CN113340991A - 一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，包括输送机构、探伤仪、上位机、正常检测室、老化检测室、老化机构、开裂检测室以及裂纹制造机构，裂纹制造机构包括第一液压杆、弧形垫片、切割片以及旋转机构，将出厂的绝缘子置于输送机构上进行输送，绝缘子会依次经过正常检测室、老化检测室以及开裂检测室，老化机构可以对绝缘子进行盐雾侵蚀老化，裂纹制造机构可以通过切割片在绝缘子表面制造雷文，通过设置的探伤仪可以对绝缘子进行振动声学检测，采集到的声纹数据可以传输到上位机进行存储，用以更新声纹库，从而可以获得同一品类的绝缘子从良好状态对破损状态下的声纹数据，提高绝缘子的振动声学检测准确率。

Description

一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置

技术领域

本发明涉及电力设备检测技术领域，特别涉及一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置。

背景技术

瓷支柱绝缘子在电网中数量众多，影响瓷支柱绝缘子机械强度的因素主要有生产工艺、材料应力、运行环境等，瓷件夹生、气孔及微裂纹等缺陷大多由于厂家烧制水平不过关所致，并且多集中于同厂家同批次产品中。统计表明，95％左右的缺陷都发生在法兰附近，这是由于材料膨胀系数不同造成的内部应力集中所致，隔离开关及管母处的瓷支柱长期收操作冲击应力及单向剪切应力的影响，是瓷支柱绝缘子断裂事故的高发区。

电网运行检查中，会对瓷支柱绝缘子进行探伤仪判断其机械强度，防止裂纹发展造成瓷瓶断裂，目前的探伤方法包括力学测量法、观察法、紫外成像法、超声波检测法、红外测温法、无线电波法、激光多普勒法、电场测量法、泄漏、脉冲电流法、振动声学法等，其中振动声学法因其测量时间短、对微裂纹敏感度高、可带电检测等优点被广泛应用，采用振动声学法可以在不停电条件下开展快速测试，适合对瓷支柱绝缘子的机械强度开展普测，然而目前的振动声学检测装置进行检测时基本都是使用现有的声纹库进行比对，缺乏对同一绝缘子从良好、老化、产生裂纹等全生命周期内关键节点的振动信息的纵向比较，导致采用振动声学检测的误检率较高。

发明内容

鉴以此，本发明提出一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，可以对瓷支柱绝缘子从良好状态到故障状态下进行检测，收集到的振动信息可以用于更新声纹库，以提高瓷支柱绝缘子振动声学检测的准确率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，包括输送机构、探伤仪、上位机、正常检测室、老化检测室、老化机构、开裂检测室以及裂纹制造机构，所述输送机构依次穿过正常检测室、老化检测室以及开裂检测室，所述老化机构设置在老化检测室内，所述裂纹制造机构设置在开裂检测室内，所述探伤仪用于对绝缘子进行振动声学检测；所述裂纹制造机构包括第一液压杆、弧形垫片、切割片以及旋转机构，所述第一液压杆设置在开裂检测室内顶部，其输出轴与弧形垫片顶面连接，所述切割片设置在弧形垫片底面，所述旋转机构用于驱动绝缘子转动，所述上位机设置在输送机构一侧，并分别与输送机构、探伤仪、老化机构、第一液压杆以及旋转机构电连接。

优选的，还包括用于驱动绝缘子升降的升降机构，所述输送机构包括若干输送带，所述输送带之间形成空腔，所述升降机构设置在空腔内，并位于正常检测室、老化检测室以及开裂检测室内，其包括第二液压杆以及U型架，所述第二液压杆的输出轴与U型架底部连接，所述U型架开口朝上设置，用于与绝缘子的法兰连接，所述上位机与第二液压杆电连接。

