本發(fā)明涉及超聲無損檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合絕緣子缺陷的超聲相控陣帶電檢測裝置及檢測方法。

技術(shù)背景

復(fù)合絕緣子具有體積小、重量輕、制造維護(hù)方便、機(jī)械強(qiáng)度高、污穢性能優(yōu)異、生產(chǎn)快、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)得到越來越廣泛的應(yīng)用。尤其在近年來大力發(fā)展的超高壓、特高壓交、直流輸電系統(tǒng)中，絕緣子的安全運(yùn)行問題更是直接關(guān)系到整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的投資和安全水平。隨著使用年限的增加和運(yùn)行環(huán)境的影響，復(fù)合絕緣子發(fā)生界面擊穿、閃絡(luò)和傘裙老化、機(jī)械強(qiáng)度降低、芯棒脆斷等問題概率增大，常見的缺陷包括傘裙護(hù)套內(nèi)部氣孔、斷層缺陷、傘裙護(hù)套和芯棒界面的粘接不良或存在氣泡等，這些缺陷對(duì)復(fù)合絕緣子的絕緣強(qiáng)度造成極大影響，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。電網(wǎng)中由于絕緣子劣化缺陷所造成的線路閃絡(luò)事故時(shí)常發(fā)生，已給國民經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失，因此如何有效的檢測復(fù)合絕緣子的內(nèi)部缺陷成為國內(nèi)外電力部門十分關(guān)注的一個(gè)問題。

目前符合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測方法包括電壓分布法、敏感電阻法、激光超聲法等，這些方法存在各種問題，如需要將復(fù)合絕緣子摘下測量檢測效率低，對(duì)絕緣子具有破壞性，檢測時(shí)需要斷電，檢出率低，靈敏度差等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種復(fù)合絕緣子缺陷的超聲相控陣帶電檢測裝置及檢測方法，該裝置及方法不需要將復(fù)合絕緣子摘下，可對(duì)正在運(yùn)行中的高壓輸電線路上的復(fù)合絕緣子進(jìn)行超聲檢測。

為實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的復(fù)合絕緣子缺陷的超聲相控陣帶電檢測裝置，其特征在于：它包括絕緣操縱桿、控制器、超聲相控陣儀、通信終端、機(jī)械手臂、支撐板、攝像頭和遠(yuǎn)端控制臺(tái)，其中，所述控制器、超聲相控陣儀、通信終端和攝像頭安裝在支撐板頂部，支撐板的底部固定在絕緣操縱桿上，機(jī)械手臂的安裝座固定在絕緣操縱桿上，控制器的超聲相控陣儀數(shù)據(jù)通信接口連接超聲相控陣儀的數(shù)據(jù)通信接口，控制器的機(jī)械手臂控制信號(hào)通信端連接機(jī)械手臂的控制信號(hào)通信端，控制器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信接口連接通信終端的通信接口，超聲相控陣儀的超聲相控陣耦合探頭固定在機(jī)械手臂上，所述攝像頭的數(shù)據(jù)通信端連接控制器的攝像頭數(shù)據(jù)通信端，所述遠(yuǎn)端控制臺(tái)通過通信終端與控制器的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信接口連接。

一種利用上述裝置的復(fù)合絕緣子缺陷的超聲相控陣帶電檢測方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：通過桿塔緊固套環(huán)將絕緣操縱桿固定在高壓輸電桿塔上，使機(jī)械手臂上的超聲相控陣耦合探頭位于待檢測復(fù)合絕緣子側(cè)面；

步驟2：攝像頭對(duì)檢測過程實(shí)時(shí)進(jìn)行觀測，并將視頻信號(hào)發(fā)送給控制器，控制器將視頻信號(hào)通過通信終端傳輸給遠(yuǎn)端控制臺(tái)，遠(yuǎn)端控制臺(tái)前的技術(shù)人員通過視頻觀察，遙控控制機(jī)械手臂將超聲相控陣耦合探頭貼到待檢測復(fù)合絕緣子的某一檢測部位；

步驟3：技術(shù)人員向遠(yuǎn)端控制臺(tái)輸入超聲相控陣檢測命令，遠(yuǎn)端控制臺(tái)通過通信終端向控制器轉(zhuǎn)發(fā)超聲相控陣檢測命令，控制器利用超聲相控陣檢測命令控制超聲相控陣儀工作，超聲相控陣儀對(duì)待檢測復(fù)合絕緣子進(jìn)行超聲相控陣檢測，采集相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)和檢測圖像，并依次通過控制器、通信終端傳輸給遠(yuǎn)端控制臺(tái)。

本發(fā)明利用超聲相控陣儀的超聲相控陣耦合探頭進(jìn)行電子聚焦掃描檢測，通過遙控控制機(jī)械手臂放置超聲探頭代替手工掃描，利用絕緣操縱桿和機(jī)械手臂將超聲相控陣耦合探頭貼在待檢測復(fù)合絕緣子檢測部位，可對(duì)正在運(yùn)行中的高壓輸電線路上的復(fù)合絕緣子進(jìn)行帶電檢測，不需要技術(shù)人員進(jìn)入等電位復(fù)合絕緣子檢測區(qū)域。利用本發(fā)明的檢測結(jié)果可對(duì)運(yùn)行中高壓輸電線路的復(fù)合絕緣子的進(jìn)行評(píng)估，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。并且超聲相控陣檢測得到的復(fù)合絕緣子缺陷結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的電控部分結(jié)構(gòu)框圖。

