一种绝缘子灰密盐密综合测试仪论文和设计

全文摘要

本实用新型一种绝缘子灰密盐密综合测试仪；包括壳体，壳体的顶部设有触摸显示屏、热敏打印机以及测量容器进口，壳体的内部设有与测量容器进口相连通的测量容器和主控电路及电源，测量容器的侧部设有带排水电机的排出水管道、电导率传感器和浑浊度传感器，测量容器的内部设有带搅拌电机的搅拌装置；具有结构简单、设计合理、工作效率高、操作过程简便以及绝缘子的等值盐密和灰密测量准确的优点。

主设计要求

1.一种绝缘子灰密盐密综合测试仪，该综合测试仪包括壳体(9)，其特征在于：所述壳体(9)的顶部设有触摸显示屏(1)、热敏打印机(2)以及测量容器进口(10)，壳体(9)的内部设有与测量容器进口(10)相连通的测量容器(7)和主控电路及电源(5)，测量容器(7)的侧部设有带排水电机(3)的排出水管道、电导率传感器(4)和浑浊度传感器(8)，测量容器(7)的内部设有带搅拌电机(6)的搅拌装置。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种绝缘子灰密盐密综合测试仪，其特征在于：所述主控电路及电源(5)分别与触摸显示屏(1)、热敏打印机(2)、排水电机(3)、电导率传感器(4)、搅拌电机(6)和浑浊度传感器(8)相连。

3.根据权利要求1所述的一种绝缘子灰密盐密综合测试仪，其特征在于：所述浑浊度传感器(8)内设有温度传感器(11)。

4.根据权利要求3所述的一种绝缘子灰密盐密综合测试仪，其特征在于：所述温度传感器(11)与主控电路及电源(5)与相连。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于绝缘子检测技术领域，具体涉及一种绝缘子灰密盐密综合测试仪。

背景技术

电力系统输变电设备运行中，对输变电设备的外绝缘污秽状况需要进行定期检测，以防止设备发生闪络放电，造成停电故障，检测项目为绝缘子的现场污秽度，包括绝缘子表面的ESDD(等值盐密)及NSDD(灰密)，目前的检测方法要测量现场污秽度需要将设备上的污秽清洗下来，在实验室用专门的仪器进行测试。

测试的过程为：使用海绵等浸入蒸馏水内，然后分别从绝缘子的上下表面用浸泡后的海绵擦下污秽物，带有污秽物的海绵放回容器，通过摇摆和挤压是污秽物溶于水中，通过重复擦拭测量污液的电导率计算绝缘子的等值盐密；最后通过对污液烘干来检测绝缘子的灰密；上述方式存在着工作效率低、污秽物损失大、操作过程繁琐、且绝缘子的等值盐密和灰密测量不准确的问题，直接导致不能真实反映绝缘子污秽度耐受电压的影响，如依次为依据进行电网污区等级划分很难保证其准确性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷而提供一种结构简单、设计合理、工作效率高、操作过程简便以及绝缘子的等值盐密和灰密测量准确的绝缘子灰密盐密综合测试仪。

本实用新型的目的是这样实现的：包括壳体，所述壳体的顶部设有触摸显示屏、热敏打印机以及测量容器进口，壳体的内部设有与测量容器进口相连通的测量容器和主控电路及电源，测量容器的侧部设有带排水电机的排出水管道、电导率传感器和浑浊度传感器，测量容器的内部设有带搅拌电机的搅拌装置。

优选地，所述主控电路及电源分别与触摸显示屏、热敏打印机、排水电机、电导率传感器、搅拌电机和浑浊度传感器相连。

优选地，所述浑浊度传感器内设有温度传感器。

优选地，所述温度传感器与主控电路及电源与相连。

按照上述方案制成的绝缘子灰密盐密综合测试仪以及测试方法，能够实现同时测量绝缘子等值盐密和灰密的功能，其利用灰密度与浑浊度的关联性及盐密度与电导率的关联性，使用工业浑浊度传感器与电导率传感器测得溶液浑浊度和电导率，然后根据实验数据及补偿系数计算出灰密度与盐密度；具有结构简单、设计合理、工作效率高、操作过程简便以及绝缘子的等值盐密和灰密测量准确的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中的A-A向视图。

图3为本实用新型的内部结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示相同的部件。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

