[发明专利]一种盆式绝缘子密度均匀性测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超高压和特高压电网中的GIS（金属绝缘金属封闭开关），尤其涉及一种涉及用于检测GIS盆式绝缘子密度均匀性测试方法。

背景技术

GIS中文全称为金属绝缘金属封闭开关，是现代电网的核心部件。GIS部件由中心导体及操作件、壳体、盆式绝缘子组成，内部空间充六氟化硫气体绝缘气体。如图1所示，盆式绝缘子为盆式结构，上部中心镶嵌圆柱状导体，下盆沿突出部位是绝缘盆和GIS筒体连接部位。1000kV线路盆式绝缘子厚度一般60mm-90mm之间，盆高在300mm-400mm之间；500kV盆式绝缘子厚度一般在40mm-70mm之间，盆高在250mm-350mm之间；500kV以下盆式绝缘子厚度一般在25mm-40mm之间，盆高在200mm-400mm之间。盆式绝缘子是复合材料，由环氧树脂和氧化铝粉机械混合搅拌，在金属模具内真空浇铸成型，经过二次固化，氧化铝颗粒在环氧树脂中形成“岛状”结构，主要缺陷为裂纹、气孔、夹杂物、绝缘盆密度不均匀造成的应力破坏以及中心柱状导体和绝缘盆之间粘结不良。在特高压电网线路中使用的盆式绝缘子由于尺寸大，厚度大，固化温度和固化工艺影响下，氧化铝和环氧树脂聚集程度存在差异，因而形成了盆式绝缘子不同部位的密度差异，这种密度差异的存在是盆式绝缘子形成内部应力的主要原因。当盆式绝缘子密度均匀性较差时，局部内应力过大，造成使用中盆式绝缘子开裂形成气体间隙，空气间隙被高压击穿，释放大量热能，造成盆式绝缘子烧毁，导致整个线路发生停电事故。

目前，国际国内测试盆式绝缘子密度均匀性的方法主要是杨氏模量测试法，通过测试盆式绝缘子不同部位的杨氏模量，得出不同部位的杨氏模量差值，来间接反映工件的均匀性。杨氏模量测试方法是逐点测试，测试数据局限性大，效率低。而且测试需要接触工件表面，影响工件表面光洁度，容易诱发运行中的放电击穿。

发明内容

本发明的目的是提供一种盆式绝缘子密度均匀性测试方法，能够准确、有效的评价盆式绝缘子的密度均匀性，检测速度快，提高电网安全运行水平。

本发明采用下述技术方案：一种盆式绝缘子密度均匀性测试方法，包括以下步骤：（1）、将被检测的盆式绝缘子放置在旋转平台上，采用工业射线层析检测技术，射线垂直于盆式绝缘子轴线透照，获得盆式绝缘子圆环状层析图像；（2）、将盆式绝缘子圆环状层析图像按照共同圆心划分为相同角度的扇形，每个扇形按照共同圆心的径向等间距划分为扇形网格区域，通过测试每个扇形网格区域的灰度值，得出整个圆环状层析图像的灰度平均值；然后确定每个扇形网格区域灰度值与平均值之间的灰度差异百分比，

（3）、统计出正值最大灰度差异数值和负值最小灰度差异数值，其中正值最大灰度差异数值为密度最大点，负值最小灰度差异数值为密度最小点；

测试相邻两个扇形网格区域的灰度差异百分比差值变化率的绝对值，灰度差异百分比差值变化率的绝对值最大的为密度变化率最大区域；

所述的工业射线层析检测技术采用的是X射线。

本发明还公开了另外一种盆式绝缘子密度均匀性测试方法，包括以下步骤：

（1）、制作对比试样；

（2）、将对比试样放置在旋转平台上，采用工业射线层析检测技术，射线垂直于对比试样轴线透照，获得对比试样圆形层析图像；测试三个对比试块的灰度值，然后根据三个对比试块的灰度值和步骤（1）所得的精确密度确定灰度值与密度之间的对比关系曲线；

（3）、将被测盆式绝缘子放置在步骤（2）所述的旋转平台上，采用步骤（2）所述的工业射线层析检测技术，射线垂直于被测盆式绝缘子轴线透照，获得被测盆式绝缘子圆环状层析图像；

（4）、将被测盆式绝缘子圆环状层析图像按照共同圆心划分为相同角度的扇形，每个扇形按照共同圆心的径向等间距划分为扇形网格区域，通过测试每个扇形网格区域的灰度值，得出整个圆环状层析图像的灰度平均值；然后确定每个扇形网格区域灰度值与平均值之间的灰度差异百分比，

（5）、统计出正值最大灰度差异数值和负值最小灰度差异数值，其中正值最大灰度差异数值为密度最大点，负值最小灰度差异数值为密度最小点；

通过测试相邻两个扇形网格区域的灰度差异百分比差值变化率的绝对值，灰度差异百分比差值变化率的绝对值最大的为密度变化率最大区域；