專利名稱：車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著城市化的快速發(fā)展，城市交通擁堵和交通污染已成為城市交通中突出問題，嚴(yán)重影響了在城人民的日常生活，阻礙和制約了城市化的健康發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。為了解決此社會(huì)難題保障城市的順利發(fā)展進(jìn)程，綜合國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，我省采取了“大力發(fā)展城市公交”的戰(zhàn)略，并與之相符地實(shí)施了“公交優(yōu)先”的策略，以此從根本上解決城市交通的突出問題。但是，在其背景下，與之而來的城市公交交通系統(tǒng)安全面臨著嚴(yán)峻的威脅。公交車輛運(yùn)營(yíng)安全問題也隨之日益受到人們的關(guān)注。特別是近幾年來城市環(huán)境溫度的不斷攀升， 公交車輛舒適性的不斷提高大大增加了公交車輛上電力和導(dǎo)線的附加載荷，因而大大加快了導(dǎo)線絕緣層老化的速度，致使因車輛導(dǎo)線老化短路引起的公交車自燃概率日益增加。給公交車的安全運(yùn)營(yíng)，社會(huì)穩(wěn)定帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)。嚴(yán)重阻礙了社會(huì)的發(fā)展和公共交通建設(shè)。對(duì)于公交車輛電路來說和普通動(dòng)力，照明線路基本一樣，采用的是橡膠絕緣電纜。 在使用過程中，由于橡膠的氧化分解作用，使硫化橡膠的電物理和機(jī)械性能發(fā)生變化變硬、變脆，在橡皮上形成裂紋，空氣，水分和油污填充在裂紋中使電纜老化加劇，最終導(dǎo)致絕緣擊穿或短路。此外，夏曰里車輛發(fā)動(dòng)機(jī)艙室和部分空間區(qū)域的環(huán)境溫度可達(dá)40°C -50 再加之早晚溫差，運(yùn)停溫差的交替變化。這些因素均會(huì)加速電纜絕緣層材料的老化，絕緣性能失效導(dǎo)致短路造成火災(zāi)等嚴(yán)重事故。其次，介紹目前常用的電纜絕緣層老化檢測(cè)電參數(shù)1.介質(zhì)損耗角正切值測(cè)量。對(duì)于電力電纜，如XLPE電纜等有時(shí)要求測(cè)量介質(zhì)損耗正切值tan δ。tan δ的增大一定程度上反映了絕緣老化狀況，如水樹枝的發(fā)生數(shù)量和程度、屏蔽層銅帶被腐蝕程度等狀況的加劇。目前針對(duì)停電測(cè)量tan δ的方法研究很多，但是從噪音中準(zhǔn)確地將很小的無功電流分量提取出來是個(gè)很難解決的問題。目前主要的測(cè)量方法是通過在電纜導(dǎo)體和屏蔽層之間施加一個(gè)理想交流電源，測(cè)量電壓電流相位差來推算tan δ，或者采用西林電橋進(jìn)行測(cè)量。直流耐壓試驗(yàn)。2.絕緣電阻測(cè)量。對(duì)于采用多層絕緣的電力電纜而言，是測(cè)量線芯導(dǎo)體與屏蔽層之間的絕緣電阻， 測(cè)量電壓在1000V以上。對(duì)于一般低壓配電網(wǎng)各種電線而言，可以采取測(cè)量?jī)上嚅g或相線對(duì)地線之間的絕緣電阻的方法，測(cè)量電壓為500V或者1000V。絕緣電阻的判定標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)電纜種類、電壓等級(jí)、應(yīng)用場(chǎng)合等條件不同而不同，同時(shí)也因測(cè)試電壓等級(jí)不同而不同。一般規(guī)定民用低壓供電線路絕緣強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)必須達(dá)到在500V 電壓下，絕緣電阻值不低于0. 5MQ ；對(duì)于空調(diào)回路，必須不低于1. 0MQ。高壓IOkV配電線路， 要求每個(gè)絕緣子絕緣電阻不應(yīng)小于300MQ。
3.直流泄漏電流測(cè)量。所謂直流漏電流的測(cè)試就是針對(duì)電流與時(shí)間關(guān)系曲線的測(cè)定，使用微控制器的數(shù)字兆歐表可以完成這項(xiàng)測(cè)量，接線可以采用圖1-1所示。需要測(cè)量的指標(biāo)有吸收比K、極化指數(shù)PI、最終漏電流Ic等。直流漏電流曲線反映了絕緣的受潮、老化和臟污等狀況，對(duì)于判斷絕緣劣化程度很有參考價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有公交車輛線路老化檢測(cè)的可操作性不強(qiáng)、檢測(cè)準(zhǔn)確性較差、實(shí)時(shí)性較差的不足，本發(fā)明提供一種可操作性良好、檢測(cè)準(zhǔn)確性較高、實(shí)時(shí)性良好的車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括屏蔽層電容導(dǎo)線和連接插頭，所述屏蔽層電容導(dǎo)線有四層組成，其中，最外層為外保護(hù)層，次外層是外芯網(wǎng)，其次是絕緣層，中間層是內(nèi)導(dǎo)電芯；所述連接插頭包括插頭體、導(dǎo)線內(nèi)芯連接板和電容值檢測(cè)器，所述插頭體側(cè)邊設(shè)有供導(dǎo)線插接的導(dǎo)線槽，所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板位于所述插頭體的中部，所述內(nèi)導(dǎo)電芯與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板電連接，所述電容值檢測(cè)器的一端通過檢測(cè)器引線與所述外芯網(wǎng)連接，所述電容值檢測(cè)器的另一端通過檢測(cè)器引線與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板連接。