本發(fā)明涉及電纜材料檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電纜絕緣材料表面電荷測量裝置與方法。

背景技術(shù)：

在高壓輸電領(lǐng)域，輸電電纜長期運行時，受到電、熱作用以及潮濕、進水等惡劣環(huán)境影響，因此，電纜不可避免出現(xiàn)老化、破損等故障，從而影響電力線路或設備的正常運行。為了減少電纜故障對電力線路或設備造成的運行損失，需對電纜進行表面電荷測試，通過測量電纜絕緣材料表面的電荷，分析該電纜的絕緣狀態(tài)，從而判斷該電纜的正常與否。其原理在于：故障電纜中的電荷發(fā)生變化時，將導致電纜內(nèi)的電場發(fā)生畸變，從而影響電纜絕緣材料表面的電荷。

對電纜絕緣材料表面電荷進行測試的過程包括，首先，產(chǎn)生脈沖信號并將其施加在待測電纜試樣上，待測電纜試樣在脈沖信號的激勵下在其絕緣材料的表面進行放電，并在絕緣材料表面產(chǎn)生電荷積累；然后，對電纜絕緣材料表面積累的電荷進行測量，最后，根據(jù)測量結(jié)果分析電纜的絕緣性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，對待測電纜試樣施加脈沖信號與測量電纜絕緣材料表面積累電荷量的步驟，需要在不同的儀器上進行，即通過脈沖發(fā)生裝置對待測電纜試樣施加脈沖信號后，需要人為將待測電纜試樣從脈沖發(fā)生裝置上取下，轉(zhuǎn)移至用于測量表面電荷的裝置上，才可對待測電纜絕緣材料表面積累電荷進行測量。在轉(zhuǎn)移待測電纜試樣的過程中，將產(chǎn)生一定的時間延遲，在此期間，待測電纜絕緣材料表面積累的電荷將發(fā)生衰減，因此，現(xiàn)有技術(shù)中測量的表面積累電荷并非瞬時表面積累電荷，因此，影響了對表面積累電荷測量結(jié)果的準確性，從而影響了對待測電纜試樣絕緣性能分析的準確性。同時，由于空間位置轉(zhuǎn)換導致電纜經(jīng)受更多的電磁干擾，也影響了對表面積累電荷的測量結(jié)果，從而影響了對待測電纜試樣絕緣性能的準確分析。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種電纜絕緣材料表面電荷測量裝置與方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中測量的電纜絕緣材料表面積累電荷并非瞬時積累電荷，從而影響表面積累電荷測量結(jié)果準確性，進而影響電纜絕緣性能分析結(jié)果準確性的問題。

一種電纜絕緣材料表面電荷測量裝置，包括測試信號發(fā)生單元、靜電測量單元、測試平臺與驅(qū)動單元，所述測試信號發(fā)生單元包括依次連接的脈沖電源模塊與脈沖發(fā)生器；所述靜電測量單元包括表面電位測量器，所述表面電位測量器用于測量待測電纜絕緣材料的表面電位；

所述測試平臺與驅(qū)動單元連接，所述測試平臺用于放置待測電纜試樣，所述驅(qū)動單元用于帶動所述測試平臺運動，使待測電纜試樣從與所述脈沖發(fā)生器對應的位置運動至與所述表面電位測量器對應的位置；

所述裝置還包括依次連接的電波接收器與控制模塊，所述電波接收器用于接收待測電纜試樣放電瞬間產(chǎn)生的電磁波信號；所述控制模塊包括驅(qū)動單元使能子模塊，所述驅(qū)動單元使能子模塊連接所述驅(qū)動單元，所述驅(qū)動單元使能子模塊用于啟動驅(qū)動單元。

優(yōu)選地，所述控制模塊還包括脈沖終止子模塊，所述脈沖終止子模塊與所述脈沖電源模塊相連接，所述脈沖終止子模塊用于控制所述脈沖電源模塊停止產(chǎn)生脈沖信號。

優(yōu)選地，所述裝置包括第一絕緣支架與第二絕緣支架，所述第一絕緣支架用于固定所述脈沖發(fā)生器，所述第二絕緣支架用于固定所述表面電位測量器。

優(yōu)選地，所述靜電測量單元還包括數(shù)據(jù)顯示模塊，所述數(shù)據(jù)顯示模塊用于顯示所述表面電位測量器采集的待測電纜絕緣材料表面的表面電位。

