一種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，該設(shè)備中的單片機(jī)產(chǎn)生涵蓋頻率為1000-10000HZ的白噪聲，經(jīng)濾波、功率放大、電壓幅值升壓后，經(jīng)發(fā)射探針施加到被測瓷絕緣子上，瓷絕緣子產(chǎn)生受迫振動(dòng)，利用接收探針接收受迫振動(dòng)頻率信號(hào)，經(jīng)放大、濾波后由單片機(jī)采集處理，存儲(chǔ)到內(nèi)部FLASH存貯器中，同時(shí)，通過USB接口將此數(shù)據(jù)上傳給PC機(jī)，由PC機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行分析。本發(fā)明對(duì)支柱絕緣子受迫振動(dòng)固有頻率進(jìn)行測量，能夠高效、準(zhǔn)確的檢出每個(gè)支柱瓷絕緣子內(nèi)部及外部缺陷，同時(shí)，本發(fā)明產(chǎn)品體積小，方便操作，適合現(xiàn)場帶電檢測及大批量測試。
【專利說明】一種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬電力系統(tǒng)支柱瓷絕緣子缺陷檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀。

【背景技術(shù)】
[0002]支柱瓷絕緣子是電網(wǎng)和發(fā)電廠電氣設(shè)備的重要部件。由于設(shè)計(jì)、制造、安裝、維護(hù)檢修不當(dāng)?shù)仍颍以谶\(yùn)行中受惡劣環(huán)境的影響，容易造成失效斷裂，危及電網(wǎng)的安全運(yùn)行。因此，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)在役支柱瓷絕緣子的有效檢測和質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)確保電網(wǎng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要。長期以來電力系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的定期試驗(yàn)方式(稱預(yù)防性試驗(yàn))來檢測高壓設(shè)備的支柱瓷絕緣子，但是此種試驗(yàn)方式需要在停電時(shí)工作，由于停電周期安排不當(dāng)，致使大量絕緣子在臨界極限狀態(tài)甚至超限狀態(tài)下運(yùn)行；且定期的電網(wǎng)斷電，將給國民經(jīng)濟(jì)造成損失。而且目前的定期試驗(yàn)方法存在缺陷檢出率不高、探頭放置不便、檢測效率低等一系列局限性，不適合大批量瓷工件的檢測，工作實(shí)際迫切需要采用現(xiàn)代化的診斷手段，在使用的條件下能夠詳細(xì)而高效地檢測瓷制件內(nèi)部和外部的缺陷情況。
[0003]通過對(duì)支柱瓷絕緣子結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析可知，機(jī)械性能良好的絕緣子其固有頻率是保持不變的，存在缺陷的絕緣子與完好的絕緣子固有頻率是不同的，因而通過測試絕緣子的受迫振動(dòng)的固有頻率偏移情況可判斷其好壞。對(duì)支柱瓷絕緣子的固有頻率特性進(jìn)行采集，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行匹配分析以波形的方式反映出其品質(zhì)特性，能夠全面快捷高效地得出準(zhǔn)確測試結(jié)果，可直觀的判斷支柱絕緣子的損傷程度及損傷位置。本 申請人:已在《河北電力技術(shù)》上發(fā)表過題為”振動(dòng)聲學(xué)在瓷支柱絕緣子檢測中的應(yīng)用“的文章，但該文章只是從方法理論上進(jìn)行了論述，并未就具體的設(shè)備內(nèi)容完成具體的技術(shù)方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，包括檢測儀殼體，在殼體的右側(cè)端部外，并排制有發(fā)射器探針及接收器探針，發(fā)射器探針及接收器探針均通過安裝在殼體右側(cè)開口處的膠皮護(hù)口由尼龍螺柱與兩探針內(nèi)的雙螺旋桿旋接后固裝在殼體上，發(fā)射器探針及接收器探針的信號(hào)線均與固裝在殼體內(nèi)部的電路板連接，在殼體的上部為殼體蓋子，在蓋子的下部制有電池盒，電池盒內(nèi)裝有為整套儀器提供電力的電池，在殼體的左側(cè)端面上分別安裝有與電路板連接的電源開關(guān)按鍵、舊8接口及功能按鈕，在殼體的下部外側(cè)制有手柄桿固定螺孔；