進(jìn)一步，所述連接插頭的兩側(cè)均設(shè)有導(dǎo)線槽，左導(dǎo)線與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板的左端連接，右導(dǎo)線與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板的右端連接。再進(jìn)一步，所述電容值檢測(cè)器位于導(dǎo)線槽與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板之間。所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板上設(shè)有接線柱。本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在可操作性良好、檢測(cè)準(zhǔn)確性較高、實(shí)時(shí)性良好。


圖1是電容式導(dǎo)線的示意圖。圖2是電容式導(dǎo)線插頭的結(jié)構(gòu)圖。圖3是圖2的A-A視圖。圖4是檢測(cè)裝置的工作狀態(tài)示意圖。圖5是導(dǎo)線絕緣層老化示意圖。圖6是電位零值法檢測(cè)絕緣層老化示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1 圖6，一種車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括屏蔽層電容導(dǎo)線和連接插頭，所述屏蔽層電容導(dǎo)線有四層組成，其中，最外層為外保護(hù)層a，次外層是外芯網(wǎng)b，其次是絕緣層c，中間層是內(nèi)導(dǎo)電芯d;所述連接插頭包括插頭體1、導(dǎo)線內(nèi)芯連接板5和電容值檢測(cè)器3，所述插頭體1側(cè)邊設(shè)有供導(dǎo)線插接的導(dǎo)線槽7，所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板5位于所述插頭體的中部，所述內(nèi)導(dǎo)電芯d與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板5電連接，所述電容值檢測(cè)器3的一端通過檢測(cè)器引線2與所述外芯網(wǎng)b連接，所述電容值檢測(cè)器3的另一端通過檢測(cè)器弓I線與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板5連接。所述連接插頭的兩側(cè)均設(shè)有導(dǎo)線槽，左導(dǎo)線與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板的左端連接，右導(dǎo)線與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板的右端連接。所述電容值檢測(cè)器3位于導(dǎo)線槽與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板之間。所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板5 上設(shè)有接線柱4。所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板5通過壓線螺釘6安裝在接線體上。電容式導(dǎo)線如圖1所示。該導(dǎo)線有四層組成最外層為外保護(hù)層，主要是保護(hù)次外層外芯網(wǎng)不被大面積的斷裂破壞。次外層是外芯網(wǎng)，是有導(dǎo)體或者是半導(dǎo)體材料制作而成， 它在整個(gè)電容式導(dǎo)線中至關(guān)重要，起到了電容極板的作用。其次是絕緣層，在導(dǎo)線中起絕緣和充當(dāng)電容介質(zhì)的作用，本新型設(shè)計(jì)也是主要檢測(cè)它的老化程度，研究它的老化變質(zhì)對(duì)電容值的影響。最后一層是內(nèi)導(dǎo)電芯，是導(dǎo)線的主要工作部分，除此之外在電容式導(dǎo)線中還充當(dāng)了電容的另一極板。其工作原理是利用了電容的形成原理把導(dǎo)線的內(nèi)心和外芯網(wǎng)分別視為電容的兩個(gè)極板，內(nèi)導(dǎo)電芯是正極，外芯網(wǎng)是負(fù)極，中間絕緣層是電容介質(zhì)。當(dāng)導(dǎo)線通電時(shí)該電容式導(dǎo)線迅速充電達(dá)到穩(wěn)定值，根據(jù)公式電容為C = ε S/d. ( ε為極板間介質(zhì)的介電常數(shù)，S為極板面積，d為極板間的距離。)可知當(dāng)絕緣層發(fā)生老化或者斷裂時(shí)絕緣層的介電常數(shù)ε就會(huì)發(fā)生改變，最終導(dǎo)致整條導(dǎo)線的電容值發(fā)生變化，從而可測(cè)的該導(dǎo)線的老化程度。本實(shí)施例是利用線路絕緣材質(zhì)的老化程度與電容介質(zhì)常數(shù)ξ成一定函數(shù)關(guān)系。 由此而設(shè)計(jì)得一種新型導(dǎo)線和相應(yīng)的新型接頭。其技術(shù)實(shí)施結(jié)構(gòu)如圖3所示。由圖1可知導(dǎo)線的內(nèi)三層是一個(gè)電容并且從圖3可知電容式導(dǎo)線在連接插頭上連接時(shí)分為兩層裝夾，內(nèi)層與內(nèi)導(dǎo)電芯連接導(dǎo)線，外層與外芯網(wǎng)相連。接頭中間鑲嵌了電容檢測(cè)器實(shí)時(shí)檢測(cè)運(yùn)行狀態(tài)下整根導(dǎo)線的電容值變化。