优选的，所述旋转机构包括若干电动履带，所述电动履带设置在开裂检测室内部的空腔中，其输送方向垂直于输送带的输送方向，所述上位机与电动履带电连接。

优选的，还包括电动滑台，所述电动滑台设置在开裂检测室内顶部，其上设置有滑动块，所述第一液压杆设置在滑动块上。

优选的，还包括裂纹展开机构，所述裂纹展开机构设置在开裂检测室内，其包括第三液压杆、制冷片、发热片、旋转电机、水平板以及旋转杆，所述第三液压杆设置在滑动块上，其输出轴与水平板顶面连接，所述水平板侧壁向下延伸有竖直板，所述旋转电机设置在竖直板侧壁上，其输出轴与旋转杆中部连接，所述旋转杆的两端分别与制冷片以及发热片连接，所述上位机分别与第三液压杆、制冷片、发热片以及旋转电机电连接。

优选的，所述正常检测室内侧壁设置有安装座，所述探伤仪滑动设置在安装座上，其底部设置有电磁铁，所述安装座侧壁设置有滑槽，所述探伤仪侧壁设置有滑条，所述滑条位于滑槽中，其侧壁靠近老化检测室的一端设置有常闭按钮，所述电磁铁通过常闭按钮与探伤仪内的电源连接，所述探伤仪位于绝缘子法兰的移动路径上。

优选的，所述老化机构包括盐雾喷头以及密封机构，所述老化检测室顶面设置有盐雾存储箱，所述盐雾喷头设置在老化检测室内侧壁，并与盐雾存储箱连接，所述密封机构设置在老化检测室内空腔处以及老化检测室两侧的开口处，所述上位机与盐雾喷头以及密封机构电连接。

优选的，所述密封机构包括气泵以及气囊，所述气泵设置在老化检测室顶部，所述气囊设置在空腔处以及老化检测室两侧的开口处，并通过气管与气泵连接，所述上位机与气泵电连接。

优选的，还包括天气模拟机构，所述天气模拟机构设置在正常检测室内，其包括设置在正常检测室内顶壁的喷淋管以及鼓风机，所述喷淋管上设置有若干电控喷头，所述上位机分别与电控喷头以及鼓风机电连接。

优选的，还包括摄像头，所述摄像头分别设置在正常检测室、老化检测室以及开裂检测室内，所述上位机与摄像头数据连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，将经过出厂验收的瓷支柱绝缘子放置到输送机构上，由输送机构依次输送经过正常检测室、老化检测室以及开裂检测室，由探伤仪对绝缘子进行振动声学检测，其中在正常检测室中对结构良好的绝缘子进行第一次检测，在老化检测室中通过老化机构对绝缘子进行老化后进行第二次检测，在开裂检测室中对绝缘子表面进行裂纹制造后进行第三次检测，探伤仪将三次检测中获得声纹数据存储到上位机中，用于更新声纹库，从而可以实现对通一品类的绝缘子的纵向检测比较，提高瓷支柱绝缘子振动声学检测的准确率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置的结构示意图；

图2为本发明的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置的正常检测室的内部结构示意图；

图3为本发明的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置的探伤仪与安装座的连接结构示意图；

图4为本发明的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置的老化检测室的内部结构示意图；

图5为本发明的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置的开裂检测室的内部结构示意图；

图6为本发明的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置的裂纹制造机构和裂纹展开机构在开裂检测室内的结构示意图；

图中，1为探伤仪，2为上位机，3为正常检测室，4为老化检测室，5为开裂检测室，6为第一液压杆，7为弧形垫片，8为切割片，9为输送带，10为空腔，11为第二液压杆，12为U型架，13为电动履带，14为电动滑台，15为滑动块，16为第三液压杆，17为制冷片，18为发热片，19为旋转电机，20为水平板，21为旋转杆，22为竖直板，23为安装座，24为电磁铁，25为滑槽，26为滑条，27为常闭按钮，28为盐雾喷头，29为盐雾存储箱，30为气泵，31为气囊，32为喷淋管，33为鼓风机，34为电控喷头，35为摄像头。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1至图6，本发明提供的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，包括输送机构、探伤仪1、上位机2、正常检测室3、老化检测室4、老化机构、开裂检测室5以及裂纹制造机构，所述输送机构依次穿过正常检测室3、老化检测室4以及开裂检测室5，所述老化机构设置在老化检测室4内，所述裂纹制造机构设置在开裂检测室5内，所述探伤仪1用于对绝缘子进行振动声学检测；所述裂纹制造机构包括第一液压杆6、弧形垫片7、切割片8以及旋转机构，所述第一液压杆6设置在开裂检测室5内顶部，其输出轴与弧形垫片7顶面连接，所述切割片8设置在弧形垫片7底面，所述旋转机构用于驱动绝缘子转动，所述上位机2设置在输送机构一侧，并分别与输送机构、探伤仪1、老化机构、第一液压杆6以及旋转机构电连接。

