绝缘子样品老化度检测方法技术

本发明专利技术公开了一种绝缘子样品老化度检测方法，解决了现有的绝缘子老化度磁共振检测磁体的磁场均匀度不高的问题。包括选取12个体积相同的磁性材料相同的立方体形磁体子模块（1）进行充磁，使每个立方体形磁体子模块的充磁强度相同充磁方向相同；将12个立方体形磁体子模块等弧度间隔地均布在同一圆周上的，在12个立方体形磁体子模块均布的该同一圆周所在圆的圆心位置上设置检测线圈（15），对检测线圈中的信号进行检测分析，对绝缘子样品进行电磁激励，产生的磁共振感应衰减信号经前置放大器、混频器和模数转换器依次处理后；通过观察和分析谱图上每一根特征谱线的高度等参量，并与标准数据进行对照，实现对绝缘子老化度的判断。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，解决了现有的绝缘子老化度磁共振检测磁体的磁场均匀度不高的问题。包括选取12个体积相同的磁性材料相同的立方体形磁体子模块（1）进行充磁，使每个立方体形磁体子模块的充磁强度相同充磁方向相同；将12个立方体形磁体子模块等弧度间隔地均布在同一圆周上的，在12个立方体形磁体子模块均布的该同一圆周所在圆的圆心位置上设置检测线圈（15），对检测线圈中的信号进行检测分析，对绝缘子样品进行电磁激励，产生的磁共振感应衰减信号经前置放大器、混频器和模数转换器依次处理后；通过观察和分析谱图上每一根特征谱线的高度等参量，并与标准数据进行对照，实现对绝缘子老化度的判断。【专利说明】
本专利技术涉及一种用于检测绝缘子样品的弛豫特性的磁共振永磁体检测方法，特别涉及一种用于检测绝缘子样品老化度的检测方法。
技术介绍
常规硅橡胶复合绝缘子的主要成分是聚二甲基硅氧烷，其分子以重复的硅氧键S1-O为主链，Si原子上直接连接有甲基、乙烯基等聚合物，围绕S1-O主链紧密排列的非极性甲基基团向表面取向，屏蔽了 S1-O的强极性，使得硅橡胶表面呈现出较好的憎水性。受外界恶劣环境或电晕放电等的影响，绝缘子发生老化，使得与主链Si原子相连的部分基团脱落，所含氢原子IH的状态发生改变，而磁共振技术根据IH的电磁特性，研究物质中IH的物理和化学性质及其所处的分子环境，并分析相关分子结构。采用磁共振方法对硅橡胶绝缘子IH状态的变化进行分析，可以间接实现对样品老化度的定性和定量表征。目前，复合绝缘子伞裙材料的在线检测方法主要有红外成像法和超声波检测法等。红外成像法，此法用于导线、接头、套管等发热检测及合成绝缘子局部异常发热检测，绝大多数由电场引起的绝缘材料损坏与温度有关。局部放电泄漏电流流过绝缘物质时的介电损耗或电阻损耗都可引起绝缘子局部温度升高。通过观察局部热点发出的红外线可发现某些缺陷。该法的缺点是仪器造价高、且温度测量易受阳光、大风、潮气、环境温度及一些能引起绝缘子表面温度急剧变化等因素的影响。超声波检测法，基于超声波在从一种介质进入到另一种介质的传播过程中会在两介质的交界面发生反射、折射和模式变换(纵、横波转换)的原理，通过接收超声波发生器(称为换能器)发出的脉冲超声波在进入绝缘子介质和穿出绝缘子介质时的反射波来限定绝缘子的位置区间。当绝缘子出现“开裂”时，则在接收到反射波的时间轴上将出现该缺陷的反射波，由时间轴上该缺陷波的大小及位置即可判断出缺陷在绝缘子中的具体情况。超声波检测操作简单、安全可靠、抗干扰能力强，主要用于检测绝缘子芯棒的裂纹。但其存在耦合、衰减及超声换能器性能等问题。另外，实测时高压端金具常发生电晕，产生的背景噪音会淹没绝缘子缺陷所发出的声波，不适合现场检测，比较适用于企业生产在线检测以及实验室检定等。公知的绝缘子老化度磁共振检测探头是由小型永磁体和射频线圈组成。将被测绝缘子样品放置于永磁体磁场之中，样品中的氢原子核发生磁性极化，射频线圈在样品区域产生一个与永磁体磁场方向垂直的射频脉冲磁场，将样品的静态磁化强度矢量扳倒90度，撤去射频脉冲磁场后在所述磁化强度矢量回归原始状态的过程中在射频线圈的两端产生感应电动势，即磁共振信号，对该信号进行基于横向弛豫时间(T2)的反演运算，得到T2谱，通过对谱线结构的分析可以确定被测绝缘子样品的挂网年限。专利号201210248887.7的《一种用于复合绝缘子伞裙老化无损检测的磁共振传感器》介绍了基于两块相对放置的永磁体和平面线圈的绝缘子老化度磁共振检测装置，通过机械调节两块永磁体之间的距离可以适应不同厚度的绝缘子样品。由于所述磁体为采用常规方法单体充磁而成，其在指定目标区域的磁场均匀性不高，会影响样品磁化的均匀性，进而降低磁共振信号的检测信噪比，增加绝缘子老化度的检测时间，另外，采用间距可调节的磁体组合方式，虽然可以增加所述检测装置的适用性，但是会使中间磁场的磁通密度发生变化，进而磁共振频率发生变化，就需要对射频线圈的共振频率进行重新调节，增加了装置使用的复杂性。不论是在实验室还是在变电站现场，一块强磁场磁体的存在给周围正常工作的电气设备会带来一定的安全隐患，特别是当对磁体进行移动时。
技术实现思路