如图1、2、3所示，本实用新型为一种绝缘子灰密盐密综合测试仪，该综合测试仪包括壳体9，所述壳体9的顶部设有触摸显示屏1、热敏打印机2以及测量容器进口10，壳体9的内部设有与测量容器进口10相连通的测量容器7和主控电路及电源5，测量容器7的侧部设有带排水电机3的排出水管道、电导率传感器4和浑浊度传感器8，测量容器7的内部设有带搅拌电机6的搅拌装置。所述主控电路及电源5分别与触摸显示屏1、热敏打印机2、排水电机3、电导率传感器4、搅拌电机6和浑浊度传感器8相连。所述浑浊度传感器8内设有温度传感器11。所述温度传感器11与主控电路及电源5与相连。

本实用新型的测试方法包括如下步骤：

步骤1：将被测绝缘子用一定体积蒸馏水进行清洗，将清洗后得到的溶液由测量容器进口10倒入测量容器7内；

步骤2：点击摸触摸显示屏1上的检测按钮，主控电路及电源5控制搅拌电机6进行搅拌，使步骤1中测量容器7内的被测溶液搅拌均匀，同时使被测溶液内的气泡由测量容器进口10排出；搅拌电机6的工作方式为间歇性搅拌；

步骤3：在搅拌电机6搅拌完毕后，主控电路及电源5控制电导率传感器4、浑浊度传感器8以及温度传感器11测量溶液电导率、浑浊度值及溶液温度，测量5次，并取溶液电导率、浑浊度值及溶液温度5次测量结果的中间值；

步骤4：通过摸触摸显示屏1输入被测绝缘子的型号，主控电路及电源5根据被测绝缘子的型号确定被测绝缘子的外表面积，通过溶液电导率以及浑浊度值的中间值除以被测绝缘子的外表面积得出待修正等值盐密值和待修正灰密值；

步骤5：主控电路及电源5根据溶液温度中间值对待修正等值盐密和待修正灰密进行修正，即可得到等值盐密值和灰密值；

步骤6：通过摸触摸显示屏1点击排水按钮，主控电路及电源5控制排水电机3开始工作将测量容器7内的被测溶液排出；

步骤7：通过摸触摸显示屏1点击打印按钮，主控电路及电源5控制热敏打印机2，将溶液电导率、浑浊度值及溶液温度的中间值、被测绝缘子的型号、被测绝缘子的外表面积以及等值盐密值和灰密值打印出来，便于记录和保存。

进一步地，所述步骤2中间歇性搅拌为每秒钟搅拌两次，搅拌十次后搅拌结束。

本实用新型中灰密度测量原理为：经过大量试验证实，浑浊度与溶液密度关系接近于1mg\/L，利用此关系可通过测量浑浊度得到一定体积溶液内灰尘的质量，由此可计算得到绝缘子表面灰密度(灰尘质量除以绝缘子表面积，同等型号的绝缘子表面积相同)。受灰尘沉积的影响，溶液浑浊度会随时间增长而减小，因此通过设置带搅拌电机6的搅拌装置对污液进行搅拌，使污液的浑浊度保持均匀的同时又不影响传感器的准确度以保证测试结果的准确性。同时浑浊度测量的过程中，使浑浊度传感器8和温度传感器11配合使用能够使数据得到修正，以保证测量结果的准确性；等值盐密测量原理为：利用电导率传感器测量溶液电导率，根据电导率计算得到溶盐质量(国标中的计算方法)，由溶盐质量和绝缘子表面积计算得到盐密度。本实用新型创新的利用浑浊度与溶液内浮灰质量的关系将灰密度的测量转换为由测量浑浊度间接得到，使用浑浊度传感器和电导率传感器将灰密度和盐密度的测量结合起来一次测得，不仅极大的提高了工作效率，同时增加了仪器的集成度，将原本复杂笨重的分离式测量仪器集成为体积较小检测仪，方便携带；避免了只能在实验室检测的弊端。本实用新型中所述测试方法的步骤五中等值盐密度修正公式为y＝y0+(t0-t1)×δ^{2<\/sup>\/64，y0为测量值，δ为修正值，y为最终值，t0为25℃，t1为所测温度；灰密度修正公式为：y＝y0+(t0-t1)\/12×δ y0为测量值，δ为修正值，y为最终值，t0为25℃，t1为所测温度；上述δ均为通过多次实验结果测得的常数。}