本发明的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，用于对瓷支柱绝缘子进行振动声学检测，并收集检测后的声纹数据进行存储，以更新声纹库，增加声纹库中的数据量，而后续对使用中的瓷支柱绝缘子进行检测提供更多更优的对比数据，提高振动声学检测的准确率，为此，本发明采用对同一绝缘子从良好状态到开裂状态的整个过程进行振动声学检测，从而可以获得完整的绝缘子的声纹信号，用以更新声纹库后可以提高后续绝缘子检测的效率，实现对同一品类的绝缘子的纵向比较。

在进行检测时，将出厂经验收后的绝缘子置于输送机构上，输送机构输送绝缘子依次经过正常检测室3、老化检测室4以及开裂检测室5，绝缘子在输送的过程中，所设置的探伤仪1可以对处于各个检测室中的绝缘子进行振动声学检测，并将采集的声纹数据传输到上位机2中进行存储，用以更新声纹库，其中探伤仪1使用的是目前市面上常用且较成熟的仪器，通过变幅杆发出激励信号到绝缘子，然后通过导声杆采集振动信号并进行处理后传输到上位机2进行存储，对于三个检测室的结构而言，每个检测室中其中两个相对的侧面开口，用于供输送机构经过，而正常检测室3除了两个开口外，在另一侧面还设置有开口，即正常检测室3的四个侧面仅有一面为密封的。

当绝缘子进入到开裂检测室5时，上位机2可以控制第一液压杆6带动弧形垫片7向下移动，并使弧形垫片7与绝缘子杆体贴合在一起，然后通过设置的旋转机构带动绝缘子转动后，弧形垫片7上的切割片8可以在绝缘子上切割处裂纹，从而实现裂纹的人工制造，用以模拟开裂的绝缘子，当探伤仪1进行检测时，可以获得带有裂纹的绝缘子的声纹数据，同时为了研究裂纹位置的不同对故障检测所造成的影响，本发明可以在绝缘子的不同位置制造裂纹，或在多个位置制造多个裂纹，用以模拟受损较严重的绝缘子，并将检测到的声纹数据更新到声纹库中。

优选的，还包括用于驱动绝缘子升降的升降机构，所述输送机构包括若干输送带9，所述输送带9之间形成空腔10，所述升降机构设置在空腔10内，并位于正常检测室3、老化检测室4以及开裂检测室5内，其包括第二液压杆11以及U型架12，所述第二液压杆11的输出轴与U型架12底部连接，所述U型架12开口朝上设置，用于与绝缘子的法兰连接，所述上位机2与第二液压杆11电连接。

通过设置的多个输送带9对绝缘子进行输送，当绝缘子输送到各个检测室内，并做好检测准备后，通过设置的第二液压杆11带动U型架12上升后，使U型架12与绝缘子两端的法兰贴近，从而带动绝缘子上升，使绝缘子的杆体部分处于悬空状态，从而在进行振动声学检测时可以营造绝缘子处于空中的状态，保证数据检测的准确性。

优选的，所述旋转机构包括若干电动履带13，所述电动履带13设置在开裂检测室5内部的空腔10中，其输送方向垂直于输送带9的输送方向，所述上位机2与电动履带13电连接。

绝缘子输送到开裂检测室5内时，将切割片8下降到绝缘子杆体外表面上后，上位机2控制电动履带13运作，在电动履带13的带动下，绝缘子会发生转动，从而切割片8可以在绝缘子杆体外表面制造出环形的裂纹。