本专利技术提供了一种，解决了现有的绝缘子老化度磁共振检测磁体的磁场均匀度不高，以及杂散磁场对周围环境的影响的技术问题。本专利技术是通过以下技术方案解决以上技术问题的: 一种绝缘子样品老化度检测装置，包括被检测绝缘子样品、检测线圈和12个充磁方向及充磁强度均相同的立方体形磁体子模块，12个体积相同的立方体形磁体子模块是等弧度间隔地均布在同一圆周上的，若选取其中的一个立方体形磁体子模块的充磁方向做为基准，在该同一圆周上，沿顺时针方向依次布置的各立方体形磁体子模块的充磁方向是沿顺时针方向依次旋转60度的，在12个立方体形磁体子模块均布的该同一圆周所在圆的圆心位置上设置有检测线圈，在检测线圈的中心轴上设置有被检测绝缘子样品，检测线圈的一端接地，检测线圈的另一端与阻抗匹配电容的一端连接，在检测线圈的两端并联有频率调谐电容，阻抗匹配电容的另一端分别与长度为1/4波长无损耗线的一端和串联二极管对管的一端连接，长度为1/4波长无损耗线的另一端分别与前置放大器的输入端和并联二极管对管的一端连接，并联二极管对管的另一端接地，前置放大器的输出端与门控开关的一端连接，门控开关的另一端与混频器的第一输入端连接，混频器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端与射频信号源的输入端连接，射频信号源的输出端分别与混频器的第二输入端和脉冲调制开关的输入端连接，脉冲调制开关的输出端与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出端与串联二极管对管的另一端连接。所述的被检测绝缘子样品为圆环体形状，被检测绝缘子样品设置在检测线圈的正上方。一种，包括以下步骤: 第一步、选取12个体积相同的磁性材料相同的立方体形磁体子模块进行充磁，使每个立方体形磁体子模块的充磁强度相同，并充磁方向也相同； 第二步、将12个立方体形磁体子模块等弧度间隔地均布在同一圆周上的，若选取其中的一个立方体形磁体子模块的充磁方向做为基准，在该同一圆周上，沿顺时针方向依次布置的各立方体形磁体子模块的充磁方向沿顺时针方向依次旋转60度的； 第三步、在12个立方体形磁体子模块均布的该同一圆周所在圆的圆心位置上设置检测线圈，在检测线圈的中心轴正上方设置被检测绝缘子样品； 第四步、将检测线圈的一端接地，将检测线圈的另一端与阻抗匹配电容的一端连接，在检测线圈的两端并联频率调谐电容，阻抗匹配电容的另一端分别与长度为1/4波长无损耗线的一端和串联二极管对管的一端连接，长度为1/4波长无损耗线的另一端分别与前置放大器的输入端和并联二极管对管的一端连接，并联二极管对管的另一端接地，前置放大器的输出端与门控开关的一端连接，门控开关的另一端与混频器的第一输入端连接，混频器的输出端与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端与计算机的输入端连接，计算机的输出端与射频信号源的输入端连接，射频信号源的输出端分别与混频器的第二输入端和脉冲调制开关的输入端连接，脉冲调制开关的输出端与功率放大器的输入端连接，功率放大器的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘子样品老化度检测方法，包括以下步骤：第一步、选取12个体积相同的磁性材料相同的立方体形磁体子模块（1）进行充磁，使每个立方体形磁体子模块（1）的充磁强度相同，并充磁方向也相同；第二步、将12个立方体形磁体子模块（1）等弧度间隔地均布在同一圆周上的，若选取其中的一个立方体形磁体子模块（1）的充磁方向（X）做为基准，在该同一圆周上，沿顺时针方向依次布置的各立方体形磁体子模块的充磁方向沿顺时针方向依次旋转60度的；第三步、在12个立方体形磁体子模块（1）均布的该同一圆周所在圆的圆心位置上设置检测线圈（15），在检测线圈（15）的中心轴正上方设置被检测绝缘子样品（17）；第四步、将检测线圈（15）的一端接地，将检测线圈（15）的另一端与阻抗匹配电容（16）的一端连接，在检测线圈（15）的两端并联频率调谐电容（3），阻抗匹配电容（16）的另一端分别与长度为1/4波长无损耗线（4）的一端和串联二极管对管（7）的一端连接，长度为1/4波长无损耗线（4）的另一端分别与前置放大器（5）的输入端和并联二极管对管（6）的一端连接，并联二极管对管（6）的另一端接地，前置放大器（5）的输出端与门控开关（10）的一端连接，门控开关（10）的另一端与混频器（11）的第一输入端连接，混频器（11）的输出端与模数转换器（12）的输入端连接，模数转换器（12）的输出端与计算机（14）的输入端连接，计算机（14）的输出端与射频信号源（13）的输入端连接，射频信号源（13）的输出端分别与混频器（11）的第二输入端和脉冲调制开关（9）的输入端连接，脉冲调制开关（9）的输出端与功率放大器（8）的输入端连接，功率放大器（8）的输出端与串联二极管对管（7）的另一端连接；第五步、在计算机的控制下，功率放大器输出CPMG脉冲序列，对绝缘子样品进行电磁激励，产生的磁共振感应衰减信号经前置放大器、混频器和模数转换器依次处理后，由计算机完成正交相敏检波，得到磁共振信号的实部和虚部频响分量，进一步对信号进行拉普拉斯变换，得到被测样品的横向弛豫时间分布谱；通过观察和分析谱图上每一根特征谱线的高度、位置和覆盖面积等参量，并与标准数据进行对照，实现对绝缘子老化度的判断。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张来福，刘国强，李晓南，高鹏，王琪，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：