下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种绝缘子灰密盐密综合测试仪，该综合测试仪包括壳体9，所述壳体9的顶部设有触摸显示屏1、热敏打印机2以及测量容器进口10，壳体9的内部设有与测量容器进口10相连通的测量容器7和主控电路及电源5，测量容器7的侧部设有带排水电机3的排出水管道、电导率传感器4和浑浊度传感器8，测量容器7的内部设有带搅拌电机6的搅拌装置。所述主控电路及电源5分别与触摸显示屏1、热敏打印机2、排水电机3、电导率传感器4、搅拌电机6和浑浊度传感器8相连。所述浑浊度传感器8内设有温度传感器11。所述温度传感器11与主控电路及电源5与相连。

一种绝缘子灰密盐密综合测试仪的测试方法，包括如下步骤：

步骤1：将被测绝缘子用500mL蒸馏水进行清洗，将清洗后得到的溶液由测量容器进口10倒入测量容器7内；

步骤3：在搅拌电机6搅拌完毕后，主控电路及电源5控制电导率传感器4、浑浊度传感器8以及温度传感器11测量溶液电导率、浑浊度值及溶液温度，测量5次，并取溶液电导率、浑浊度值及溶液温度5次测量结果的中间值；5次测量结果依次为：

1)12.7mg\/L、9.4mg\/L、21.3℃

2)12.5mg\/L、9.3mg\/L、21.3℃

3)12.6mg\/L、9.3mg\/L、21.3℃

4)12.7mg\/L、9.3mg\/L、21.4℃

5)12.7mg\/L、9.3mg\/L、21.3℃

对结果进行排序选择12.6mg\/L、9.3mg\/L、21.3℃为最终结果。

步骤4：通过摸触摸显示屏1输入被测绝缘子的型号，主控电路及电源5根据被测绝缘子的型号XP-10确定被测绝缘子的外表面积为1480cm^{2<\/sup>，通过溶液电导率以及浑浊度值的中间值除以被测绝缘子的外表面积得出待修正等值盐密值为0.0042mg\/cm^{2<\/sup>和待修正灰密值为0.0031mg\/cm^2<\/sup>；}}

步骤5：主控电路及电源5根据溶液温度中间值对待修正等值盐密和待修正灰密进行修正，即可得到等值盐密值最终为0.0043mg\/cm^{2<\/sup>和灰密值0.0033mg\/cm^2<\/sup>；}

步骤6：通过摸触摸显示屏1点击排水按钮，主控电路及电源5控制排水电机3开始工作将测量容器7内的被测溶液排出；

进一步地，所述步骤2中间歇性搅拌为每秒钟搅拌两次，搅拌十次后搅拌结束。

实施例2

一种绝缘子灰密盐密综合测试仪的测试方法，包括如下步骤：

步骤1：将被测绝缘子用800mL蒸馏水进行清洗，将清洗后得到的溶液由测量容器进口10倒入测量容器7内；

1)101.2mg\/L、142.6mg\/L、22.5℃

2)101.4mg\/L、142.7mg\/L、22.6℃

3)101.5mg\/L、142.9mg\/L、22.5℃

4)101.4mg\/L、142.5mg\/L、22.5℃

5)101.4mg\/L、142.6mg\/L、22.4℃

对结果进行排序选择101.4mg\/L、142.6mg\/L、22.5℃为最终结果。

步骤4：通过摸触摸显示屏1输入被测绝缘子的型号，主控电路及电源5根据被测绝缘子的型号XP-16确定被测绝缘子的外表面积为1530cm^{2<\/sup>，通过溶液电导率以及浑浊度值的中间值除以被测绝缘子的外表面积得出待修正等值盐密值为0.0530mg\/cm^{2<\/sup>和待修正灰密值为0.0746mg\/cm^2<\/sup>；}}

步骤5：主控电路及电源5根据溶液温度中间值对待修正等值盐密和待修正灰密进行修正，即可得到等值盐密值最终为0.0531mg\/cm^{2<\/sup>和灰密值0.0746mg\/cm^2<\/sup>；}

步骤6：通过摸触摸显示屏1点击排水按钮，主控电路及电源5控制排水电机3开始工作将测量容器7内的被测溶液排出；

实施例3

一种绝缘子灰密盐密综合测试仪的测试方法，包括如下步骤：

步骤1：将被测绝缘子用1000mL蒸馏水进行清洗，将清洗后得到的溶液由测量容器进口10倒入测量容器7内；

1)987.2mg\/L、723.6mg\/L、22.1℃

2)986.4mg\/L、725.7mg\/L、22.5℃

3)987.5mg\/L、724.9mg\/L、22.5℃

4)988.4mg\/L、724.5mg\/L、22.4℃

5)987.4mg\/L、724.6mg\/L、22.4℃

对结果进行排序选择986.4mg\/L、726.6mg\/L、22.4℃为最终结果。

步骤4：通过摸触摸显示屏1输入被测绝缘子的型号，主控电路及电源5根据被测绝缘子的型号XP-21确定被测绝缘子的外表面积为1974cm^{2<\/sup>，通过溶液电导率以及浑浊度值的中间值除以被测绝缘子的外表面积得出待修正等值盐密值为0.4996mg\/cm^{2<\/sup>和待修正灰密值为0.3682mg\/cm^2<\/sup>；}}

