò)比對(duì)同一個(gè)固封極柱水煮前后，局部放電信號(hào)強(qiáng)度的變化情況，對(duì)環(huán)氧澆注體系和金屬界面的結(jié)合狀況進(jìn)行判定。該裝置檢測(cè)靈敏度高，操作方便，對(duì)樣品及人身健康均沒(méi)有損傷。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本實(shí)用新型實(shí)例中的水煮試驗(yàn)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖2是本實(shí)用新型實(shí)例中的局部放電試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0028]其中，1、固封極柱，2、水煮箱，3、電加熱管，4、溫度控制器，5、水溫傳感器，6、篦子，7、電源，8、箅子支撐橫梁；
[0029]9、金屬屏蔽柜，10、絕緣套管，11、金屬屏蔽柜蓋板，12、同軸電纜轉(zhuǎn)換接頭，13、羅格斯基線圈，14、局部放電電流引出線的金屬箍，15、局部放電電流引出線的軟銅線，17、絕緣支撐架，18、信號(hào)調(diào)理電路，19、計(jì)算機(jī)；
[0030]20、隔離變壓器，21、調(diào)壓器，22、無(wú)局放變壓器，23、水電阻，24、數(shù)據(jù)采集卡，25、絕緣電纜，26、電容分壓器，27、工頻試驗(yàn)控制臺(tái)，28、同軸屏蔽電纜，29、銅導(dǎo)線。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0032]固封式真空斷路器在生產(chǎn)過(guò)程中，需要將真空滅弧室及金屬端子進(jìn)行固封環(huán)氧澆注，環(huán)氧澆注工藝的好壞直接決定固封極柱的澆注質(zhì)量。由于環(huán)氧澆注材料體系與金屬嵌件的線膨脹系數(shù)不同，在固化交聯(lián)時(shí)產(chǎn)生的熱應(yīng)力以及因體積收縮產(chǎn)生的應(yīng)力等得不到有效釋放，可能會(huì)造成局部應(yīng)力集中現(xiàn)象。當(dāng)這些應(yīng)力超過(guò)材料的粘接強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生開裂。此外，由于環(huán)氧澆注體系與金屬嵌件之間的浸潤(rùn)性較差，造成嵌件與環(huán)氧澆注材料粘接不理想。但是這些細(xì)小的微裂隙很難通過(guò)常規(guī)的檢測(cè)手段發(fā)現(xiàn)。正常的工頻電壓下，幾乎不可能發(fā)生局部放電的現(xiàn)象，或者局部放電現(xiàn)象十分微弱。但是，當(dāng)該固封極柱經(jīng)過(guò)設(shè)定溫度的自來(lái)水恒溫水煮之后，由于熱漲冷縮，可以導(dǎo)致這些結(jié)合不良的界面的微裂隙發(fā)生進(jìn)一步裂化，并且可以浸潤(rùn)進(jìn)去水分。這樣，澆注質(zhì)量存在問(wèn)題的固封極柱在水煮試驗(yàn)之后進(jìn)行局部放電測(cè)試，必然會(huì)發(fā)生比較明顯的局部放電現(xiàn)象。水煮試驗(yàn)前后的局部放電測(cè)量值相差比較大，通過(guò)計(jì)算固封極柱在水煮前后的局部放電試驗(yàn)電壓峰值的相對(duì)增加比率，可以靈敏的檢測(cè)出固封極柱環(huán)氧澆注體系與金屬界面結(jié)合不良的情況。而對(duì)于澆注質(zhì)量比較好的固封極柱，則在水煮試驗(yàn)前后的局部放電測(cè)量值不會(huì)發(fā)生明顯改變，水煮前后的局部放電試驗(yàn)電壓峰值的相對(duì)增加比率一般不會(huì)大于5%，此處5%是設(shè)定值，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。
[0033]因此，本實(shí)用新型提供了一種基于水煮試驗(yàn)和局部放電測(cè)量相結(jié)合的固封式真空斷路器環(huán)氧澆注體與金屬嵌件界面結(jié)合不良的檢測(cè)裝置及方法。
[0034]固封式真空斷路器環(huán)氧澆注體與金屬嵌件界面結(jié)合不良的檢測(cè)裝置，如圖2所示，包括:水煮試驗(yàn)設(shè)備、固封極柱1、自來(lái)水、隔離