整個(gè)裝置的工作過程是，當(dāng)公交車啟動(dòng)后電容導(dǎo)線被測(cè)電容值立即達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài) (約幾微秒)。此時(shí)電容導(dǎo)線處在工作狀態(tài)，電容接頭上電容檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)整條導(dǎo)線的電容值。如果導(dǎo)線的絕緣層發(fā)生老化或者斷裂，根據(jù)程度不同，電容介質(zhì)常數(shù)ξ也不同，此時(shí)由外網(wǎng)芯，內(nèi)絕緣層，內(nèi)導(dǎo)電芯形成的電容被測(cè)值就會(huì)發(fā)生變化。從而導(dǎo)線的電容接頭檢測(cè)到的電容值也會(huì)變化，此時(shí)上位機(jī)通過CAN總線實(shí)時(shí)獲取電容值，如果達(dá)到設(shè)計(jì)閾值上位機(jī)就會(huì)發(fā)出絕緣層失效信息。由此完成導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)的任務(wù)。導(dǎo)線絕緣層老化簡(jiǎn)化模型如圖5所示。所謂電容零值法檢測(cè)是指電容式導(dǎo)線在工作狀態(tài)下如果被檢測(cè)到其電容值為零， 就把其定義為老化導(dǎo)線。檢測(cè)的機(jī)理如圖6所示。在第一種方案所需裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)定了內(nèi)絕緣體完全老化和部分?jǐn)嗔褧r(shí)，如果導(dǎo)線之間發(fā)生短路，那么首先短路的應(yīng)該是導(dǎo)線自身的內(nèi)導(dǎo)電芯和外芯網(wǎng)(圖中的內(nèi)外芯搭接線是當(dāng)內(nèi)導(dǎo)電芯與外芯網(wǎng)短接時(shí)的原理性簡(jiǎn)化)。根據(jù)這個(gè)設(shè)定的推斷，一旦發(fā)生上述情況，電容式導(dǎo)線連接插頭上的電容值就會(huì)變成零。從而可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置，其特征在于所述檢測(cè)裝置包括屏蔽層電容導(dǎo)線和連接插頭，所述屏蔽層電容導(dǎo)線有四層組成，其中，最外層為外保護(hù)層，次外層是外芯網(wǎng)，其次是絕緣層，中間層是內(nèi)導(dǎo)電芯；所述連接插頭包括插頭體、導(dǎo)線內(nèi)芯連接板和電容值檢測(cè)器，所述插頭體側(cè)邊設(shè)有供導(dǎo)線插接的導(dǎo)線槽，所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板位于所述插頭體的中部，所述內(nèi)導(dǎo)電芯與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板電連接，所述電容值檢測(cè)器的一端通過檢測(cè)器引線與所述外芯網(wǎng)連接，所述電容值檢測(cè)器的另一端通過檢測(cè)器引線與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板連接。
2.如權(quán)利要求1所述的車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置，其特征在于所述連接插頭的兩側(cè)均設(shè)有導(dǎo)線槽，左導(dǎo)線與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板的左端連接，右導(dǎo)線與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板的右端連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置，其特征在于所述電容值檢測(cè)器位于導(dǎo)線槽與導(dǎo)線內(nèi)芯連接板之間。
4.如權(quán)利要求2所述的車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置，其特征在于所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板上設(shè)有接線柱。
全文摘要
一種車用低壓導(dǎo)線絕緣層老化檢測(cè)裝置，包括屏蔽層電容導(dǎo)線和連接插頭，所述屏蔽層電容導(dǎo)線有四層組成，其中，最外層為外保護(hù)層，次外層是外芯網(wǎng)，其次是絕緣層，中間層是內(nèi)導(dǎo)電芯；所述連接插頭包括插頭體、導(dǎo)線內(nèi)芯連接板和電容值檢測(cè)器，所述插頭體側(cè)邊設(shè)有供導(dǎo)線插接的導(dǎo)線槽，所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板位于所述插頭體的中部，所述內(nèi)導(dǎo)電芯與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板電連接，所述電容值檢測(cè)器的一端通過檢測(cè)器引線與所述外芯網(wǎng)連接，所述電容值檢測(cè)器的另一端通過檢測(cè)器引線與所述導(dǎo)線內(nèi)芯連接板連接。本發(fā)明可操作性良好、檢測(cè)準(zhǔn)確性較高、實(shí)時(shí)性良好。
文檔編號(hào)G01R31/12GK102353878SQ20111018698
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者凌越, 張飛, 董紅召, 郭明飛, 陳寧 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)