CN108072606B - 一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置及其使用方法。本发明可适用于不同绝缘材料层间和相同绝缘材料新旧层厚之间的附着强度的无损检测，不仅适用于实验室的绝缘材料层间附着力的无损检测，尤其适用于户外现场运行设备绝缘件的绝缘材料层间附着力的无损检测。本发明具有结构简单、操作便捷、对绝缘件无损伤、适用性强的优点。

Description

一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及试验检验技术领域，具体涉及一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置及其使用方法。
背景技术
电气设备或产品一般包括导体、磁路、绝缘和机械结构等部分，而其中绝缘部分常属于最薄弱环节，对电气/电子设备的使用寿命和运行可靠性具有决定性作用。如：发电机线圈绝缘的老化和击穿、变压器线圈匝间绝缘在过电压下的击穿、变电站或线路绝缘子在污秽下的闪络等，都是电力系统造成停电事故的常见原因。
传统的绝缘材料大多为天然材料或无机材料，新技术和新材料的发展使合成材料在绝缘领域获得广泛应用。新型的绝缘材料在电气设备展示出优良的综合性能。但是，复合材料的不同种基材之间、复合材料损伤后的修复、同种绝缘材料的连接，以及绝缘材料老化后的补强等都会产生绝缘材料的层间界面。一旦绝缘材料的层间界面出现粘接不良，附着力下降，甚至产生层间间隙，将会发生致命的灾难性危害。如变电站或输电线路环氧树脂复合绝缘子、聚烯烃复合绝缘子、乙丙橡胶复合绝缘子和硅橡胶复合绝缘子在国外都大量使用，而我国电力系统及铁路系统则以硅橡胶复合绝缘子为主。
复合绝缘子的绝缘件一般由两种绝缘材料组成，如内部的玻璃钢绝缘筒或棒和外部的硅橡胶绝缘伞套，运行管理人员十分担心使用中的复合绝缘件两种绝缘材料间的粘接强度、是否产生内部缺陷的问题。对于损伤或老化修补的绝缘件的原有绝缘材料与修补绝缘材料之间的粘接强度、是否有脱胶或气泡等是修补质量的关键指标。对此目前尚无检测的试验设备，仅靠目测观察、切割解剖等原始的方法来验证，既难以查明缺陷和质量水平，切割解剖又造成二次损伤，还需要再次修补。对于运行中的复合绝缘产品更缺乏绝缘材料层间附着力的有效检测设备。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置及其使用方法，可对两种绝缘材料之间和绝缘件修补后的新旧绝缘材料之间的层间附着强度进行检测，且不需要破坏绝缘件产品，保证了绝缘件的机械物理性能和电气性能的可靠性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置，包括测试头、升降柱、真空泵、机台、电动机和控制屏，所述测试头包括两个均匀对称的圆台，所述圆台的一端沿圆周设置有密封环，所述圆台的端面上设有沿径向均匀分布的若干超声波探头，所述圆台的中心设有一连通外部的内孔，所述控制屏包括超声波测量仪和拉力传感器显示屏，所述测试头的两端分别通过万向接头延长杆与上张力臂和下张力臂相连接，所述下张力臂上设有拉力传感器，所述上张力臂、下张力臂和控制屏均设置在升降柱上，所述升降柱、真空泵和电动机均设置在机台上，所述内孔通过管路与真空泵相连通，所述超声波探头与超声波测量仪相连接，所述拉力传感器与拉力传感器显示屏相连接，所述升降柱在电动机驱动下使得张力臂升高或降低，所述真空泵和电动机均由控制屏控制。
进一步地，所述机台下安装有移动滚轮。
进一步地，所述真空泵还包括放气阀和真空表。
一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将该装置移动到待检绝缘件旁，并固定牢固；
步骤2、用酒精擦拭测试头的端面和绝缘件待检部位的原有绝缘材料及新绝缘材料；
步骤3、将测试头覆盖到绝缘件待检测部位的上下表面，测试头的圆周向密封环与待检绝缘件表面形成密封，测试头的超声波探头直接接触绝缘件表面；
步骤4、启动真空泵并关闭放气阀使测试头与绝缘件的待检表面形成真空相吸附；
步骤5、操作控制屏启动电动机，在测试头两端形成拉力，按照设计附着强度给定拉力值，保持恒定拉力1分钟；
步骤6、维持恒定拉力期间，开启超声波测量仪，观察有无超声波探头检测到绝缘件内部界面的层间缺陷指示；
步骤7、恒定拉力保持时间后，操作控制屏关闭电动机卸载拉力，打开放气阀，操作控制屏关闭真空泵，检查绝缘件被试部位表面有无损伤，恒定拉力保持期间超声波测量仪未指示缺陷，则表明该绝缘件的材料层间附着力合格。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：可适用于不同绝缘材料层间和相同绝缘材料新旧层厚之间的附着强度的无损检测，不仅适用于实验室的绝缘材料层间附着力的无损检测，尤其适用于户外现场运行设备绝缘件的绝缘材料层间附着力的无损检测。本发明具有结构简单、操作便捷、对绝缘件无损伤、适用性强的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是测试头的主视图；
图3是测试头的俯视图；
图中附图标记的含义：1、测试头，1-1、内孔，1-2、密封环，1-3、超声波探头，2、万向接头延长杆，3、升降柱，4-1、上张力臂，4-2下张力臂，5、绝缘件，5-1、原有绝缘材料，5-2、新绝缘材料，6、管路，7、真空泵，7-1、放气阀，7-2、真空表，8、机台，9、电动机，10、控制屏，10-1、拉力传感器，10-2、拉力传感器显示屏，10-3、是超声波测量仪。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。