优选的，还包括电动滑台14，所述电动滑台14设置在开裂检测室5内顶部，其上设置有滑动块15，所述第一液压杆6设置在滑动块15上。

通过所设置的电动滑台14带动滑动块15移动，从而实现第一液压杆6的水平移动，使弧形垫片7和切割片8移动到不同的位置处以进行切割。

优选的，还包括裂纹展开机构，所述裂纹展开机构设置在开裂检测室5内，其包括第三液压杆16、制冷片17、发热片18、旋转电机19、水平板20以及旋转杆21，所述第三液压杆16设置在滑动块15上，其输出轴与水平板20顶面连接，所述水平板20侧壁向下延伸有竖直板22，所述旋转电机19设置在竖直板22侧壁上，其输出轴与旋转杆21中部连接，所述旋转杆21的两端分别与制冷片17以及发热片18连接，所述上位机2分别与第三液压杆16、制冷片17、发热片18以及旋转电机19电连接。

切割片8所制造的裂纹仅在绝缘子的表面，而绝缘子在使用的过程中，会产生深度不同的裂纹，因此本发明设置了可以对裂纹进行扩展的机构，在切割片8对绝缘子进行切割产生裂纹后，电动滑台14可以带动另外的滑动块15移动，从而裂纹展开机构可以移动到裂纹的上方，然后由第三液压杆16带动水平板20下降，将发热片18(或制冷片17)降到到裂纹处对裂纹处进行升温(或降温)，持续一段时间后，通过设置的旋转电机19带动旋转杆21转动，使制冷片17(或发热片18)交换位置，并紧贴到裂纹处，对裂纹进行降温(或升温)，通过温度的变化来实现对裂纹的扩展，以得到不同尺寸、不同深度的裂纹。

优选的，所述正常检测室3内侧壁设置有安装座23，所述探伤仪1滑动设置在安装座23上，其底部设置有电磁铁24，所述安装座23侧壁设置有滑槽25，所述探伤仪1侧壁设置有滑条26，所述滑条26位于滑槽25中，其侧壁靠近老化检测室4的一端设置有常闭按钮27，所述电磁铁24通过常闭按钮27与探伤仪1内的电源连接，所述探伤仪1位于绝缘子法兰的移动路径上。

探伤仪1原本设置在安装座23上，其侧壁的滑条26位于滑槽25中，常闭按钮27被滑槽25内壁所挤压为打开状态，此时电磁铁24未通电，当输送带9输送绝缘子到正常检测室3内时，绝缘子端部的法兰会与探伤仪1接触，此时探伤仪1的变幅杆、导声杆以及电磁铁24均会与法兰底面接触，并推动探伤仪1移动，探伤仪1移动时其侧壁的滑条26会从滑槽25中滑出，常闭按钮27会首先离开滑槽25，此时常闭按钮27变成闭合状态，电磁铁24通电后带有磁性，从而可以吸附在法兰上，实现探伤仪1的自动固定。

优选的，所述老化机构包括盐雾喷头28以及密封机构，所述老化检测室4顶面设置有盐雾存储箱29，所述盐雾喷头28设置在老化检测室4内顶面，并与盐雾存储箱29连接，所述密封机构设置在老化检测室4内空腔10处以及老化检测室4两侧的开口处，所述上位机2与盐雾喷头28以及密封机构电连接，所述密封机构包括气泵30以及气囊31，所述气泵30设置在老化检测室4顶部，所述气囊31设置在空腔10处以及老化检测室4两侧的开口处，并通过气管与气泵30连接，所述上位机2与气泵30电连接。

对于绝缘子的老化而言，采用盐雾老化的方式，当绝缘子移动到老化检测室4内，升降机构对绝缘子进行升降后，气泵30通过气管对气囊31进行充气，使老化检测室4的两侧开口以及输送带9之间的空腔10被密封，然后盐雾喷头28将盐雾存储箱29中存储的盐雾气体输送到老化检测室4内，通过盐雾对绝缘子进行老化后，可以实现对老化的绝缘子的振动声学检测。

优选的，还包括天气模拟机构，所述天气模拟机构设置在正常检测室3内，其包括设置在正常检测室3内顶壁的喷淋管32以及鼓风机33，所述喷淋管32上设置有若干电控喷头34，所述上位机2分别与电控喷头34以及鼓风机33电连接。