一種電纜絕緣材料表面電荷測量方法，包括，

利用測試信號發(fā)生單元產(chǎn)生預設波形的脈沖信號；

將所述脈沖信號施加給放置在測試平臺上的待測電纜試樣，使待測電纜試樣產(chǎn)生放電及表面電荷積累；

采集待測電纜試樣放電瞬間產(chǎn)生的電磁波信號，并將采集的電磁波信號輸送至控制模塊；

控制模塊中的驅(qū)動單元使能子模塊根據(jù)接收的所述電磁波信號，產(chǎn)生啟動指令信號，并將所述啟動指令信號輸送至驅(qū)動單元；

驅(qū)動單元接收啟動指令信號，帶動測試平臺進行運動；

測量待測電纜絕緣材料表面電荷的表面電位。

優(yōu)選地，所述方法還包括，

控制模塊中的脈沖終止子模塊根據(jù)接收的所述電磁波信號，產(chǎn)生停止指令信號，并將所述停止指令信號輸送至測試信號發(fā)生單元；

測試信號發(fā)生單元根據(jù)接收的停止指令信號，停止產(chǎn)生脈沖信號。

優(yōu)選地，所述方法還包括，顯示待測電纜絕緣材料表面電荷的表面電位。

本發(fā)明公開了一種電纜絕緣材料表面電荷測量裝置與方法，通過將脈沖信號施加在待測電纜試樣上，使待測電纜絕緣材料表面出現(xiàn)電荷累積，測量待測電纜絕緣材料的表面電位，通過所測量的表面電位計算待測電纜試樣絕緣材料表面的電荷量，進而分析待測電纜試樣的絕緣性能，評估待測電纜的老化程度或損壞狀況。測試過中，利用待測電纜試樣放電瞬間產(chǎn)生的電磁波信號，產(chǎn)生觸發(fā)測試平臺運動的啟動指令信號，通過測試平臺運動帶動待測電纜試樣的移動，避免其他物體與待測電纜試樣的接觸，防止待測電纜試樣表面電荷與其他物體發(fā)生電荷交換，從而提高測量結(jié)果的準確性。同時，利用待測電纜試樣放電瞬間產(chǎn)生的電磁波信號，產(chǎn)生觸發(fā)測試信號發(fā)生單元停止運行的停止指令信號，使表面電位測量器在測量待測電纜絕緣材料的表面電荷的過程中，不受脈沖性信號的干擾，因此，提高了表面電位測量器測量結(jié)果的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種電纜絕緣材料表面電荷測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種電纜絕緣材料表面電荷測量方法的流程圖；

圖1-2中的標號分別表示為：11-脈沖電源模塊，12-脈沖發(fā)生器，21-表面電位測量器，22-數(shù)據(jù)顯示模塊，3-測試平臺，4-驅(qū)動單元，5-電波接收器，6-控制模塊，61-驅(qū)動單元使能子模塊，62-脈沖終止子模塊，71-第一絕緣支架，72-第二絕緣支架。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種電纜絕緣材料表面電荷測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，電纜絕緣材料表面電荷測量裝置包括測試信號發(fā)生單元、靜電測量單元、測試平臺3與驅(qū)動單元4，其中，測試平臺3用于放置待測電纜試樣。

測試信號發(fā)生單元包括依次連接的脈沖電源模塊11與脈沖發(fā)生器12。脈沖電源模塊11可產(chǎn)生多種波形的脈沖信號，例如方波脈沖信號，為待測電纜試樣提供不同特性的激勵。脈沖電源模塊11產(chǎn)生測試所需的脈沖信號，并通過高壓導線將脈沖信號傳輸至脈沖發(fā)生器12，脈沖發(fā)生器12將脈沖信號施加在待測電纜試樣上。脈沖發(fā)生器的種類有多種，例如針電極，其均屬本發(fā)明的保護范圍。

脈沖信號作用于待測電纜試樣，使待測電纜絕緣材料表面出現(xiàn)電荷累積。本實施例中，靜電測量單元包括一表面電位測量器21，表面電位測量器21測量待測電纜絕緣材料的表面電位，通過所測量的表面電位計算待測電纜絕緣材料表面的電荷量，進而分析待測電纜的絕緣性能，評估待測電纜的老化程度或損壞狀況。

為了便于查看測量結(jié)果，本實施例中，靜電測量單元還包括數(shù)據(jù)顯示模塊22，數(shù)據(jù)顯示模塊22用于顯示表面電位測量器21采集的待測電纜絕緣材料表面的表面電位。

