一种提升绝缘子等值灰密检测能力的装置及方法与流程

1.本发明属于电力系统现场污秽等级检测技术领域，具体的是一种提升绝缘子等值灰密检测能力的装置及方法。


背景技术：

2.电网长期运行在户外的线路和变电站设备污秽外绝缘设计的基础是污秽区域等级划分，我国防污标准和国际电工委员会iec60815《污秽条件下高压绝缘子选用导则第一部分：定义、信息和一般原则》，针对污秽采用污秽度进行定量表征，定量参数是等值附盐密度(esdd)和等值附灰密度(nsdd)，其中等值附灰密度是指绝缘子表面非可溶残渣，一般来源于大气环境中的飘尘和降尘两种污染物，对于这些表面非可溶残渣的测量iec标准和国内标准，采用方法为手工清扫收集，在测量了等值附盐密度之后的污秽水应使用漏斗过滤、干燥和对含有污秽的过滤纸(残渣)烘干称重，这是一种常规自重过滤分离方法，广泛应用于化学分析、环境监测，漏斗过滤是以滤纸作为介质，在重力的作用下，使流体通过滤纸的孔道而使固体颗粒被截留下来，从而实现固体颗粒与流体分离的目的，漏斗过滤法应用比较广泛，但是其本身存在着过滤时间长，一个试样需要数小时才能完成，工作效率低无法满足电力系统大量检测问题。
3.专利申请的公开号cn112386983a、cn209764826u等采用光学检测方式，由于涉及检测液体的不溶污秽物颗粒大小、形状不同，不溶污秽物对光的吸收程度和透光程度差异，检测光源稳定性不同等影响检测精度，同时污染源不同需要对的污秽物的特征谱线强度与等值灰密、盐密相关性进行标定，因此对于等值灰密存在检测精度和测量便捷性较差。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种提升绝缘子等值灰密检测能力的装置及方法，进一步提升电力系统防污闪现场污秽等级检测效率。
5.本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：
6.一种绝缘子等值灰密度检测装置，包括装置本体，以及设置在本体内的内胆和离心电机，所述装置本体的内部由隔板分成上中下三部分，上部安装内胆，中部安装离心电机，下部安装称重组件；于所述内胆中设有漏斗型离心杯，且所述漏斗型离心杯的底部设有外齿轴，所述离心电机的旋转驱动轴顶部设有与外齿轴相适配的内齿联轴器，所述外齿轴嵌入内齿联轴器中，与内齿联轴器啮合连接；所述漏斗型离心杯的顶部设有环形滑轨，所述内胆与环形滑轨紧密接触，于所述环形滑轨内设有多个滚珠。
7.所述称重组件包括电子天平、内胆称重支架和漏斗型离心杯称重支架；所述内胆称重支架将内胆置于电子天平的托盘上进行称重，所述漏斗型离心杯称重支架将漏斗型离心杯置于电子天平的托盘上进行称重。
8.进一步地，所述环形滑轨与漏斗型离心杯为一体式加工而成。
9.进一步地，所述离心电机的旋转驱动轴顶部安装若干密封轴承，所述密封轴承与
旋转驱动轴顶部、内齿联轴器过盈配合。
10.进一步地，所述内胆的底部设有多个定位销，所述隔板的对应位置设有定位孔，所述内胆通过将定位销插入定位孔后进行定位。
11.进一步地，所述隔板的中心设有凸起的套筒，所述离心电机的旋转驱动轴穿过套筒与漏斗型离心杯连接，所述漏斗型离心杯底部与套筒之间设有密封垫。
12.进一步地，所述装置本体的上端设有顶盖，所述顶盖的两端与装置本体之间设有多个紧锁机构。所述紧锁机构包括马鞍型上压板、马鞍型下压板和锁紧螺栓；所述顶盖的两端设有马鞍型上压板，所述装置本体的对应位置设有马鞍型下压板，将上下压板对齐后通过锁紧螺栓固定。
