专利名称：车用低压导线绝缘层老化检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种导线绝缘层老化检测装置。
背景技术：
近年来，随着城市化的快速发展，城市交通拥堵和交通污染已成为城市交通中突出问题，严重影响了在城人民的日常生活，阻碍和制约了城市化的健康发展和社会经济发展。为了解决此社会难题保障城市的顺利发展进程，综合国内外经验，我省采取了“大力发展城市公交”的战略，并与之相符地实施了“公交优先”的策略，以此从根本上解决城市交通的突出问题。但是，在其背景下，与之而来的城市公交交通系统安全面临着严峻的威胁。公交车辆运营安全问题也随之日益受到人们的关注。特别是近几年来城市环境温度的不断攀升， 公交车辆舒适性的不断提高大大增加了公交车辆上电力和导线的附加载荷，因而大大加快了导线绝缘层老化的速度，致使因车辆导线老化短路引起的公交车自燃概率日益增加。给公交车的安全运营，社会稳定带来了严峻的考验。严重阻碍了社会的发展和公共交通建设。对于公交车辆电路来说和普通动力，照明线路基本一样，采用的是橡胶绝缘电缆。在使用过程中，由于橡胶的氧化分解作用，使硫化橡胶的电物理和机械性能发生变化变硬、变脆，在橡皮上形成裂纹，空气，水分和油污填充在裂纹中使电缆老化加剧，最终导致绝缘击穿或短路。此外，夏日里车辆发动机舱室和部分空间区域的环境温度可达 400C -50°C，再加之早晚温差，运停温差的交替变化。这些因素均会加速电缆绝缘层材料的老化，绝缘性能失效导致短路造成火灾等严重事故。其次，介绍目前常用的电缆绝缘层老化检测电参数1.介质损耗角正切值测量。对于电力电缆，如XLPE电缆等有时要求测量介质损耗正切值tan δ。tan δ的增大一定程度上反映了绝缘老化状况，如水树枝的发生数量和程度、屏蔽层铜带被腐蚀程度等状况的加剧。目前针对停电测量tan δ的方法研究很多，但是从噪音中准确地将很小的无功电流分量提取出来是个很难解决的问题。目前主要的测量方法是通过在电缆导体和屏蔽层之间施加一个理想交流电源，测量电压电流相位差来推算tan δ，或者采用西林电桥进行测量。直流耐压试验。2.绝缘电阻测量。对于采用多层绝缘的电力电缆而言，是测量线芯导体与屏蔽层之间的绝缘电阻， 测量电压在1000V以上。对于一般低压配电网各种电线而言，可以采取测量两相间或相线对地线之间的绝缘电阻的方法，测量电压为500V或者1000V。绝缘电阻的判定标准根据电缆种类、电压等级、应用场合等条件不同而不同，同时也因测试电压等级不同而不同。一般规定民用低压供电线路绝缘强度标准必须达到在500V 电压下，绝缘电阻值不低于0. 5MQ ；对于空调回路，必须不低于1. 0MQ。高压IOkV配电线路， 要求每个绝缘子绝缘电阻不应小于300MQ。[0011]3.直流泄漏电流测量。所谓直流漏电流的测试就是针对电流与时间关系曲线的测定，使用微控制器的数字兆欧表可以完成这项测量。需要测量的指标有吸收比K、极化指数PI、最终漏电流Ic 等。直流漏电流曲线反映了绝缘的受潮、老化和脏污等状况，对于判断绝缘劣化程度很有参考价值。
发明内容为了克服已有公交车辆线路老化检测的可操作性不强、检测准确性较差、实时性较差的不足，本实用新型提供一种可操作性良好、检测准确性较高、实时性良好的车用低压导线绝缘层老化检测装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是一种车用低压导线绝缘层老化检测装置，所述检测装置包括屏蔽层电容导线和连接插头，所述屏蔽层电容导线有四层组成，其中，最外层为外保护层，次外层是外芯网，其次是绝缘层，中间层是内导电芯；所述连接插头包括插头体、导线内芯连接板和电容值检测器，所述插头体侧边设有供导线插接的导线槽，所述导线内芯连接板位于所述插头体的中部，所述内导电芯与所述导线内芯连接板电连接，所述电容值检测器的一端通过检测器引线与所述外芯网连接，所述电容值检测器的另一端通过检测器引线与所述导线内芯连接板连接。进一步，所述连接插头的两侧均设有导线槽，左导线与导线内芯连接板的左端连接，右导线与导线内芯连接板的右端连接。再进一步，所述电容值检测器位于导线槽与导线内芯连接板之间。所述导线内芯连接板上设有接线柱。本实用新型的有益效果主要表现在可操作性良好、检测准确性较高、实时性良好。