測試平臺3與驅(qū)動單元4連接，驅(qū)動單元4用于帶動測試平臺3運動，從而使待測電纜試樣從與脈沖發(fā)生器相對應的位置運動至與表面電位測量器相對應的位置。與采用人工轉(zhuǎn)移待測電纜試樣的方式相比，本實施例中，通過測試平臺運動帶動待測電纜試樣的移動，避免其他物體與待測電纜試樣的接觸，防止待測電纜試樣表面電荷與其他物體發(fā)生電荷交換，從而提高測量結(jié)果的準確性。

驅(qū)動單元4帶動測試平臺3運動，從而帶動待測電纜試樣從與脈沖發(fā)生器12對應位置處運動至與表面電位測量器21對應位置處。此過程的實現(xiàn)形式有多種，其均屬于本發(fā)明的保護范圍。例如，驅(qū)動單元包括一電機，電機內(nèi)伸出一伸縮桿，伸縮桿的自由端與測試平臺固定連接，電機帶動伸縮桿沿伸縮桿的軸線方向直線運動，從而帶動測試平臺水平運動。

本實施例中，驅(qū)動單元4包括一電機，電機內(nèi)伸出一旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸的自由端與測試平臺3固定連接，電機帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動測試平臺3轉(zhuǎn)動，其中，測試平臺3的旋轉(zhuǎn)軸垂直于測試平臺3所在平面。

在實際測試過程中，脈沖發(fā)生器12置于測試平臺3一端的上方，表面電位測量器21置于測試平臺3另一端的上方，測試平臺3上靠近脈沖發(fā)生器12放置待測電纜試樣，當測試平臺3旋轉(zhuǎn)180°后，將帶動待測電纜試樣旋至表面電位測量器21的下方。

當然，若測試平臺為一圓形平臺，可根據(jù)實際需要調(diào)整脈沖發(fā)生器與表面電位測量器的相對位置，通過控制測試平臺旋轉(zhuǎn)的角度，現(xiàn)實待測電纜試樣在脈沖發(fā)生器與表面電位測量器之間的位置移動。

為了固定待測電纜試樣與脈沖發(fā)生器12的相對位置，以及固定待測電纜試樣與表面電位測量器21的對應位置，本實施例中，電纜絕緣材料表面電荷測量裝置還設有一固定組件，固定組件包括第一絕緣支架71與第二絕緣支架72。第一絕緣支架用于將脈沖發(fā)生器固定在測試平臺的一端，第二絕緣支架用于將表面電位測量器固定在測試平臺的另一端。

在實際測試過程中，向待測電纜試樣施加脈沖信號后，待測電纜試樣將對脈沖信號響應，其絕緣材料表面發(fā)生放電，使大量電荷在其絕緣材料表面積累。待測電纜絕緣材料表面積累的電荷隨時間發(fā)生衰減，因此，為了確保測量結(jié)果的準確性，應當檢測待測電纜絕緣材料在放電瞬間表面瞬時積累的電荷。

本實施例中，電纜絕緣材料表面電荷測量裝置包括依次連接的電波接收器5與控制模塊6，電波接收器5用于接收待測電纜試樣放電瞬間產(chǎn)生的電磁波信號?？刂颇K6包括驅(qū)動單元使能子模塊61，驅(qū)動單元使能子模塊61與驅(qū)動單元4相連接，驅(qū)動單元使能子模塊61用于啟動驅(qū)動單元4。

在實際測試過程中，電波接收器將接收到的電磁波信號傳送至驅(qū)動單元使能子模塊；驅(qū)動單元使能子模塊根據(jù)接收到的電磁波信生產(chǎn)啟動指令信號，并將此信號發(fā)送至驅(qū)動單元；驅(qū)動單元接收到啟動指令信號后，驅(qū)動測試平臺旋轉(zhuǎn)，從而帶動待測電纜試樣從與脈沖發(fā)生器對應的位置處轉(zhuǎn)至與表面電位測量器對應的位置處，此時，表面電位測量器即可對待測電纜絕緣材料的表面電位進行測量。與現(xiàn)有技術(shù)中人工轉(zhuǎn)移待測電纜試樣相比，本實施例提供的電纜絕緣材料表面電荷測量裝置可靈敏的感應到待測電纜試樣的放電，并快速將待測電纜試樣轉(zhuǎn)移至表面電位測量器的對應位置處，以測量待測電纜試樣表面瞬時積累的電荷。