实施例1：
一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置，包括测试头1、升降柱3、真空泵7、机台8、电动机9和控制屏10，所述测试头1包括两个均匀对称的圆台，所述圆台的一端沿圆周设置有密封环1-2，所述圆台的端面上设有沿径向均匀分布的若干超声波探头1-3，所述圆台的中心设有一连通外部的内孔1-1，所述控制屏10包括超声波测量仪10-3和拉力传感器显示屏10-2，所述测试头1的两端分别通过万向接头延长杆2与上张力臂4-1和下张力臂4-2相连接，所述下张力臂4-2上设有拉力传感器10-1，所述上张力臂4-1、下张力臂4-2和控制屏10均设置在升降柱3上，所述升降柱3、真空泵7和电动机9均设置在机台8上，所述内孔1-1通过管路6与真空泵7相连通，所述超声波探头1-3与超声波测量仪10-3相连接，所述拉力传感器10-1与拉力传感器显示屏10-2相连接，所述升降柱3在电动机9驱动下使得张力臂升高或降低，所述真空泵7和电动机9均由控制屏10控制。
其中，所述机台8下安装有移动滚轮，使得该装置在户外检测有更好的方便性。所述真空泵7还包括放气阀7-1和真空表7-2。真空表7-2可以显示真空度的值，使得对真空度的观察更加的直观。
一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤1、将该装置移动到待检绝缘件5旁，并固定牢固；
步骤2、用酒精擦拭测试头1的端面和绝缘件5待检部位的原有绝缘材料5-1及新绝缘材料5-2；
步骤3、将测试头1覆盖到绝缘件5待检测部位的上下表面，测试头1的圆周向密封环1-2与待检绝缘件5表面形成密封，测试头1的超声波探头1-3直接接触绝缘件5表面；
步骤4、启动真空泵7并关闭放气阀7-1使测试头1与绝缘件5的待检表面形成真空相吸附；
步骤5、操作控制屏10启动电动机9，在测试头1两端形成拉力，按照设计附着强度给定拉力值，保持恒定拉力1分钟；
步骤6、维持恒定拉力期间，开启超声波测量仪10-3，观察有无超声波探头1-3检测到绝缘件5内部界面的层间缺陷指示；
步骤7、恒定拉力保持时间后，操作控制屏10关闭电动机9卸载拉力，打开放气阀7-1，操作控制屏10关闭真空泵7，检查绝缘件5被试部位表面有无损伤，恒定拉力保持期间超声波测量仪10-3未指示缺陷，则表明该绝缘件5的材料层间附着力合格。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置，其特征在于，包括测试头(1)、升降柱(3)、真空泵(7)、机台(8)、电动机(9)和控制屏(10)，所述测试头(1)包括两个均匀对称的圆台，所述圆台的一端沿圆周设置有密封环(1-2)，所述圆台的端面上设有沿径向均匀分布的若干超声波探头(1-3)，所述圆台的中心设有一连通外部的内孔(1-1)，所述控制屏(10)包括超声波测量仪(10-3)和拉力传感器显示屏(10-2)，所述测试头(1)的两端分别通过万向接头延长杆(2)与上张力臂(4-1)和下张力臂(4-2)相连接，所述下张力臂(4-2)上设有拉力传感器(10-1)，所述上张力臂(4-1)、下张力臂(4-2)和控制屏(10)均设置在升降柱(3)上，所述升降柱(3)、真空泵(7)和电动机(9)均设置在机台(8)上，所述内孔(1-1)通过管路(6)与真空泵(7)相连通，所述超声波探头(1-3)与超声波测量仪(10-3)相连接，所述拉力传感器(10-1)与拉力传感器显示屏(10-2)相连接，所述升降柱(3)在电动机(9)驱动下使得张力臂升高或降低，所述真空泵(7)和电动机(9)均由控制屏(10)控制。
2.根据权利要求1所述绝缘材料层间附着力的无损检测装置，其特征在于，所述机台(8)下安装有移动滚轮。
3.根据权利要求1所述绝缘材料层间附着力的无损检测装置，其特征在于，所述真空泵(7)还包括放气阀(7-1)和真空表(7-2)。
4.一种绝缘材料层间附着力的无损检测装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将该装置移动到待检绝缘件(5)旁，并固定牢固；
步骤2、用酒精擦拭测试头(1)的端面和绝缘件(5)待检部位的原有绝缘材料(5-1)及新绝缘材料(5-2)；
步骤3、将测试头(1)覆盖到绝缘件(5)待检测部位的上下表面，测试头(1)的圆周向密封环(1-2)与待检绝缘件(5)表面形成密封，测试头(1)的超声波探头(1-3)直接接触绝缘件(5)表面；
步骤4、启动真空泵(7)并关闭放气阀(7-1)使测试头(1)与绝缘件(5)的待检表面形成真空相吸附；
步骤5、操作控制屏(10)启动电动机(9)，在测试头(1)两端形成拉力，按照设计附着强度给定拉力值，保持恒定拉力1分钟；
步骤6、维持恒定拉力期间，开启超声波测量仪(10-3)，观察有无超声波探头(1-3)检测到绝缘件(5)内部界面的层间缺陷指示；
步骤7、恒定拉力保持时间后，操作控制屏(10)关闭电动机(9)卸载拉力，打开放气阀(7-1)，操作控制屏(10)关闭真空泵(7)，检查绝缘件(5)被试部位表面有无损伤，恒定拉力保持期间超声波测量仪(10-3)未指示缺陷，则表明该绝缘件(5)的材料层间附着力合格。
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