一种开关柜内绝缘材料性能测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电气设备测试技术领域，尤其涉及一种开关柜内绝缘材料性能测试装置及方法。其中：高压电极与低压电极分别与开关柜内绝缘材料的高压测试电极以及低压测试电极对应连接；电压控制模块与高压电极连接；升温模块设置于测试容器的底部内侧；温度控制模块与升温模块连接；电流监测模块与低压电极连接；数据采集模块分别与温度监测模块和电流监测模块连接；上位机分别与数据采集模块、电压控制模块以及温度控制模块连接；本发明专利技术能够通过升温模块模拟开关柜内的环境温度，并通过对环境温度与工作电流的关系来评估开关柜内绝缘材料性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种开关柜内绝缘材料性能测试装置及方法


[0001]本专利技术涉及电气设备绝缘
，尤其涉及一种开关柜内绝缘材料性能测试装置及方法。

技术介绍

[0002]开关柜是生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的电气设备(包括控制器件、保护器件、测量器件)以及母线、载流导体、绝缘材料等装配在封闭的或者敞开的金属柜体内，接受和分配电能的模块，是电力系统中不可或缺的重要电气设备，它的安全性与整个输配电系统的安全性息息相关。
[0003]开关柜主要分为母线室、断路器室、二次控制室(仪表室)以及送线室，各室之间一般通过钢板隔离并由绝缘材料进行保护和支撑；在实际运行过程中，随着运行时间的增加开关柜会由于柜体内温度的变化，使得其内部绝缘材料的绝缘性能逐步降低，导致开关柜产生故障的可能性大大增加。
[0004]目前国内外缺乏在长期带电运行状态下，柜体内温度对开关柜绝缘材料性能影响的测试，导致测试人员对于开关柜内的绝缘材料性能判断不准确，进而引起开关柜在工作过程中发生贯穿性击穿等事故，威胁人们的生命财产安全。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种开关柜内绝缘材料性能测试装置及方法，用于解决目前对于开关柜内绝缘材料的性能测试不准确的问题。
[0006]本专利技术第一方面提供一种开关柜内绝缘材料性能测试装置，所述开关柜内绝缘材料包括：上位机、电压控制模块、高压电极、低压电极、温度控制模块、升温模块、温度监测模块、电流监测模块、数据采集模块、测试容器；
[0007]所述高压电极与所述低压电极间隔设置于测试容器内，中间形成用于设置开关柜内绝缘材料的测试工位；
[0008]所述高压电极与所述低压电极分别与开关柜内绝缘材料的高压测试电极以及低压测试电极对应连接；
[0009]所述电压控制模块与所述高压电极连接，用于产生测试用工作电压；
[0010]所述升温模块设置于所述测试容器的底部内侧，用于升高所述测试容器内部温度；
[0011]所述温度控制模块与所述升温模块连接，用于控制所述升温模块产生的温度高低；
[0012]所述温度监测模块设置于测试容器的内部侧壁，用于实时监测测试容器的内部温度；
[0013]所述电流监测模块与所述低压电极连接，用于实时监测所述低压电极的输出电流；
[0014]所述数据采集模块分别与所述温度监测模块和所述电流监测模块连接，用于采集所述温度监测模块监测到的温度数据以及所述电流监测模块监测到的电流数据；
[0015]所述上位机分别与所述数据采集模块、所述电压控制模块以及所述温度控制模块连接，用于获取所述数据采集模块采集的温度数据和电流数据、根据预设的电压值向所述电压控制模块发送电压控制信号以及根据预设的温度值向所述温度控制模块发送温度控制信号。
[0016]具体的，所述根据预设的温度值向所述温度控制模块发送温度控制信号，具体为：
[0017]根据预设的温度值向所述温度控制模块发送温度信号，当采集的温度数据中的温度值大于预设的温度值时，向所述控制模块发送停止温度调节信号。
[0018]具体的，所述升温模块由四个功率相等的发热单元组成，并且四个所述发热单元对称设置于所述测试容器的底部。
[0019]具体的，所述温度监测模块包括：第一温度传感器和第二温度传感器；
[0020]所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别对称设置于所述测试容器的内部侧壁。
[0021]具体的，所述上位机获取所述数据采集模块采集的所述第一温度传感器和所述第二温度传感器所监测到的温度数据后，先对获取到的温度数据取算数平均值然后进行存储。
[0022]本专利技术另一方面还提供一种开关柜内绝缘材料性能测试方法，包括以下步骤：
[0023]S10：根据预设电压值控制电压控制模块向开关柜内绝缘材料施加电压，并通过温度监测模块和电流监测模块监测测试容器内的温度以及开关柜内绝缘材料的第一工作电流；
[0024]S20：根据预设温度值向温度控制模块发出温度控制信号，以通过温度控制模块控制升高测试容器的内部温度，当内部温度变化至预设温度并维持加热时长后停止加热，结束一次测试；
[0025]S30：按照预设的温度间隔增加预设温度值，并重复步骤S20，直至温度上升至最高预设温度值，停止测试；
[0026]S40：获取测试容器内的起始温度、每次停止加热后测试容器的内部温度，建立关于第二工作电流与线性误差因子之间的第一函数关系式；