13.进一步地，所述内胆称重支架为框架结构，两个支柱贯穿隔板，对应分别置入定位孔；所述漏斗型离心杯称重支架为框架结构，两个支柱贯穿隔板的中心设有凸起的套筒，与套筒平齐。
14.进一步地，在所述内胆称重支架的一个支柱上设置一号折叠升降装置；所述一号折叠升降装置通过传动电机转动滑道内的螺纹杆调节交叉折叠升降架的位置。
15.在伸展状态下，两个支柱与定位销连接，将内胆托起升高，并且把内胆及内胆盛的分离液置于电子天平的托盘上称重；在收缩状态下，两个支柱与定位销脱离，内胆称重支架脱离电子天平的托盘。
16.进一步地，所述漏斗型离心杯称重支架上设有二号折叠升降机构，以及用于安装二号折叠升降机构的固定板；所述二号折叠升降机构通过传动电机转动滑道内的螺纹杆调节交叉折叠升降架的位置。
17.在伸展状态下，两个支柱与漏斗型离心杯底部相接，将漏斗型离心杯托起升高，并且把漏斗型离心杯及漏斗型离心杯盛有的固体物置于电子天平的托盘上称重；在收缩状态下，两个支柱与漏斗型离心杯脱离，漏斗型离心杯称重支架脱离电子天平的托盘。
18.一种提升绝缘子等值灰密检测能力的方法，包括如下几个步骤：
19.s1.记录测污液净重wo；
20.s2.在干燥环境下将已经干燥过的定量滤纸，折叠好放在漏斗型离心杯中，称量“滤纸 漏斗型离心杯”质量wl和内胆质量wn，并且记录；
21.s3.将放置定量滤纸的漏斗型离心杯装配到内胆中，锁紧顶盖，整体调试检测装置；
22.s4.将测污液注入漏斗型离心杯，启动离心机电源对待测污液液体和固态污物wg进行的离心分离，通常1次离心分离设定约3-5分钟，离心机速度为1800-3000r/min；
23.s5.对完成分离含有液体内胆称其总重w
ν y1
,采用去皮法获取分离液体重量，wy＝w
ν y1-w
ν
，并且记录；
24.s6.对完成分离含有固态污物的漏斗型离心杯称其总重w
l c
,采用去皮法获取分离液体重量，wc＝w
l c-w
l
固态污物wc分别称重，并且记录；
25.s7.利用w
c1
＝w
o-wy计算固态污物净重，公式计算wc和w
c1
平均值；
26.s8.对wc和w
c1
进行比较，按照计算相对偏差：
27.当dr不大于5％时，视为污液的固态物分离完毕，依据公式计算被测绝缘子等值灰密(nsdd)；
28.当dr大于5％时，将入漏斗型离心杯和已经分离的固态污物重新置入分离机内，再次进行分离，当前、后两次分离所测量固态污物质量相差不大于5mg,视为恒重，测量固态污物净重w，根据公式计算被测绝缘子等值灰密(nsdd)。
29.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
30.本发明提供了一种提升绝缘子等值灰密检测能力的装置，对被测液体自动进行过滤，实现固体颗粒与流体分离的目的，过滤时间短工作效率高，可以解决电力系统大量检测问题。漏斗型离心杯底部外齿轴嵌入内齿连轴器，将离心电机的转动轴连接为一体，同时漏斗型离心杯的顶部与环形滑轨联成一体，环形滑轨与内胆紧密配合，在电机通过转动轴带动漏斗型离心杯旋转时，实现高精度动平衡性，从而降低了整机的噪音，结构简单，增加机器的使用寿命。称重组件可以采用去皮法对内胆和漏斗型离心杯中的内容物直接称重，简单方便。
31.本发明提供了一种提升绝缘子等值灰密检测能力的方法，基于不同的物体分子有不同的体积和密度在离心力作用下只需较短的时间即能获得大于重力，获取到快速沉降的效果，漏斗型离心杯注入待测污液，当离心机提供旋转的离心力远远大于重力，被测污液在离心力的作用溶液中液体通筛网析出到内胆中，不溶物被隔离沉淀吸附到筛网内部定量滤纸上，实现在数分钟内快速检测等值附灰密度。