[0007]其中，所述電路板上包括單片機(jī)，單片機(jī)產(chǎn)生涵蓋頻率為1000-10000?的白噪聲信號(hào)，在單片機(jī)的信號(hào)輸出端與發(fā)射器探針之間依次連接電路板上的帶通濾波器電路、功率放大器電路及隔離升壓器電路，分別對(duì)單片機(jī)的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理、信號(hào)功率放大處理及電壓幅值升壓處理，處理后的信號(hào)通過發(fā)射器探針施加到絕緣子上；在單片機(jī)的信號(hào)輸入端與接收器探針之間依次連接電路板上的帶通濾波器電路及信號(hào)放大器電路，分別對(duì)接收器探針接收到的絕緣子受迫振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大及濾波處理，然后將處理后的信號(hào)輸送給單片機(jī)；單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)到內(nèi)部卩“別存貯器中；單片機(jī)還提供與外部鍵盤設(shè)備連接的舊8接口，提供與外部計(jì)算機(jī)設(shè)備連接的舊8接口及與顯示設(shè)備連接的1/0接口。
[0008]而且，在所述殼體內(nèi)還安裝有與單片機(jī)連接的揚(yáng)聲器，用于監(jiān)聽單片機(jī)產(chǎn)生的白噪聲信號(hào)，在所述殼體的內(nèi)側(cè)壁上制有用于固定電路板的固定臺(tái)。
[0009]而且，所述發(fā)射器探針具體包括左端的探針蓋，右端的尼龍螺柱，在探針蓋與尼龍螺柱之間由左至右依次同軸安裝有探針、信號(hào)發(fā)射器、塑料絕緣柱、固定柱、套在固定柱外部與探針蓋旋接的探針殼、雙螺旋桿、雙螺旋桿外部的彈簧、套在彈簧外部與探針殼孔徑配接的膠皮護(hù)口，膠皮護(hù)口卡在殼體端部開孔上，雙螺旋桿穿過膠皮護(hù)口與位于殼體內(nèi)部的尼龍螺柱旋接。
[0010]而且，所述接收器探針具體包括左端與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針蓋，右端與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的尼龍螺柱，在探針蓋與尼龍螺柱之間由左至右依次同軸安裝有與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針、信號(hào)接收器、套在接收器外部與探針蓋旋接的與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針殼、及與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的雙螺旋桿、雙螺旋桿外部的彈簧、套在彈簧外部與探針殼孔徑配接的膠皮護(hù)口、套在尼龍螺柱外側(cè)的磁鐵環(huán)，膠皮護(hù)口卡在殼體端部開孔上，雙螺旋桿穿過膠皮護(hù)口與位于殼體內(nèi)部的尼龍螺柱旋接。
[0011]而且，在所述殼體的左端部外側(cè)安裝有電源指示燈用于顯示電源狀態(tài)，安裝有狀態(tài)燈指示燈用于監(jiān)視單片機(jī)的工作狀態(tài)。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:
[0013]1、本發(fā)明利用對(duì)支柱絕緣子都具有受迫振動(dòng)固有頻率進(jìn)行測量，并可進(jìn)行檢測結(jié)果直觀波形分析，能夠高效、準(zhǔn)確的檢出每個(gè)支柱瓷絕緣子內(nèi)部及外部缺陷。
[0014]2、本發(fā)明產(chǎn)品體積小，方便操作，適合現(xiàn)場帶電檢測及大批量測試。

【專利附圖】

【附圖說明】
:
[0015]圖1為本發(fā)明產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖2為本發(fā)明產(chǎn)品的內(nèi)外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明產(chǎn)品電路板電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5為本發(fā)明中發(fā)射器探針及接收器探針分解與裝配示意圖；
[0020]圖6為本發(fā)明產(chǎn)品使用示意圖；
[0021]圖7為本發(fā)明產(chǎn)品檢測方法示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施做進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0023]一種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，如圖1或2所示，包括檢測儀殼體1，在殼體的右側(cè)端部外，并排制有發(fā)射器探針2及接收器探針3，用于向被測支柱瓷絕緣子發(fā)射白噪聲檢測信號(hào)及接收支柱瓷絕緣子經(jīng)受迫振動(dòng)后產(chǎn)生的頻率信號(hào)，發(fā)射器探針及接收器探針均通過安裝在殼體右側(cè)開口處的膠皮護(hù)口 5由尼龍螺柱11與兩探針內(nèi)的雙螺旋桿6旋接后固裝在殼體上，發(fā)射器探針及接收器探針的信號(hào)線均與固裝在殼體內(nèi)部的電路板10連接，在殼體的上部為殼體蓋子7，在蓋子的下部制有電池盒9，電池盒內(nèi)裝有為整套儀器提供電力的電池8，在殼體的左側(cè)端面上分別安裝有與電路板連接的電源開關(guān)按鍵12、^88接口 13及功能按鈕15，在殼體的下部外側(cè)制有手柄桿固定螺孔17，