[0027]S50：建立关于第一工作电流、第二工作电流、测试次数以及误差因子之间的第二函数关系，将每次测试对应的第一工作电流的值、第二工作电流得的值代入第二函数关系式进行迭代计算，直至得到使第一、第二工作电流之间误差最小的修正误差因子的值；
[0028]S60：将修正误差因子的值代入中所述第一函数关系式中，得到修正后的工作电流的值；
[0029]S70：根据修正后的工作电流，以及第一工作电流的值，求出性能评估因子，并根据所述性能评估因子判断开关柜内绝缘材料的性能。
[0030]具体的，步骤S50具体包括以下步骤：
[0031]S51：建立关于第一工作电流流、第二工作电流以及误差因数x之间的函数关系式；
[0032]S52：执行退火算法，随机产生误差因子的初始解，计算目标函数f(x)，并设置迭代次数；
[0033]S53：产生扰动新解x'，计算目标函数Δf＝f(x)
‑
f(x')；若Δf≥0，则接受扰动新解x'，否则，按概率接受准则接受新解；
[0034]S54：判断是否达到迭代次数，若达到迭代次数则进入步骤S54，否则，重新进入步骤S52；
[0035]S55：判断是否满足终止条件，若满足则运算结束，将x'作为修正误差因子输出，否则重置迭代次数并进入步骤S52。
[0036]具体的，当性能评估因子σ∈(0,0.04]时，表征开关柜绝缘性能正常；当性能评估因子σ∈(0.04,0.06]时，表征开关柜绝缘性能劣化；当性能评估因子σ∈(0.06,1]时，表征开关柜绝缘性能失效。
[0037]具体的，所述扰动新解x'通过对所述误差因子x的初始解乘衰减系数获得，衰减系数的取值范围为0.95
‑
0.99。
[0038]具体的，概率接受准则为Metropolis准则。
[0039]本专利技术的有益效果在于，本专利技术第一方面提供一种开关柜内绝缘材料性能测试装置，包括：上位机、电压控制模块、高压电极、低压电极、温度控制模块、升温模块、温度监测模块、电流监测模块、数据采集模块、测试容器；高压电极与低压电极间隔设置于测试容器内，中间形成用于设置开关柜内绝缘材料的测试工位；高压电极与低压电极分别与开关柜内绝缘材料的高压测试电极以及低压测试电极对应连接；电压控制模块与高压电极连接，用于产生测试用工作电压；升温模块设置于测试容器的底部内侧，用于升高测试容器内部温度；温度控制模块与升温模块连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关柜内绝缘材料性能测试装置，其特征在于，包括：上位机、电压控制模块、高压电极、低压电极、温度控制模块、升温模块、温度监测模块、电流监测模块、数据采集模块、测试容器；所述高压电极与所述低压电极间隔设置于测试容器内，中间形成用于设置开关柜内绝缘材料的测试工位；所述高压电极与所述低压电极分别与开关柜内绝缘材料的高压测试电极以及低压测试电极对应连接；所述电压控制模块与所述高压电极连接，用于产生测试用工作电压；所述升温模块设置于所述测试容器的底部内侧，用于升高所述测试容器内部温度；所述温度控制模块与所述升温模块连接，用于控制所述升温模块产生的温度高低；所述温度监测模块设置于测试容器的内部侧壁，用于实时监测测试容器的内部温度；所述电流监测模块与所述低压电极连接，用于实时监测所述低压电极的输出电流；所述数据采集模块分别与所述温度监测模块和所述电流监测模块连接，用于采集所述温度监测模块监测到的温度数据以及所述电流监测模块监测到的电流数据；所述上位机分别与所述数据采集模块、所述电压控制模块以及所述温度控制模块连接，用于获取所述数据采集模块采集的温度数据和电流数据、根据预设的电压值向所述电压控制模块发送电压控制信号以及根据预设的温度值向所述温度控制模块发送温度控制信号。2.根据权利要求1所述的开关柜内绝缘材料性能测试装置，其特征在于，所述根据预设的温度值向所述温度控制模块发送温度控制信号，具体为：根据预设的温度值向所述温度控制模块发送温度信号，当采集的温度数据中的温度值大于预设的温度值时，向所述控制模块发送停止温度调节信号。3.根据权利要求1所述的开关柜内绝缘材料性能测试装置，其特征在于，所述升温模块由四个功率相等的发热单元组成，并且四个所述发热单元对称设置于所述测试容器的底部。4.根据权利要求1所述的开关柜内绝缘材料性能测试装置，其特征在于，所述温度监测模块包括：第一温度传感器和第二温度传感器；所述第一温度传感器和所述第二温度传感器分别对称设置于所述测试容器的内部侧壁。5.根据权利要求4所述的开关柜内绝缘材料性能测试装置，其特征在于，所述上位机获取所述数据采集模块采集的所述第一温度传感器和所述第二温度传感器所监测到的温度数据后，先对获取到的温度数据取算数平均值然后进行存储。6.一种开关柜内绝缘材料性能测试方法，应用于权利要求1
‑
5所述的开关柜内绝缘材料性能测试装置，其特征在于，包括以下步骤：S10：根据预设电压值控制电压控制模块向开关柜内绝缘材料施加电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒真，何子兰，陈斯翔，孙广慧，郭国伟，吴江一，邓日潮，陈柏全，陈邦发，韦奔，刘益军，黄静，陈健卯，陆志欣，邹俊英，范心明，梁家盛，董镝，吴沃生，温可明，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：