絕緣子芯棒泄漏電流試驗裝置,是專門用于評估復合絕緣子(非陶瓷絕緣子)關鍵部件 —— 玻璃鋼芯棒,在潮濕和污穢條件下耐漏電起痕與電蝕損性能的專用設備。其核心功能為模擬嚴苛運行環境,檢測芯棒材料的本質絕緣性能是否符合相關標準要求。
一、試驗目的與遵循標準
(一)試驗目的
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評估耐漏電起痕能力
驗證芯棒材料在電場與電解液污染的共同作用下,表面是否易形成導電通道(漏電痕跡)。
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評估耐電蝕損能力
驗證芯棒材料在泄漏電流產生的電弧作用下,是否會發生嚴重燒蝕、碳化現象,進而導致機械強度下降。
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預防芯棒 “脆斷”
這是本項試驗的核心目的。劣質芯棒在長期泄漏電流與酸蝕作用下,易發生內部斷裂,進而引發輸電線路掉串的重大事故。該試驗是篩選合格芯棒材料的關鍵手段。
(二)遵循標準
本試驗主要遵循國際與國內兩類技術標準,具體如下:
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國際標準:IEC 62217《polymeric insulators for overhead lines》
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中國國家標準:GB/T 22079-2008《標稱電壓高于 1000V 使用的戶內和戶外聚合物絕緣子 一般定義、試驗方法和接收準則》
在上述標準中,對應的試驗方法通常被稱為 “斜板法” 或 “漏電起痕與蝕損試驗”。
二、裝置主要構成
一套完整的絕緣子芯棒泄漏電流試驗裝置,由多個功能子系統構成,各子系統的技術參數與功能要求如下:
(一)高壓電源系統
該系統的核心設備為交流高壓試驗變壓器,容量通常在 5kVA~10kVA 區間。其運行要求為,能夠提供穩定、可調的工頻高壓,輸出電壓峰值一般不低于 12kV,同時保證輸出電壓與電流的波形失真度處于較低水平。
(二)試驗電壓控制與測量系統
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調壓器:主要作用是對輸入電壓進行平滑調節,為高壓電源系統提供穩定的輸入電壓。
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電壓測量組件:采用高壓分壓器或經過校準的電壓互感器,對施加在試品上的電壓有效值進行精確測量。
(三)泄漏電流監測系統
作為試驗裝置的核心部分,該系統的組成與功能如下:
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電流傳感器:通常選用高精度零磁通電流傳感器或取樣電阻,串聯在試品的接地回路中,實現對泄漏電流的精準采集。
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數據采集單元:搭載高速 A/D 采集卡,可連續、實時記錄泄漏電流的波形與有效值。
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核心功能:能夠準確捕捉并記錄超過設定閾值(如 10mA、30mA、60mA 等)的電流脈沖,并對脈沖次數進行統計。
(四)污液循環與滴加系統
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污液配置要求:按照標準規定,需配置特定比例的混合導電液體,具體為含 0.1% 重量比 NaCl 溶液與 0.02% 重量比 ISO 1817 1 號非離子型濕潤劑的混合液。
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滴液裝置:采用精密蠕動泵或恒液位滴管,確保污液以恒定流速(通常為 0.6 mL/min ± 10%)滴落至試品表面。
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循環功能:對滴落的廢液進行收集,經過濾處理后可循環使用,以此保持污液電導率的穩定性。
(五)試品夾具與試驗平臺
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夾具:采用聚四氟乙烯等耐腐蝕材料制成,可對芯棒試品實現牢固且絕緣的夾持。標準試品尺寸通常為 60mm×60mm×6mm 的平板,或從實際芯棒上切割的樣品。
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電極:配置兩個矩形不銹鋼電極,以固定間距(通常為 50mm)平行放置在試品表面。
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傾斜角度調節:試驗平臺角度可調整,能使試品與水平面形成 45° 或 20° 夾角(具體角度根據標準要求確定),確保污液可從上電極區域向下自然流淌。
(六)自動控制與保護系統
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主控制器:采用 PLC 或工業計算機,實現對整個試驗流程的集成控制,涵蓋升壓、滴液啟動、計時、數據監測、試驗終止等全部環節。
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保護單元
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過流保護:當泄漏電流超過設定閾值(如 250mA)且持續時間達到設定值(如 2 秒)時,自動切斷高壓電源,避免試品完全擊穿損壞設備。
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閃絡保護:可快速檢測閃絡現象,短暫切斷電壓后自動恢復供電,保障試驗連續性。
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安全聯鎖:試驗裝置柜門開啟時,自動切斷電源,確保操作人員人身安全。
(七)數據管理與軟件系統
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控制軟件:支持試驗參數的靈活設置,包括電壓、試驗時間、污液流速、電流閾值等關鍵指標。
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實時監控界面:可直觀顯示試驗過程中的電壓數值、電流波形、電流有效值、脈沖計數、試驗剩余時間等數據。
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數據記錄與報告生成:自動記錄試驗全過程的各項數據,試驗結束后可自動生成包含電流趨勢圖、脈沖統計表及試驗結論的完整報告。