附图说明
32.图1是检测装置结构示意图；
33.图2是图1中a部分放大示意图；
34.图3是离心机结构主视图；
35.图4是离心机结构俯视图；
36.图5是内胆容器结构主视图；
37.图6是内胆容器结构俯视图；
38.图7是漏斗型离心杯结构主视图；
39.图8是漏斗型离心杯结构俯视图
40.图9是内齿连轴器结构主视图；
41.图10是内齿连轴器结构俯视图；
42.图11是顶盖结构主视图；
43.图12是顶盖结构俯视图；
44.图13是称重组件结构主视图；
45.图14是图13中b部分放大示意图；
46.图15是离心分离法检测绝缘子等值灰密度流程图；
47.图中，1、顶盖，2、装置本体，3、内胆，4、漏斗型离心杯，5、离心电机，6、隔板，7、内齿联轴器，8、密封轴承，9、环形滑轨，10、紧缩螺栓，21、马鞍型下压板，31、定位销，32、密封垫，
33、套筒，41、外齿轴，42、筛网，61、注入孔，62、把手，63、马鞍型上压板，91、滚珠，131托盘，132、一号折叠升降装置，133、二号折叠升降装置。
具体实施方式
48.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
49.如图1-14所示，一种绝缘子等值灰密度检测装置，包括顶盖1、装置本体2、内胆3、漏斗型离心杯4、离心电机5、隔板6、内齿联轴器7、密封轴承8、环形滑轨9和紧缩螺栓10。装置本体2的内部由隔板6分成上中下三部分，隔板6的中心设有凸起的套筒33，便于离心电机5的旋转驱动轴穿过。
50.装置本体2的中部底板安装离心电机5，用于产生离心力。离心电机5的旋转驱动轴穿过隔板中心凸起的套筒33，安装密封轴承8，密封轴承8与旋转驱动轴顶部、内齿连轴器7过盈配合。
51.装置本体2的上部承装离心机的内胆3，内胆3中设有漏斗型离心杯4，且漏斗型离心杯4的底部设有外齿轴41，离心电机5的旋转驱动轴顶部设有与外齿轴41相适配的内齿联轴器7，外齿轴41嵌入内齿联轴器7中，与内齿联轴器7啮合连接，漏斗型离心杯4通过离心电机5的转动实现旋转，从而获取离心力。
52.装置本体2下部安装称重组件，称重组件包括电子天平13、内胆称重支架11和漏斗型离心杯称重支架12；所述内胆称重支架11将内胆置于电子天平13的托盘131上进行称重，所述漏斗型离心杯称重支架12将漏斗型离心杯置于电子天平的托盘141上进行称重。
53.如图7-8所示，漏斗型离心杯4的顶部设有与之联为一体的环形滑轨9，环形滑轨9内设有多个滚珠91，内胆3与环形滑轨9紧密接触，提高漏斗型离心杯4旋转时的稳定程度。
54.如图5-6所示，内胆3的底部设有两个定位销31，隔板6的对应位置设有定位孔，内胆3通过将定位销31插入定位孔后进行定位。内胆3中心凸起顶端采用密封垫32防止内胆3中液体流入装置本体2内，用内胆3收集被分离出来的液体，密封垫32的材质为橡胶。
55.装置本体2的上端设有顶盖1，顶盖1的两端与装置本体2之间设有多个紧锁机构。需要说明的是，紧锁机构包括马鞍型上压板63、马鞍型下压板21和锁紧螺栓10，顶盖1的两端设有马鞍型上压板63，装置本体2的对应位置设有马鞍型下压板21，将上下压板对齐后通过锁紧螺栓10固定及密封，顶盖的上端设有注入孔和把手，方便被测液体的注入。漏斗型离心杯4的下部为网状，在离心力作用下可以快速将注入的被测污液中的液体通筛网42析出到内胆中，不溶物被隔离沉淀吸附到筛网42内部定量滤纸上，实现快速检测等值附灰密度。
