CN104502458A - 一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，该设备中的单片机产生涵盖频率为1000-10000HZ的白噪声，经滤波、功率放大、电压幅值升压后，经发射探针施加到被测瓷绝缘子上，瓷绝缘子产生受迫振动，利用接收探针接收受迫振动频率信号，经放大、滤波后由单片机采集处理，存储到内部FLASH存贮器中，同时，通过USB接口将此数据上传给PC机，由PC机对此信号进行分析。本发明对支柱绝缘子受迫振动固有频率进行测量，能够高效、准确的检出每个支柱瓷绝缘子内部及外部缺陷，同时，本发明产品体积小，方便操作，适合现场带电检测及大批量测试。

Description

一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪

技术领域

本发明属电力系统支柱瓷绝缘子缺陷检测技术领域，尤其是一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪。

背景技术

支柱瓷绝缘子是电网和发电厂电气设备的重要部件。由于设计、制造、安装、维护检修不当等原因，且在运行中受恶劣环境的影响，容易造成失效断裂，危及电网的安全运行。因此，加强对电网在役支柱瓷绝缘子的有效检测和质量评价，对确保电网的安全可靠经济运行至关重要。长期以来电力系统采用传统的定期试验方式(称预防性试验)来检测高压设备的支柱瓷绝缘子，但是此种试验方式需要在停电时工作，由于停电周期安排不当，致使大量绝缘子在临界极限状态甚至超限状态下运行；且定期的电网断电，将给国民经济造成损失。而且目前的定期试验方法存在缺陷检出率不高、探头放置不便、检测效率低等一系列局限性，不适合大批量瓷工件的检测，工作实际迫切需要采用现代化的诊断手段，在使用的条件下能够详细而高效地检测瓷制件内部和外部的缺陷情况。

通过对支柱瓷绝缘子结构的模态分析可知，机械性能良好的绝缘子其固有频率是保持不变的，存在缺陷的绝缘子与完好的绝缘子固有频率是不同的，因而通过测试绝缘子的受迫振动的固有频率偏移情况可判断其好坏。对支柱瓷绝缘子的固有频率特性进行采集，然后经过数据处理后进行匹配分析以波形的方式反映出其品质特性，能够全面快捷高效地得出准确测试结果，可直观的判断支柱绝缘子的损伤程度及损伤位置。本申请人已在《河北电力技术》上发表过题为”振动声学在瓷支柱绝缘子检测中的应用“的文章，但该文章只是从方法理论上进行了论述，并未就具体的设备内容完成具体的技术方案。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，包括检测仪壳体，在壳体的右侧端部外，并排制有发射器探针及接收器探针，发射器探针及接收器探针均通过安装在壳体右侧开口处的胶皮护口由尼龙螺柱与两探针内的双螺旋杆旋接后固装在壳体上，发射器探针及接收器探针的信号线均与固装在壳体内部的电路板连接，在壳体的上部为壳体盖子，在盖子的下部制有电池盒，电池盒内装有为整套仪器提供电力的电池，在壳体的左侧端面上分别安装有与电路板连接的电源开关按键、USB接口及功能按钮，在壳体的下部外侧制有手柄杆固定螺孔；

其中，所述电路板上包括单片机，单片机产生涵盖频率为1000-10000HZ的白噪声信号，在单片机的信号输出端与发射器探针之间依次连接电路板上的带通滤波器电路、功率放大器电路及隔离升压器电路，分别对单片机的输出信号进行滤波处理、信号功率放大处理及电压幅值升压处理，处理后的信号通过发射器探针施加到绝缘子上；在单片机的信号输入端与接收器探针之间依次连接电路板上的带通滤波器电路及信号放大器电路，分别对接收器探针接收到的绝缘子受迫振动信号进行放大及滤波处理，然后将处理后的信号输送给单片机；单片机对输入信号进行处理，将其转换为数字信号，存储到内部FLASH存贮器中；单片机还提供与外部键盘设备连接的USB接口，提供与外部计算机设备连接的USB接口及与显示设备连接的I/O接口。

而且，在所述壳体内还安装有与单片机连接的扬声器，用于监听单片机产生的白噪声信号，在所述壳体的内侧壁上制有用于固定电路板的固定台。

而且，所述发射器探针具体包括左端的探针盖，右端的尼龙螺柱，在探针盖与尼龙螺柱之间由左至右依次同轴安装有探针、信号发射器、塑料绝缘柱、固定柱、套在固定柱外部与探针盖旋接的探针壳、双螺旋杆、双螺旋杆外部的弹簧、套在弹簧外部与探针壳孔径配接的胶皮护口，胶皮护口卡在壳体端部开孔上，双螺旋杆穿过胶皮护口与位于壳体内部的尼龙螺柱旋接。