为了获取在不同天气条件下的的绝缘子的振动声学检测数据，本发明在正常检测室3内设置了天气模拟机构，上位机2可以对电控喷头34以及鼓风机33进行控制，从而在正常检测室3内营造刮风下雨的天气，以此来对绝缘子进行检测，丰富同一品类的绝缘子的声纹数据。

优选的，还包括摄像头35，所述摄像头35分别设置在正常检测室3、老化检测室4以及开裂检测室5内，所述上位机2与摄像头35数据连接。

通过所设置的摄像头35可以实现对检测室内的监控，监控的画面数据可以输送到上位机2进行显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，包括输送机构、探伤仪、上位机、正常检测室、老化检测室、老化机构、开裂检测室以及裂纹制造机构，所述输送机构依次穿过正常检测室、老化检测室以及开裂检测室，所述老化机构设置在老化检测室内，所述裂纹制造机构设置在开裂检测室内，所述探伤仪用于对绝缘子进行振动声学检测；所述裂纹制造机构包括第一液压杆、弧形垫片、切割片以及旋转机构，所述第一液压杆设置在开裂检测室内顶部，其输出轴与弧形垫片顶面连接，所述切割片设置在弧形垫片底面，所述旋转机构用于驱动绝缘子转动，所述上位机设置在输送机构一侧，并分别与输送机构、探伤仪、老化机构、第一液压杆以及旋转机构电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，还包括用于驱动绝缘子升降的升降机构，所述输送机构包括若干输送带，所述输送带之间形成空腔，所述升降机构设置在空腔内，并位于正常检测室、老化检测室以及开裂检测室内，其包括第二液压杆以及U型架，所述第二液压杆的输出轴与U型架底部连接，所述U型架开口朝上设置，用于与绝缘子的法兰连接，所述上位机与第二液压杆电连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，所述旋转机构包括若干电动履带，所述电动履带设置在开裂检测室内部的空腔中，其输送方向垂直于输送带的输送方向，所述上位机与电动履带电连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，还包括电动滑台，所述电动滑台设置在开裂检测室内顶部，其上设置有滑动块，所述第一液压杆设置在滑动块上。

5.根据权利要求4所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，还包括裂纹展开机构，所述裂纹展开机构设置在开裂检测室内，其包括第三液压杆、制冷片、发热片、旋转电机、水平板以及旋转杆，所述第三液压杆设置在滑动块上，其输出轴与水平板顶面连接，所述水平板侧壁向下延伸有竖直板，所述旋转电机设置在竖直板侧壁上，其输出轴与旋转杆中部连接，所述旋转杆的两端分别与制冷片以及发热片连接，所述上位机分别与第三液压杆、制冷片、发热片以及旋转电机电连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，所述正常检测室内侧壁设置有安装座，所述探伤仪滑动设置在安装座上，其底部设置有电磁铁，所述安装座侧壁设置有滑槽，所述探伤仪侧壁设置有滑条，所述滑条位于滑槽中，其侧壁靠近老化检测室的一端设置有常闭按钮，所述电磁铁通过常闭按钮与探伤仪内的电源连接，所述探伤仪位于绝缘子法兰的移动路径上。

7.根据权利要求2所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，所述老化机构包括盐雾喷头以及密封机构，所述老化检测室顶面设置有盐雾存储箱，所述盐雾喷头设置在老化检测室内侧壁，并与盐雾存储箱连接，所述密封机构设置在老化检测室内空腔处以及老化检测室两侧的开口处，所述上位机与盐雾喷头以及密封机构电连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，所述密封机构包括气泵以及气囊，所述气泵设置在老化检测室顶部，所述气囊设置在空腔处以及老化检测室两侧的开口处，并通过气管与气泵连接，所述上位机与气泵电连接。

9.根据权利要求1所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，还包括天气模拟机构，所述天气模拟机构设置在正常检测室内，其包括设置在正常检测室内顶壁的喷淋管以及鼓风机，所述喷淋管上设置有若干电控喷头，所述上位机分别与电控喷头以及鼓风机电连接。

10.根据权利要求1所述的一种用于瓷支柱绝缘子的振动声学检测装置，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头分别设置在正常检测室、老化检测室以及开裂检测室内，所述上位机与摄像头数据连接。

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