CN111257418A - 一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置 - Google Patents

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赵仁勇
杜伯学
陈允
梁虎成
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Abstract

本发明涉及高电压设备中绝缘材料检测领域，具体为一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，示波器连接超声仪，以便得到携带最多缺陷信息的超声原始传播波形；耦合剂为水；检测试样为与绝缘拉杆同材质的芳纶纤维浸渍环氧树脂板；PC机呈现完整超声波形，便于观察和分析，通过超声波在固体中传播遇到缺陷时的反射现象搭建超声检测系统来检测绝缘拉杆，根据有无缺陷反射波以及其传播时间和幅值来确定有无缺陷以及缺陷的位置和大小，提高电力设备运行可靠性和电力系统的安全性。

Description

一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置
技术领域
本发明属于高电压设备中绝缘材料检测领域，并涉及一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，主要应用于特高压绝缘拉杆内部缺陷的及时发现，避免事故的发生。
背景技术
电力是社会发展和城市变革最重要的技术基础，随着我国经济的飞速发展，电力行业、供电以及用电企业自动化建设和改造在不断发展与完善。近年来，随着电力系统高电压、大容量输电的发展需求，电力设备的电压等级也在不断提高，人们对电力设备安全运行提出了更加苛刻的要求。特高压绝缘拉杆是高压断路器的重要组成部分，是高压断路器高电位与工作机构之间的连接件。绝缘拉杆是短时间对带电设备实行操作的绝缘工具，如接通或断开高压隔离开关、跌落熔丝具，装拆携带式接地线，以及实行测量和试验时使用。然而，绝缘拉杆在生产制造以及使用过程中也会产生缺陷。
一般认为，绝缘拉杆在生产过程中或者长期遭受恶劣环境和机械应力的作用下，内部可能会出现微孔、裂纹等缺陷，在高电压作用下可能会发生沿面闪络甚至击穿，严重降低电力设备的可靠性。
将声学领域的超声波应用于电气绝缘领域，利用超声波在固体中传播遇到缺陷时的反射现象检测绝缘拉杆内部缺陷。将制作绝缘拉杆的环氧复合材料制作成与其厚度相同的环氧板，在底部或者侧面打上不同直径不同深度的孔洞模拟微孔和裂纹缺陷，然后用超声反射法检测其中的缺陷，确定了该方法的有效性，具有操作简单，易于控制等优点，为特高压绝缘拉杆微孔缺陷的检测提供了一种新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，以检测特高压绝缘拉杆内部缺陷。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，包括超声仪、超声探头、示波器、耦合剂、检测试样以及PC机，超声探头一端连接超声仪，另一端透过涂抹在试样表面的耦合剂对试样进行检测；示波器连接到超声仪的波前电路；PC机则是对得到的超声波进行观察和分析。
作为本发明进一步的方案：所述超声仪型号为cts-23。
作为本发明进一步的方案：所述超声探头型号有2.5P20和5P14两种。
作为本发明进一步的方案：所述耦合剂为水。
作为本发明进一步的方案：所述检测试样为与绝缘拉杆同材质的芳纶纤维浸渍环氧树脂板，从底部以及侧面打不同直径不同深度的孔洞可以模拟微孔和裂纹缺陷。
本发明示波器连接到超声仪的波前电路，以便得到携带最多缺陷信息的超声原始传播波形。PC机得到包含缺陷信息的超声波形，根据缺陷反射波传播时间和幅值可以判断缺陷位置以及大小。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过超声波在固体中传播遇到缺陷时的反射现象，可以得到绝缘拉杆内有无缺陷超声反射波，并根据缺陷反射波出现的时间和幅值判断缺陷的位置和大小，提高特高压绝缘拉杆运行可靠性和电力系统的安全性。
附图说明
图1为超声反射法检测特高压绝缘拉杆内部缺陷示意图。
图2为超声波在环氧复合绝缘材料中的传播模型。
图3为无缺陷和存在内部缺陷的超声波形。
图中：1-超声仪、2-超声探头、3-示波器、4-耦合剂、5-检测试样、6-PC机。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，包括超声仪1、超声探头2、示波器3、耦合剂4、检测试样5以及PC机6，其特征在于，所述超声探头2一端连接到超声仪1，另一端通过耦合剂4置于检测试样5表面，示波器3连接到超声仪1的波前电路。
所述超声仪1型号为cts-23。
所述超声探头2选用的型号是2.5P20和5P14。
所述耦合剂4为水，涂抹于试样表面。
所述检测试样5为与绝缘拉杆同材质的芳纶纤维浸渍环氧树脂板
实施例
1)制作一块与绝缘拉杆同材质的环氧树脂浸渍芳纶纤维板，将其放置在打孔机上从底部以及侧面打不同直径不同深度的孔洞模拟微孔和裂纹缺陷。从超声波传播角度来看，人工气孔顶部的固体环氧-气孔空气界面在声学上与环氧材料内微孔处的环氧-气孔界面等效，气孔侧面处的固体环氧-空气界面与环氧内部长条状裂纹处的环氧-空气界面等效。
2)在试样表面涂抹耦合剂-水，用以减小超声波的衰减，之后用探头通过耦合剂来探测试样内的缺陷。先将探头放置在无缺陷区域，对示波器中显示的始波和底面反射波定标；然后缓慢移动探头，当始波与底波之间出现缺陷反射波时，说明此处存在缺陷。
3)对缺陷反射波进行分析。缺陷的位置随缺陷超声反射波出现的时间逐渐加深，而缺陷超声反射波的振幅随着缺陷尺寸的增大而增大，因此根据缺陷反射波出现的时间和幅值判断缺陷的位置和大小。

Claims (5)

1.一种特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，包括超声仪(1)、超声探头(2)、示波器(3)、耦合剂(4)、检测试样(5)以及PC机(6)，其特征在于，所述超声探头(2)一端连接到超声仪(1)，另一端通过耦合剂(4)置于检测试样(5)表面，示波器(3)连接到超声仪(1)的波前电路，将超声波形传输到PC机(6)。
2.根据权利要求1所述的特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，其特征在于，所述超声仪(1)型号为cts-23。
3.根据权利要求1所述的特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，其特征在于，所述超声探头(2)选用的型号是2.5P20和5P14。
4.根据权利要求1所述的特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，其特征在于，所述耦合剂(4)为水，涂抹于试样表面。
5.根据权利要求1所述的特高压绝缘拉杆内部缺陷检测装置，其特征在于，所述检测试样(5)为与绝缘拉杆同材质的芳纶纤维浸渍环氧树脂板。
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