而且，所述接收器探针具体包括左端与发射器探针中结构相同的探针盖，右端与发射器探针中结构相同的尼龙螺柱，在探针盖与尼龙螺柱之间由左至右依次同轴安装有与发射器探针中结构相同的探针、信号接收器、套在接收器外部与探针盖旋接的与发射器探针中结构相同的探针壳、及与发射器探针中结构相同的双螺旋杆、双螺旋杆外部的弹簧、套在弹簧外部与探针壳孔径配接的胶皮护口、套在尼龙螺柱外侧的磁铁环，胶皮护口卡在壳体端部开孔上，双螺旋杆穿过胶皮护口与位于壳体内部的尼龙螺柱旋接。

而且，在所述壳体的左端部外侧安装有电源指示灯用于显示电源状态，安装有状态灯指示灯用于监视单片机的工作状态。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明利用对支柱绝缘子都具有受迫振动固有频率进行测量，并可进行检测结果直观波形分析，能够高效、准确的检出每个支柱瓷绝缘子内部及外部缺陷。

2、本发明产品体积小，方便操作，适合现场带电检测及大批量测试。

附图说明：

图1为本发明产品的外部结构图；

图2为本发明产品的内外部结构示意图；

图3为本发明产品电路板电路结构示意图；

图4为本发明产品内部结构示意图；

图5为本发明中发射器探针及接收器探针分解与装配示意图；

图6为本发明产品使用示意图；

图7为本发明产品检测方法示意图。

具体实施方式

以下对本发明实施做进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，如图1或2所示，包括检测仪壳体1，在壳体的右侧端部外，并排制有发射器探针2及接收器探针3，用于向被测支柱瓷绝缘子发射白噪声检测信号及接收支柱瓷绝缘子经受迫振动后产生的频率信号，发射器探针及接收器探针均通过安装在壳体右侧开口处的胶皮护口5由尼龙螺柱11与两探针内的双螺旋杆6旋接后固装在壳体上，发射器探针及接收器探针的信号线均与固装在壳体内部的电路板10连接，在壳体的上部为壳体盖子7，在盖子的下部制有电池盒9，电池盒内装有为整套仪器提供电力的电池8，在壳体的左侧端面上分别安装有与电路板连接的电源开关按键12、USB接口13及功能按钮15，在壳体的下部外侧制有手柄杆固定螺孔17，

其中，如图3所示，所述电路板上包括单片机，单片机产生涵盖频率为1000-10000HZ的白噪声信号，在单片机的信号输出端与发射器探针之间依次连接电路板上的带通滤波器电路、功率放大器电路及隔离升压器电路，分别对单片机的输出信号进行滤波处理、信号功率放大处理及电压幅值升压处理，处理后的信号通过发射器探针施加到绝缘子上；在单片机的信号输入端与接收器探针之间依次连接电路板上的带通滤波器电路及信号放大器电路，分别对接收器探针接收到的绝缘子受迫振动信号进行放大及滤波处理，然后将处理后的信号输送给单片机，单片机对输入信号进行采集、运算、处理，将其转换为数字信号，存储到内部FLASH存贮器中；单片机还提供与外部键盘设备连接的USB接口，提供与外部计算机设备连接的USB接口及与显示设备连接的I/O接口。

在本发明的具体实施中，如图4所示，在所述壳体内还安装有与单片机连接的扬声器19，用于提示当前工作状态，在所述壳体的内侧壁上制有用于固定电路板的固定台18。

在本发明的具体实施中，如图5所示，所述发射器探针具体包括左端的探针盖21，右端的尼龙螺柱，在探针盖与尼龙螺柱之间由左至右依次同轴安装有探针22、信号发射器25、塑料绝缘柱26、固定柱27、套在固定柱外部与探针盖旋接的探针壳24、双螺旋杆、双螺旋杆外部的弹簧4、套在弹簧外部与探针壳孔径配接的胶皮护口，胶皮护口卡在壳体端部开孔上，双螺旋杆穿过胶皮护口与位于壳体内部的尼龙螺柱旋接。

在本发明的具体实施中，如图5所示，所述接收器探针具体包括左端与发射器探针中结构相同的探针盖，右端与发射器探针中结构相同的尼龙螺柱，在探针盖与尼龙螺柱之间由左至右依次同轴安装有与发射器探针中结构相同的探针、信号接收器23、套在接收器外部与探针盖旋接的与发射器探针中结构相同的探针壳、及与发射器探针中结构相同的双螺旋杆、双螺旋杆外部的弹簧、套在弹簧外部与探针壳孔径配接的胶皮护口、套在尼龙螺柱外侧的磁铁环20，胶皮护口卡在壳体端部开孔上，双螺旋杆穿过胶皮护口与位于壳体内部的尼龙螺柱旋接。