图1是电容式导线的示意图。图2是电容式导线插头的结构图。图3是图2的A-A视图。图4是检测装置的工作状态示意图。图5是导线绝缘层老化示意图。图6是电位零值法检测绝缘层老化示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。参照图1 图6，一种车用低压导线绝缘层老化检测装置，所述检测装置包括屏蔽层电容导线和连接插头，所述屏蔽层电容导线有四层组成，其中，最外层为外保护层a，次外层是外芯网b，其次是绝缘层c，中间层是内导电芯d;所述连接插头包括插头体1、导线内芯连接板5和电容值检测器3，所述插头体1侧边设有供导线插接的导线槽7，所述导线内芯连接板5位于所述插头体的中部，所述内导电芯d与所述导线内芯连接板5电连接，所述电容值检测器3的一端通过检测器引线2与所述外芯网b连接，所述电容值检测器3的另一端通过检测器弓I线与所述导线内芯连接板5连接。所述连接插头的两侧均设有导线槽，左导线与导线内芯连接板的左端连接，右导线与导线内芯连接板的右端连接。所述电容值检测器3位于导线槽与导线内芯连接板之间。所述导线内芯连接板5 上设有接线柱4。所述导线内芯连接板5通过压线螺钉6安装在接线体上。电容式导线如图1所示。该导线有四层组成最外层为外保护层，主要是保护次外层外芯网不被大面积的断裂破坏。次外层是外芯网，是有导体或者是半导体材料制作而成， 它在整个电容式导线中至关重要，起到了电容极板的作用。其次是绝缘层，在导线中起绝缘和充当电容介质的作用，本新型设计也是主要检测它的老化程度，研究它的老化变质对电容值的影响。最后一层是内导电芯，是导线的主要工作部分，除此之外在电容式导线中还充当了电容的另一极板。其工作原理是利用了电容的形成原理把导线的内心和外芯网分别视为电容的两个极板，内导电芯是正极，外芯网是负极，中间绝缘层是电容介质。当导线通电时该电容式导线迅速充电达到稳定值，根据公式电容为C = ε S/d. ( ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离。)可知当绝缘层发生老化或者断裂时绝缘层的介电常数ε就会发生改变，最终导致整条导线的电容值发生变化，从而可测的该导线的老化程度。本实施例是利用线路绝缘材质的老化程度与电容介质常数ξ成一定函数关系。 由此而设计得一种新型导线和相应的新型接头。其技术实施结构如图3所示。由图1可知导线的内三层是一个电容并且从图3可知电容式导线在连接插头上连接时分为两层装夹，内层与内导电芯连接导线，外层与外芯网相连。接头中间镶嵌了电容检测器实时检测运行状态下整根导线的电容值变化。整个装置的工作过程是，当公交车启动后电容导线被测电容值立即达到稳定状态 (约几微秒)。此时电容导线处在工作状态，电容接头上电容检测装置实时检测整条导线的电容值。如果导线的绝缘层发生老化或者断裂，根据程度不同，电容介质常数ξ也不同，此时由外网芯，内绝缘层，内导电芯形成的电容被测值就会发生变化。从而导线的电容接头检测到的电容值也会变化，此时上位机通过CAN总线实时获取电容值，如果达到设计阈值上位机就会发出绝缘层失效信息。由此完成导线绝缘层老化检测的任务。导线绝缘层老化简化模型如图5所示。所谓电容零值法检测是指电容式导线在工作状态下如果被检测到其电容值为零， 就把其定义为老化导线。检测的机理如图6所示。在第一种方案所需装置的基础上，设定了内绝缘体完全老化和部分断裂时，如果导线之间发生短路，那么首先短路的应该是导线自身的内导电芯和外芯网(图中的内外芯搭接线是当内导电芯与外芯网短接时的原理性简化)。根据这个设定的推断，一旦发生上述情况，电容式导线连接插头上的电容值就会变成零。从而可以实现检测目标。
权利要求1.一种车用低压导线绝缘层老化检测装置，其特征在于所述检测装置包括屏蔽层电容导线和连接插头，所述屏蔽层电容导线有四层组成，其中，最外层为外保护层，次外层是外芯网，其次是绝缘层，中间层是内导电芯；所述连接插头包括插头体、导线内芯连接板和电容值检测器，所述插头体侧边设有供导线插接的导线槽，所述导线内芯连接板位于所述插头体的中部，所述内导电芯与所述导线内芯连接板电连接，所述电容值检测器的一端通过检测器引线与所述外芯网连接，所述电容值检测器的另一端通过检测器引线与所述导线内芯连接板连接。
2.如权利要求1所述的车用低压导线绝缘层老化检测装置，其特征在于所述连接插头的两侧均设有导线槽，左导线与导线内芯连接板的左端连接，右导线与导线内芯连接板的右端连接。
3.如权利要求1或2所述的车用低压导线绝缘层老化检测装置，其特征在于所述电容值检测器位于导线槽与导线内芯连接板之间。
4.如权利要求2所述的车用低压导线绝缘层老化检测装置，其特征在于所述导线内芯连接板上设有接线柱。
专利摘要一种车用低压导线绝缘层老化检测装置，包括屏蔽层电容导线和连接插头，所述屏蔽层电容导线有四层组成，其中，最外层为外保护层，次外层是外芯网，其次是绝缘层，中间层是内导电芯；所述连接插头包括插头体、导线内芯连接板和电容值检测器，所述插头体侧边设有供导线插接的导线槽，所述导线内芯连接板位于所述插头体的中部，所述内导电芯与所述导线内芯连接板电连接，所述电容值检测器的一端通过检测器引线与所述外芯网连接，所述电容值检测器的另一端通过检测器引线与所述导线内芯连接板连接。本实用新型可操作性良好、检测准确性较高、实时性良好。
文档编号G01R31/12GK202230174SQ20112023534
公开日2012年5月23日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者凌越, 张飞, 董红召, 郭明飞, 陈宁 申请人:浙江工业大学
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