56.如图13-14所示，内胆称重支架11为框架结构，其两个支柱贯穿隔板6，对应分别置入定位孔。漏斗型离心杯称重支架12同样为框架结构，其上端两个支柱贯穿隔板6的中心设有凸起的套筒33，与套筒33平齐。
57.需要说明的是，在内胆称重支架11的一个支柱上设置一号折叠升降装置132。一号折叠升降装置132通过传动电机转动滑道内的螺纹杆调节交叉折叠升降架的位置。在伸展状态下，两个支柱与定位销31连接，将内胆托起升高，并且把内胆及内胆盛的分离液置于电
子天平13的托盘131上称重；在收缩状态下，两个支柱与定位销31脱离，内胆称重支架11脱离电子天平13的托盘131。
58.需要说明的是，漏斗型离心杯称重支架12上设有二号折叠升降机构133，以及用于安装二号折叠升降机构133的固定板。二号折叠升降机构133通过传动电机转动滑道内的螺纹杆调节交叉折叠升降架的位置。在伸展状态下，两个支柱与漏斗型离心杯4底部相接，将漏斗型离心杯4托起升高，并且把漏斗型离心杯4及漏斗型离心杯盛有的固体物置于电子天平13的托盘131上称重；在收缩状态下，两个支柱与漏斗型离心杯脱离，漏斗型离心杯称重支架12脱离电子天平13的托盘131。
59.如图15所示，一种提升绝缘子等值灰密检测能力的方法，包括如下几个步骤：
60.s1.记录测污液净重wo。
61.s2.在干燥环境下将已经干燥过的定量滤纸，折叠好放在漏斗型离心杯中，称量“滤纸 漏斗型离心杯”质量wl和内胆质量wn，并且记录。
62.s3.将放置定量滤纸的漏斗型离心杯装配到内胆中，锁紧顶盖，整体调试检测装置；
63.s4.将测污液注入漏斗型离心杯，启动离心机电源对待测污液液体和固态污物wg进行的离心分离，通常1次离心分离设定约3-5分钟，离心机速度为1800-3000r/min。
64.s5.对完成分离含有液体内胆称其总重w
ν y1
,采用去皮法获取分离液体重量，wy＝w
ν y1-w
ν
，并且记录。
65.s6.对完成分离含有固态污物的漏斗型离心杯称其总重w
l c
,采用去皮法获取分离液体重量，wc＝w
l c-w
l
固态污物wc分别称重，并且记录。
66.s7.利用w
c1
＝w
o-wy计算固态污物净重，公式计算wc和w
c1
平均值。
67.s8.对wc和w
c1
进行比较，按照计算相对偏差。
68.当dr不大于5％时，视为污液的固态物分离完毕，依据公式计算被测绝缘子等值灰密(nsdd)。
69.当dr大于5％时，将入漏斗型离心杯和已经分离的固态污物重新置入分离机内，再次进行分离，当前、后两次分离所测量固态污物质量相差不大于5mg,视为恒重，测量固态污物净重w，根据公式计算被测绝缘子等值灰密(nsdd)。
70.基于不同的物体分子有不同的体积和密度在离心力作用下只需较短的时间即能获得大于重力，获取到快速沉降的效果，漏斗型离心杯注入待测污液，当离心机提供旋转的离心力远远大于重力，被测污液在离心力的作用溶液中液体通筛网析出到内胆中，不溶物被隔离沉淀吸附到筛网内部定量滤纸上，实现快速检测等值附灰密度。
71.本专利提供提升绝缘子等值灰密检测能力的方法及装置，具体实现该技术方案的方法和途径很多，上所述仅是本专利优选简捷实施方式，对于本技术领域普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，做出若干改进和润饰，如通过附加重力传感器直接进行检测
污液、固态污物等质量，实现自动测量，这些改进和润饰同样视为本专利的保护范围，本实施例中未明确的各组成部份均可用现有技术加以实现。