在本发明的具体实施中，如图2所示，在所述壳体的左端部外侧安装有电源指示灯14用于显示电源状态，安装有状态灯指示灯16用于监视单片机的工作状态。

检测原理

由51单片机产生一连串具有特定功能的复杂信号，此信号涵盖频率为1000-10000HZ的白噪声，先经滤波器滤波处理，再经功率放大至所需的信号电压幅值后，此信号经发射探针施加到被测瓷绝缘子上，白噪声激励瓷绝缘子后绝缘子产生受迫振动，若瓷绝缘子存在缺陷，其固有频率将发生偏移，利用接收探针接收受迫振动频率信号，经滤波放大电路进行处理后，单片机对此信号进行采集、运算、处理，将其转换为数字信号，存储到内部FLASH存贮器中(可存储多组数据)，利用本仪器上的USB接口将此数据上传给PC机，PC机中的分析软件对此信号进行分析，以波形的形式在显示器上显示出来，工作人员进行观察比对可判断优略。

检测方法

1)如图6所示，将连接绝缘杆28旋入手柄固定螺孔内(可以多节相连)，安装上手柄。

2)把记录装置拿到靠近要检测的绝缘子底部法兰位置，让探针尖端抵触到绝缘子29底部法兰支承板30上，如图6所示，尽量让探针垂直于法兰底面。

3)用力使记录装置与绝缘子底部法兰支承板紧密接触并保持在这一位置(6秒)，直到测试结束结束：

4)把记录装置从绝缘子底部法兰支承板处拿开，测试完毕。

5)每支绝缘子应进行4次采样，每次采样应在绝缘子底部，顺时针相隔90度。同一绝缘子的同一位置应连续测量两次，如图7所示，以保证测量结果的真实性。

Claims (5)

1.一种支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，其特征在于包括检测仪壳体，在壳体的右侧端部外，并排制有发射器探针及接收器探针，发射器探针及接收器探针均通过安装在壳体右侧开口处的胶皮护口由尼龙螺柱与两探针内的双螺旋杆旋接后固装在壳体上，发射器探针及接收器探针的信号线均与固装在壳体内部的电路板连接，在壳体的上部为壳体盖子，在盖子的下部制有电池盒，电池盒内装有为整套仪器提供电力的电池，在壳体的左侧端面上分别安装有与电路板连接的电源开关按键、USB接口及功能按钮，在壳体的下部外侧制有手柄杆固定螺孔；

其中，所述电路板上包括单片机，单片机产生涵盖频率为1000-10000HZ的白噪声信号，在单片机的信号输出端与发射器探针之间依次连接电路板上的带通滤波器电路、功率放大器电路及隔离升压器电路，分别对单片机的输出信号进行滤波处理、信号功率放大处理及电压幅值升压处理，处理后的信号通过发射器探针施加到绝缘子上；在单片机的信号输入端与接收器探针之间依次连接电路板上的带通滤波器电路及信号放大器电路，分别对接收器探针接收到的绝缘子受迫振动信号进行放大及滤波处理，然后将处理后的信号输送给单片机；单片机对输入信号进行处理，将其转换为数字信号，存储到内部FLASH存贮器中；单片机还提供与外部键盘设备连接的USB接口，提供与外部计算机设备连接的USB接口及与显示设备连接的I/O接口。

2.根据权利要求1所述的支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，其特征在于：在所述壳体内还安装有与单片机连接的扬声器，用于监听单片机产生的白噪声信号，在所述壳体的内侧壁上制有用于固定电路板的固定台。

3.根据权利要求1所述的支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，其特征在于：所述发射器探针具体包括左端的探针盖，右端的尼龙螺柱，在探针盖与尼龙螺柱之间由左至右依次同轴安装有探针、信号发射器、塑料绝缘柱、固定柱、套在固定柱外部与探针盖旋接的探针壳、双螺旋杆、双螺旋杆外部的弹簧、套在弹簧外部与探针壳孔径配接的胶皮护口，胶皮护口卡在壳体端部开孔上，双螺旋杆穿过胶皮护口与位于壳体内部的尼龙螺柱旋接。

4.根据权利要求1所述的支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，其特征在于：所述接收器探针具体包括左端与发射器探针中结构相同的探针盖，右端与发射器探针中结构相同的尼龙螺柱，在探针盖与尼龙螺柱之间由左至右依次同轴安装有与发射器探针中结构相同的探针、信号接收器、套在接收器外部与探针盖旋接的与发射器探针中结构相同的探针壳、及与发射器探针中结构相同的双螺旋杆、双螺旋杆外部的弹簧、套在弹簧外部与探针壳孔径配接的胶皮护口、套在尼龙螺柱外侧的磁铁环，胶皮护口卡在壳体端部开孔上，双螺旋杆穿过胶皮护口与位于壳体内部的尼龙螺柱旋接。

5.根据权利要求1所述的支柱瓷绝缘子缺陷检测仪，其特征在于：在所述壳体的左端部外侧安装有电源指示灯用于显示电源状态，安装有状态灯指示灯用于监视单片机的工作状态。