CN115096907B - 一种电力绝缘子表面裂纹检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力绝缘子表面裂纹检测装置及方法，所述装置包括夹持机构和检测机构，所述夹持机构夹持在所述金具上，所述检测机构设置在所述夹持机构的一侧，所述检测机构包括扫描仪，所述扫描仪固定设置在安置板上，所述安置板上固定设有两排刷子，每排所述刷子的一侧设有探头，本发明作为一种电力绝缘子表面裂纹检测装置及方法，通过夹持机构居中夹持金具，确保检测机构在转动时始终围绕金具的轴线为转心，使得扫描仪所获得影像更加均匀；并且在扫描前使用刷子刷去绝缘子表面的浮灰，浮灰所形成的痕迹连续规则，同时作为裂缝痕迹的对比参照，在判断绝缘子有无裂缝时起到了辅助的作用。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，具体涉及一种电力绝缘子表面裂纹检测装置及方法。
背景技术
绝缘子是用来支持和固定母线与带电导体、并使带电导体间或导体与大地之间有足够的距离和绝缘。绝缘子应具有足够的电气绝缘强度和耐潮湿性能。绝缘子使用时会产生裂缝：一是因导线受力带动绝缘子一起晃动；二是温变化使绝缘子内的铁质零件热胀和冷缩；三是绝缘子铁与瓷质部分胶合用的水泥或硫黄质量不良。
对于绝缘子表面裂缝，可以使用扫描仪检测，高精度激光扫描仪具有直接、分辨率高、抗干扰能力强、对光照不敏感、可高速连续采集等特性。但是绝缘子表面有弧度，且为圆形，手持扫描仪很难掌控扫描仪探头的位置和角度，产生很多无效的影响，使扫描效率很低，甚至不如肉眼直接判断来得快，但是肉眼判断会有盲区，导致检测结果偏差太大。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种电力绝缘子表面裂纹检测装置及方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，所述电力绝缘子包括金具和绝缘子，多个所述绝缘子等间距安装在一个所述金具上；所述装置包括夹持机构和检测机构，所述夹持机构夹持在所述金具上，所述检测机构设置在所述夹持机构的一侧，所述检测机构包括扫描仪，所述扫描仪固定设置在安置板上，所述安置板上固定设有两排刷子，每排所述刷子的一侧设有探头，所述探头与所述扫描仪电连接，所述刷子的一端设有缓冲件，所述缓冲件的一侧与伸缩杆固定连接，所述伸缩杆远离所述缓冲件的一端固定设有伸缩套筒，所述伸缩套筒内安置有拉力弹簧，所述拉力弹簧的两端分别与所述伸缩套筒的两端固定连接，所述伸缩套筒的两端彼此滑动连接，所述伸缩套筒可拆卸安装在所述夹持机构上。
作为本发明的优选，两个所述探头之间的距离大于所述绝缘子的最大厚度，两排所述刷子之间的距离小于所述绝缘子的最小厚度；所述刷子的长度大于所述绝缘子的半径；所述安置板远离所述缓冲件的一端为弧形形状。
作为本发明的优选，所述夹持机构包括两个活动夹板和两个固定夹板，所述活动夹板截面为半环形，两个所述活动夹板拼接形成圆柱形套筒状，两个所述固定夹板分别转动设置在连个所述活动夹板上，两个所述固定夹板通过限位螺栓和限位螺母夹持在所述金具的两侧。
作为本发明的优选，每个所述固定夹板远离所述活动夹板的一端转动设有一个转动套，所述伸缩套筒远离所述伸缩杆的一端与其中一个所述转动套固定连接，每个所述转动套上固定设有一个半环齿轮，两个所述半环齿轮拼接成一个完整的齿轮，所述半环齿轮的一侧啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮固定设置在伺服电机的输出轴上，所述伺服电机可拆卸安装在连接件上，所述连接件固定设置在其中一个所述固定夹板上。
作为本发明的优选，每个所述固定夹板都设有一个固定螺栓，所述固定夹板与所述固定螺栓螺纹连接，每个所述活动夹板上都设有一个活动螺栓，所述活动夹板与所述活动螺栓螺纹连接。
作为本发明的优选，两个所述固定螺栓位于同一轴线上，两个所述活动螺栓位于同一轴线上，所述固定螺栓的所在轴线与所述活动螺栓的所在轴线互相垂直。
作为本发明的优选，所述活动夹板和所述固定夹板的内径均大于所述金具的外径，所述活动夹板、所述固定夹板、所述转动套和所述半环齿轮都与所述金具同轴心。
作为本发明的优选，所述活动夹板与所述固定夹板在轴向不滑动，所述转动套与所述固定夹板在轴向不滑动。
一种电力绝缘子表面裂纹检测方法，包括以下步骤：
S1、断电：切断待检测所述绝缘子所固定线路的电源；
S2、清洁：利用所述夹持机构，使用所述刷子清洁所述绝缘子表面的污垢；
S3、扫描：所述探头匀速扫描所述绝缘子的表面，并传递给所述扫描仪；