在表面電位測量器測量待測電纜絕緣材料的表面電位時，若脈沖發(fā)生器同時發(fā)生脈沖信號，將影響表面電位測量器測量的數(shù)據(jù)準確度。因此，本實施例例中，控制模塊6包括脈沖終止子模塊62，脈沖終止子模塊62與脈沖電源模塊11連接，脈沖終止子模塊62用于控制脈沖電源模塊11停止產(chǎn)生脈沖信號。

電波接收器將接收到的電磁波信號傳送至驅(qū)動單元使能子模塊，同時，也將電磁波信號傳送至脈沖終止子模塊。脈沖終止子模塊根據(jù)接收的電磁波信號，產(chǎn)生一終止指令信號，并將終止指令信號發(fā)送至脈沖電源模塊；脈沖電源模塊接收終止指令信號，停止產(chǎn)生脈沖信號。此時，表面電位測量器的測量待測電纜絕緣材料的表面電荷的過程將不受脈沖性信號的干擾，因此，提高了表面電位測量器測量數(shù)據(jù)準確性。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種電纜絕緣材料表面電荷測量方法的流程圖，該方法包括如下步驟：

步驟101，利用測試信號發(fā)生單元產(chǎn)生預設波形的脈沖信號。

本實施例中，采用測試信號發(fā)生單元產(chǎn)生預設波形的脈沖信號，測試信號發(fā)生單元包括依次連接的脈沖電源模塊與脈沖發(fā)生器。脈沖電源模塊可產(chǎn)生多種波形的脈沖信號，例如方波脈沖信號，為待測電纜試樣提供不同特性的激勵。

步驟102，將脈沖信號施加給放置在測試平臺上的待測電纜試樣，使待測電纜試樣產(chǎn)生放電與表面電荷積累。

脈沖電源模塊將產(chǎn)生的脈沖信號傳輸至脈沖發(fā)生器，脈沖發(fā)生器將脈沖信號施加在待測電纜試樣上。本實施例中，脈沖發(fā)生器為一針電極，針電極向待測電纜試樣施加脈沖信號。

步驟103，采集待測電纜試樣放電瞬間產(chǎn)生的電磁波信號，并將采集的電磁波信號輸送至控制模塊。

本實施例中，采用電波接收器采集待測電纜試樣放電瞬間產(chǎn)生的電磁波信號，并將采集的電磁波信號輸送至控制模塊。

步驟104，控制模塊中的驅(qū)動單元使能子模塊根據(jù)接收的電磁波信號產(chǎn)生啟動指令信號，并將啟動指令信號輸送至驅(qū)動單元。

步驟105，驅(qū)動單元接收啟動指令信號，帶動測試平臺進行運動。

本實施例中，驅(qū)動單元接收啟動指令信號，驅(qū)動單元開啟，帶動測試平臺運動，從而帶動測試平臺上的待測電纜試樣發(fā)生位置移動，即使待測電纜試樣從與脈沖發(fā)生器對應的位置運動至與表面電位測量器對應的位置。

若表面電位測量器測量待測電纜絕緣材料的表面電位時，脈沖發(fā)生器同時發(fā)生脈沖信號，將影響表面電位測量器測量采集的數(shù)據(jù)的準確度。因此，為了使待測電纜絕緣材料的表面電荷不受到脈沖性信號的影響，電纜絕緣材料表面電荷測量方法還包括，

步驟110，控制模塊中的脈沖終止子模塊接收的電磁波信號，產(chǎn)生停止指令信號，并將停止指令信號輸送至測試信號發(fā)生單元；

步驟111，測試信號發(fā)生單元接收的停止指令信號，停止產(chǎn)生脈沖信號。

步驟106，表面電位測量器對待測電纜絕緣材料表面的電位進行測量。

為了便于查看測量結(jié)果，該方法還包括，

步驟120，顯示待測電纜絕緣材料表面電荷的表面電位。

本實施例中，表面電位測量器將測量的表面電位傳至數(shù)據(jù)顯示模塊，數(shù)據(jù)顯示模塊對表面電位進行顯示。最后，通過所測量的表面電位計算待測電纜試樣絕緣材料表面的電荷量，進而分析待測電纜的絕緣性能，評估待測電纜的老化程度或損壞狀況。

需要說明的是，在本文中，諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述的本發(fā)明實施方式并不構(gòu)成對本發(fā)明保護范圍的限定。