[0024]其中，如圖3所示，所述電路板上包括單片機(jī)，單片機(jī)產(chǎn)生涵蓋頻率為1000-10000?的白噪聲信號(hào)，在單片機(jī)的信號(hào)輸出端與發(fā)射器探針之間依次連接電路板上的帶通濾波器電路、功率放大器電路及隔離升壓器電路，分別對(duì)單片機(jī)的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理、信號(hào)功率放大處理及電壓幅值升壓處理，處理后的信號(hào)通過發(fā)射器探針施加到絕緣子上；在單片機(jī)的信號(hào)輸入端與接收器探針之間依次連接電路板上的帶通濾波器電路及信號(hào)放大器電路，分別對(duì)接收器探針接收到的絕緣子受迫振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大及濾波處理，然后將處理后的信號(hào)輸送給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采集、運(yùn)算、處理，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)到內(nèi)部幾八別存貯器中；單片機(jī)還提供與外部鍵盤設(shè)備連接的舊8接口，提供與外部計(jì)算機(jī)設(shè)備連接的舊8接口及與顯示設(shè)備連接的1/0接口。
[0025]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖4所示，在所述殼體內(nèi)還安裝有與單片機(jī)連接的揚(yáng)聲器19，用于提示當(dāng)前工作狀態(tài)，在所述殼體的內(nèi)側(cè)壁上制有用于固定電路板的固定臺(tái)18。
[0026]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖5所示，所述發(fā)射器探針具體包括左端的探針蓋21，右端的尼龍螺柱，在探針蓋與尼龍螺柱之間由左至右依次同軸安裝有探針22、信號(hào)發(fā)射器25、塑料絕緣柱26、固定柱27、套在固定柱外部與探針蓋旋接的探針殼24、雙螺旋桿、雙螺旋桿外部的彈簧4、套在彈簧外部與探針殼孔徑配接的膠皮護(hù)口，膠皮護(hù)口卡在殼體端部開孔上，雙螺旋桿穿過膠皮護(hù)口與位于殼體內(nèi)部的尼龍螺柱旋接。
[0027]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖5所示，所述接收器探針具體包括左端與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針蓋，右端與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的尼龍螺柱，在探針蓋與尼龍螺柱之間由左至右依次同軸安裝有與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針、信號(hào)接收器23、套在接收器外部與探針蓋旋接的與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針殼、及與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的雙螺旋桿、雙螺旋桿外部的彈簧、套在彈簧外部與探針殼孔徑配接的膠皮護(hù)口、套在尼龍螺柱外側(cè)的磁鐵環(huán)20，膠皮護(hù)口卡在殼體端部開孔上，雙螺旋桿穿過膠皮護(hù)口與位于殼體內(nèi)部的尼龍螺柱旋接。
[0028]在本發(fā)明的具體實(shí)施中，如圖2所示，在所述殼體的左端部外側(cè)安裝有電源指示燈14用于顯示電源狀態(tài)，安裝有狀態(tài)燈指示燈16用于監(jiān)視單片機(jī)的工作狀態(tài)。
[0029]檢測原理
[0030]由51單片機(jī)產(chǎn)生一連串具有特定功能的復(fù)雜信號(hào)，此信號(hào)涵蓋頻率為1000-10000?的白噪聲，先經(jīng)濾波器濾波處理，再經(jīng)功率放大至所需的信號(hào)電壓幅值后，此信號(hào)經(jīng)發(fā)射探針施加到被測瓷絕緣子上，白噪聲激勵(lì)瓷絕緣子后絕緣子產(chǎn)生受迫振動(dòng)，若瓷絕緣子存在缺陷，其固有頻率將發(fā)生偏移，利用接收探針接收受迫振動(dòng)頻率信號(hào)，經(jīng)濾波放大電路進(jìn)行處理后，單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行采集、運(yùn)算、處理，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)到內(nèi)部？存貯器中(可存儲(chǔ)多組數(shù)據(jù))，利用本儀器上的…8接口將此數(shù)據(jù)上傳給機(jī)，
機(jī)中的分析軟件對(duì)此信號(hào)進(jìn)行分析，以波形的形式在顯示器上顯示出來，工作人員進(jìn)行觀察比對(duì)可判斷優(yōu)略。
[0031]檢測方法
[0032]1)如圖6所示，將連接絕緣桿28旋入手柄固定螺孔內(nèi)(可以多節(jié)相連)，安裝上手柄。
[0033]2)把記錄裝置拿到靠近要檢測的絕緣子底部法蘭位置，讓探針尖端抵觸到絕緣子29底部法蘭支承板30上，如圖6所示，盡量讓探針垂直于法蘭底面。