S4、分析：将步骤S3中所获得影像上传至移动设备，逐一分析并标记有裂缝的所述绝缘子。
作为本发明的优选，在步骤S2和步骤S3中，刷子和扫描仪经过绝缘子表面的路径相同。
本发明的有益效果为：本发明作为一种电力绝缘子表面裂纹检测装置及方法，通过夹持机构居中夹持金具，确保检测机构在转动时始终围绕金具的轴线为转心，使得扫描仪所获得影像更加均匀；并且在扫描前使用刷子刷去绝缘子表面的浮灰，浮灰所形成的的痕迹连续规则，同时作为裂缝痕迹的对比参照，在判断绝缘子有无裂缝时起到了辅助的作用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明图1的俯视结构示意图；
图3是本发明图1的侧视结构示意图；
图4是本发明图1的正视结构示意；
图5是本发明图1的夹持机构爆炸结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
下面结合图1-5说明本发明的具体实施方式，一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，所述电力绝缘子包括金具11和绝缘子12，所述绝缘子12等间距安装在所述金具11上，绝缘子一般多个并列出现，形成绝缘子串，绝缘子串在正常工作时，固定在金具上，且由于电线的重力会使金具绷直；所述装置包括夹持机构15和检测机构16，所述夹持机构15夹持在所述金具11上，夹持机构15可以使整个装置有受力点，夹持装置和金具之间有足够的摩擦使本装置不会打滑；所述检测机构16设置在所述夹持机构15的一侧，所述检测机构16包括扫描仪30，扫描仪为常见的激光扫描仪，主要原理使探头经过需要扫描的区域，对经过的区域进行影响记录，其内部自带数据处理模块，或者信息收发模块，将影响上传至移动设备，通过后期分析影响，即可快速知晓绝缘子表面的裂缝情况；所述扫描仪30固定设置在安置板28上，所述安置板28上固定设有两排刷子29，刷子29可以先刷去绝缘子表面的浮灰，避免浮灰过多干扰扫描仪工作，并且刷子刷过的区域产生的痕迹是均匀规则的，可以作为辅助参考线条，更有利于裂缝的检测；每排所述刷子29的一侧设有探头，所述探头与所述扫描仪30电连接，所述刷子29的一端设有缓冲件31，缓冲件能够有有效增加检测机构16的使用寿命；所述缓冲件31的一侧与所述伸缩杆32固定连接，所述伸缩杆32远离所述缓冲件31的一端固定设有伸缩套筒33，所述伸缩套筒33内安置有拉力弹簧，拉力弹簧使检测机构16始终有靠近金具11和绝缘子12的趋势，所述拉力弹簧的两端分别与所述伸缩套筒33的两端固定连接，所述伸缩套筒33的两端彼此滑动连接，所述伸缩套筒33可拆卸安装在所述夹持机构15上，检测机构的末端可以伸缩，以适用与不同尺寸的绝缘子检测。
有益地，所述两个所述探头之间的距离大于所述绝缘子12的最大厚度，两排所述刷子29之间的距离小于所述绝缘子12的最小厚度；所述刷子29的长度大于所述绝缘子12的半径；所述安置板28远离所述缓冲件31的一端为弧形形状。两个探头同时工作，同时对绝缘子12的两侧进行检测，工作效率高；安置板28的端部可以与金具11的侧面有良好的钝角接触点，避免划伤金具11。
有益地，所述夹持机构15包括两个活动夹板21和两个固定夹板24，所述活动夹板21截面为半环形，两个所述活动夹板21拼接形成圆柱形套筒状，两个所述固定夹板24分别转动设置在连个所述活动夹板21上，两个所述固定夹板24通过限位螺栓22和限位螺母37夹持在所述金具11的两侧。固定夹板24和活动夹板21拼接好后的内圈要远大于金具11的直径，以满足多种规格的绝缘子串检测。
有益地，每个所述固定夹板24远离所述活动夹板21的一端转动设有一个转动套27，所述伸缩套筒33远离所述伸缩杆32的一端与其中一个所述转动套27固定连接，每个所述转动套27上固定设有一个半环齿轮26，两个所述半环齿轮26拼接成一个完整的齿轮，所述半环齿轮26的一侧啮合有驱动齿轮34，所述驱动齿轮34固定设置在伺服电机35的输出轴上，所述伺服电机35可拆卸安装在连接件36上，所述连接件36固定设置在其中一个所述固定夹板24上。检测时，要求扫描仪所获得的影像尽量平稳，所以使用伺服电机35作为动力，驱动扫描仪的探头转动，探头转动的速度不仅平稳而且可控，有利于提高检测的精度。
有益地，每个所述固定夹板24都设有一个固定螺栓25，所述固定夹板24与所述固定螺栓25螺纹连接，每个所述活动夹板21上都设有一个活动螺栓23，所述活动夹板21与所述活动螺栓23螺纹连接。固定螺栓25和活动螺栓23可以使夹持机构居中夹持金具11，使扫描仪的探头能够准确的绕金具的轴线转动，不会发生偏斜，使所获得的影像更加平直且具有说服力。