步骤5：主控电路及电源5根据溶液温度中间值对待修正等值盐密和待修正灰密进行修正，即可得到等值盐密值最终为0.4997mg\/cm^{2<\/sup>和灰密值0.3683mg\/cm^2<\/sup>；}

步骤6：通过摸触摸显示屏1点击排水按钮，主控电路及电源5控制排水电机3开始工作将测量容器7内的被测溶液排出；

进一步地，所述步骤2中间歇性搅拌为每秒钟搅拌两次，搅拌十次后搅拌结束。

实验例1

使用现有检测技术对绝缘子型号为XP-10进行测试，该绝缘子与实施例1是在同一地点以及相同条件下获得的，其测试操作流程如下：

首先使用500mL对绝缘子进行擦洗，使用电导率传感器测试溶液电导率并进行纪录，再对溶液进行过滤，将过滤所得杂质进行烘干，最后称取杂质质量。根据电导率和杂质质量计算得到等值盐密度与灰密度。其测试结果如下：等值盐密度：0.0024mg\/cm^{2<\/sup>，等值灰密度未得到有效结果；经对比可发现在灰密度较小情况下利用现有称重测量的方式由于受影响因素过多无法得到有效测量结果，其它测试结果相对本实用新型所用方法得到的测试结果相差不大但均偏小，推测为未加温度修正引起。}

实验例2

实验准备：将型号为XP-21的绝缘子清洗干净并晾干，使用精密电子天平称取500mg硅藻土与500mg氯化钠，对其进行均匀混合，混合后均匀洒在绝缘子的表面，并通过本实用新型的测试方法进行测试，其具体包括如下步骤：

步骤1：将被测绝缘子用1000mL蒸馏水进行清洗，将清洗后得到的溶液由测量容器进口10倒入测量容器7内；

1)497.2mg\/L、493.6mg\/L、18.1℃

2)496.4mg\/L、495.7mg\/L、18.5℃

3)497.5mg\/L、494.9mg\/L、18.5℃

4)498.4mg\/L、494.5mg\/L、18.4℃

5)497.4mg\/L、494.6mg\/L、18.4℃

对结果进行排序选择496.4mg\/L、494.6mg\/L、18.4℃为最终结果。

步骤4：通过摸触摸显示屏1输入被测绝缘子的型号，主控电路及电源5根据被测绝缘子的型号XP-21确定被测绝缘子的外表面积为1974cm^{2<\/sup>，通过溶液电导率以及浑浊度值的中间值除以被测绝缘子的外表面积得出待修正等值盐密值为0.2514mg\/cm^{2<\/sup>和待修正灰密值为0.2506mg\/cm^2<\/sup>；}}

步骤5：主控电路及电源5根据溶液温度中间值对待修正等值盐密和待修正灰密进行修正，即可得到等值盐密值最终为0.2518mg\/cm^{2<\/sup>和灰密值0.2512mg\/cm^2<\/sup>；}

步骤6：通过摸触摸显示屏1点击排水按钮，主控电路及电源5控制排水电机3开始工作将测量容器7内的被测溶液排出；

进一步地，所述步骤2中间歇性搅拌为每秒钟搅拌两次，搅拌十次后搅拌结束。

通过本实用新型的测试方法得知型号为XP-21的绝缘子的等值盐密值为0.2518mg\/cm^{2<\/sup>，灰密值为0.2512mg\/cm^{2<\/sup>；而通过计算得出灰密度的标准值为：硅藻土重量除以绝缘子表面积，即500mg\/1974cm^{2<\/sup>＝0.2533mg\/cm^{2<\/sup>，等值盐密值的标准值为：氯化钠重量除以绝缘子表面积，即500mg\/1974cm^{2<\/sup>＝0.2533mg\/cm^{2<\/sup>；由上述对比可知，本实用新型的测试方法得出的灰密度值和等值盐密值的结果与标准值的误差均小于1％。}}}}}}

需要指出的是在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内部”、“顶部”、“侧部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；也可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

设计图

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