[0034]3)用力使記錄裝置與絕緣子底部法蘭支承板緊密接觸并保持在這一位置出秒)，直到測試結(jié)束結(jié)束:
[0035]4)把記錄裝置從絕緣子底部法蘭支承板處拿開，測試完畢。
[0036]5)每支絕緣子應(yīng)進(jìn)行4次采樣，每次采樣應(yīng)在絕緣子底部，順時(shí)針相隔90度。同一絕緣子的同一位置應(yīng)連續(xù)測量兩次，如圖7所示，以保證測量結(jié)果的真實(shí)性。
【權(quán)利要求】
1.一種支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，其特征在于包括檢測儀殼體，在殼體的右側(cè)端部外，并排制有發(fā)射器探針及接收器探針，發(fā)射器探針及接收器探針均通過安裝在殼體右側(cè)開口處的膠皮護(hù)口由尼龍螺柱與兩探針內(nèi)的雙螺旋桿旋接后固裝在殼體上，發(fā)射器探針及接收器探針的信號(hào)線均與固裝在殼體內(nèi)部的電路板連接，在殼體的上部為殼體蓋子，在蓋子的下部制有電池盒，電池盒內(nèi)裝有為整套儀器提供電力的電池，在殼體的左側(cè)端面上分別安裝有與電路板連接的電源開關(guān)按鍵、USB接口及功能按鈕，在殼體的下部外側(cè)制有手柄桿固定螺孔； 其中，所述電路板上包括單片機(jī)，單片機(jī)產(chǎn)生涵蓋頻率為1000-10000HZ的白噪聲信號(hào)，在單片機(jī)的信號(hào)輸出端與發(fā)射器探針之間依次連接電路板上的帶通濾波器電路、功率放大器電路及隔離升壓器電路，分別對(duì)單片機(jī)的輸出信號(hào)進(jìn)行濾波處理、信號(hào)功率放大處理及電壓幅值升壓處理，處理后的信號(hào)通過發(fā)射器探針施加到絕緣子上；在單片機(jī)的信號(hào)輸入端與接收器探針之間依次連接電路板上的帶通濾波器電路及信號(hào)放大器電路，分別對(duì)接收器探針接收到的絕緣子受迫振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行放大及濾波處理，然后將處理后的信號(hào)輸送給單片機(jī)；單片機(jī)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，存儲(chǔ)到內(nèi)部FLASH存貯器中；單片機(jī)還提供與外部鍵盤設(shè)備連接的USB接口，提供與外部計(jì)算機(jī)設(shè)備連接的USB接口及與顯示設(shè)備連接的I/O接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，其特征在于:在所述殼體內(nèi)還安裝有與單片機(jī)連接的揚(yáng)聲器，用于監(jiān)聽單片機(jī)產(chǎn)生的白噪聲信號(hào)，在所述殼體的內(nèi)側(cè)壁上制有用于固定電路板的固定臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，其特征在于:所述發(fā)射器探針具體包括左端的探針蓋，右端的尼龍螺柱，在探針蓋與尼龍螺柱之間由左至右依次同軸安裝有探針、信號(hào)發(fā)射器、塑料絕緣柱、固定柱、套在固定柱外部與探針蓋旋接的探針殼、雙螺旋桿、雙螺旋桿外部的彈簧、套在彈簧外部與探針殼孔徑配接的膠皮護(hù)口，膠皮護(hù)口卡在殼體端部開孔上，雙螺旋桿穿過膠皮護(hù)口與位于殼體內(nèi)部的尼龍螺柱旋接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，其特征在于:所述接收器探針具體包括左端與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針蓋，右端與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的尼龍螺柱，在探針蓋與尼龍螺柱之間由左至右依次同軸安裝有與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針、信號(hào)接收器、套在接收器外部與探針蓋旋接的與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的探針殼、及與發(fā)射器探針中結(jié)構(gòu)相同的雙螺旋桿、雙螺旋桿外部的彈簧、套在彈簧外部與探針殼孔徑配接的膠皮護(hù)口、套在尼龍螺柱外側(cè)的磁鐵環(huán)，膠皮護(hù)口卡在殼體端部開孔上，雙螺旋桿穿過膠皮護(hù)口與位于殼體內(nèi)部的尼龍螺柱旋接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支柱瓷絕緣子缺陷檢測儀，其特征在于:在所述殼體的左端部外側(cè)安裝有電源指示燈用于顯示電源狀態(tài)，安裝有狀態(tài)燈指示燈用于監(jiān)視單片機(jī)的工作狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】G01N29/12GK104502458SQ201510012491
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月12日
【發(fā)明者】程明, 馬崇, 陳韶瑜 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)天津市電力公司