其中，1—絕緣操縱桿、2—控制器、3—超聲相控陣儀、3.1—超聲相控陣耦合探頭、4—通信終端、5—機(jī)械手臂、5.1—安裝座、6—支撐板、7—攝像頭、8—扣環(huán)、9—桿塔緊固套環(huán)、10—高壓輸電桿塔、11—遠(yuǎn)端控制臺(tái)、12—待檢測復(fù)合絕緣子。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

如圖1和2所示的復(fù)合絕緣子缺陷的超聲相控陣帶電檢測裝置，它包括絕緣操縱桿1、控制器2、超聲相控陣儀3、通信終端4、機(jī)械手臂5、支撐板6、攝像頭7和遠(yuǎn)端控制臺(tái)11，其中，所述控制器2、超聲相控陣儀3、通信終端4和攝像頭7安裝在支撐板6頂部，支撐板6的底部固定在絕緣操縱桿1上，機(jī)械手臂5的安裝座5.1固定在絕緣操縱桿1上，控制器2的超聲相控陣儀數(shù)據(jù)通信接口連接超聲相控陣儀3的數(shù)據(jù)通信接口，控制器2的機(jī)械手臂控制信號(hào)通信端連接機(jī)械手臂5的控制信號(hào)通信端，控制器2的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信接口連接通信終端4的通信接口，超聲相控陣儀3的超聲相控陣耦合探頭3.1固定在機(jī)械手臂5上(機(jī)械手臂5的頭端)，所述攝像頭7的數(shù)據(jù)通信端連接控制器2的攝像頭數(shù)據(jù)通信端，所述遠(yuǎn)端控制臺(tái)11通過通信終端4與控制器2的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信接口連接。

上述技術(shù)方案中，所述超聲相控陣儀3能夠在500kV高壓輸電線路的電磁環(huán)境下工作，超聲相控陣儀3體積為10厘米×20厘米×4厘米。超聲相控陣耦合探頭3.1具有柔性耦合功能。使得探頭能與復(fù)合絕緣子貼緊，實(shí)現(xiàn)超聲的良好耦合，減小超聲衰減。

上述技術(shù)方案中，所述攝像頭7的鏡頭對(duì)準(zhǔn)超聲相控陣耦合探頭3.1。

上述技術(shù)方案中，所述支撐板6通過扣環(huán)8固定在絕緣操縱桿1的一端。這種方式可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整支撐板6在絕緣操縱桿1上的安裝位置。上述機(jī)械手臂5選用具有六個(gè)自由度的機(jī)械手臂5。

上述技術(shù)方案中，所述絕緣操縱桿1的另一端能通過桿塔緊固套環(huán)9固定在高壓輸電桿塔10上。這種方式可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整絕緣操縱桿1在高壓輸電桿塔10上的安裝位置。

上述技術(shù)方案中，所述通信終端4為無線通信終端，所述遠(yuǎn)端控制臺(tái)11通過無線通信終端與控制器2的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信接口無線通信連接。

上述技術(shù)方案中，超聲相控陣耦合探頭3.1的中心頻率為2.5MHz。該頻率能保證超聲相控陣檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

一種利用上述裝置的復(fù)合絕緣子缺陷的超聲相控陣帶電檢測方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：通過桿塔緊固套環(huán)9將絕緣操縱桿1固定在高壓輸電桿塔10上，使機(jī)械手臂5上的超聲相控陣耦合探頭3.1位于待檢測復(fù)合絕緣子12側(cè)面；

步驟2：攝像頭7對(duì)檢測過程實(shí)時(shí)進(jìn)行觀測，并將視頻信號(hào)發(fā)送給控制器2，控制器2將視頻信號(hào)通過通信終端4傳輸給遠(yuǎn)端控制臺(tái)11，遠(yuǎn)端控制臺(tái)11前的技術(shù)人員通過視頻觀察，遙控控制機(jī)械手臂5將超聲相控陣耦合探頭3.1貼到待檢測復(fù)合絕緣子12的某一檢測部位(技術(shù)人員在遠(yuǎn)端控制臺(tái)11上輸入機(jī)械手臂控制信號(hào)，遠(yuǎn)端控制臺(tái)11將機(jī)械手臂控制信號(hào)通過通信終端4傳輸給控制器2，控制器2根據(jù)機(jī)械手臂控制信號(hào)控制機(jī)械手臂5動(dòng)作)；

步驟3：技術(shù)人員向遠(yuǎn)端控制臺(tái)11輸入超聲相控陣檢測命令，遠(yuǎn)端控制臺(tái)11通過通信終端4向控制器2轉(zhuǎn)發(fā)超聲相控陣檢測命令，控制器2利用超聲相控陣檢測命令控制超聲相控陣儀3工作，超聲相控陣儀3對(duì)待檢測復(fù)合絕緣子12進(jìn)行超聲相控陣檢測，采集相應(yīng)的檢測數(shù)據(jù)和檢測圖像，并依次通過控制器2、通信終端4傳輸給遠(yuǎn)端控制臺(tái)11。

步驟4：遠(yuǎn)端控制臺(tái)11還通過控制機(jī)械手臂5改變檢測部位，使超聲相控陣耦合探頭3.1貼到待檢測復(fù)合絕緣子12的其它檢測部位進(jìn)行檢測，直至檢測完成。

本發(fā)明可對(duì)正在運(yùn)行中的高壓輸電線路上的復(fù)合絕緣子進(jìn)行帶電檢測，減輕檢修難度和工作量，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行中高壓輸電線路的復(fù)合絕緣子的進(jìn)行評(píng)估，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。

本說明書未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。