有益地，两个所述固定螺栓25位于同一轴线上，两个所述活动螺栓23位于同一轴线上，所述固定螺栓25的所在轴线与所述活动螺栓23的所在轴线互相垂直。四个螺栓分别从四个方向顶紧金具11，只要保证螺栓的拧动圈数相同即可保证金具11居中固定。
有益地，所述活动夹板21和所述固定夹板24的内径均大于所述金具11的外径，所述活动夹板21、所述固定夹板24、所述转动套27和所述半环齿轮26都与所述金具11同轴心。半环齿轮26与金具11同轴心是保证检测机构16转动时与金具11距离保持不变的根本。
有益地，所述活动夹板21与所述固定夹板24在轴向不滑动，所述转动套27与所述固定夹板24在轴向不滑动。
固定夹板24的两侧开槽，槽内部设有限位筋，使活动夹板21和转动套27不会脱离。
一种电力绝缘子表面裂纹检测方法，包括以下步骤：
S1、断电：切断待检测绝缘子所固定线路的电源；
S2、清洁：使用刷子清洁绝缘子表面的污垢；
S3、扫描：使用扫描仪，匀速扫描绝缘子的表面；
S4、分析：将步骤S3中所获得影像上传至移动设备，逐一分析并标记有裂缝的绝缘子。
有益地，在步骤S2和步骤S3中，刷子和扫描仪经过绝缘子表面的路径相同。
本发明工作原理：
初始状态时，活动螺栓23、固定螺栓25、限位螺栓22和限位螺母37均未连接在夹持机构15上；
先将夹持机构15夹持在金具11上，具体过程：
活动夹板21、固定夹板24和转动套27分为两组，其中一组上有伺服电机35和检测机构16，另一组上没有其他部件；
将以上两组组件分别置于金具11的两侧并扣合，扣合完成后，将转动套27转动任意角度(使转动套27的拼接缝与固定夹板24的拼接缝不重合)，此时整个加持组件已经初步套接在金具11上；
将活动夹板21转动90°，使活动夹板21上的螺纹孔从两个固定夹板24之间的夹缝暴露；
分别将活动螺栓23宁在活动夹板21上，将固定螺栓25宁在固定夹板24上，活动螺栓23和固定螺栓25的规格相同，活动螺栓23和固定螺栓25拧动的圈数相同；
此时，金具11被居中夹持在活动夹板21和固定夹板24中间，即金具11与活动夹板21、固定夹板24、转动套27均同轴心；
调整安置板28的位置，使安置板28对准最靠近夹持点位置的一个绝缘子12，使两排刷子29与绝缘子12表面的距离尽量相等；
此时安置板28端部的弧形结构与金具11贴合，伸缩套筒33内部的拉力弹簧使检测机构16始终有靠近金具11的趋势，而缓冲件31内部的压力弹簧组件，使安置板28与金具11之间的挤压得到缓冲，可避免安置板28绕金具11转动发生颠簸。
伺服电机35启动，驱动齿轮34转动，驱动齿轮34带动连接件36转动，连接件36带动转动套27转动，伸缩套筒33跟随转动套27一起转动，检测机构16绕绝缘子12的侧面转动；
刷子29刷去绝缘子12表面的浮灰，而扫描仪的探头紧跟着记录绝缘子12表面的影像；
通过蓝牙设备可以将影像上传至显示设备，可以由人眼和/或扫描仪的智能识别对裂缝绝缘子12进行筛选并标记。
在完成一个绝缘子12的扫描后，先关闭伺服电机35，然后人为拉动伸缩杆32，使伸缩杆32向远离金具11的方向移动，调整扫描仪30对准下一个绝缘子12，具体调整时，伸缩杆32可以根据需要的位置灵活调节，并且伸缩杆32为多级伸缩杆结构，相邻的两节伸缩杆32之间有足够的摩擦使其保持当前状态，而不发生长度任意变化(参考老式的收音机伸缩天线)。
对于扫描仪所获得的图像，因为安置板28是绕着金具11的轴心旋转的，故探头扫描的图像为多条平行的直线(安置板28刷过绝缘子12的表现所形成，为正常图像)，分析影像时，只要发现有不连续或者不平行的线条出现，则进行记录。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，所述电力绝缘子包括金具和绝缘子，多个所述绝缘子等间距安装在一个所述金具上，其特征在于：包括夹持机构和检测机构，所述夹持机构夹持在所述金具上，所述检测机构设置在所述夹持机构的一侧，所述检测机构包括扫描仪，所述扫描仪固定设置在安置板上，所述安置板上固定设有两排刷子，每排所述刷子的一侧设有探头，所述探头与所述扫描仪电连接，所述刷子的一端设有缓冲件，所述缓冲件的一侧与伸缩杆固定连接，所述伸缩杆远离所述缓冲件的一端固定设有伸缩套筒，所述伸缩套筒内安置有拉力弹簧，所述拉力弹簧的两端分别与所述伸缩套筒的两端固定连接，所述伸缩套筒的两端彼此滑动连接，所述伸缩套筒可拆卸安装在所述夹持机构上；
所述夹持机构包括两个活动夹板和两个固定夹板，所述活动夹板截面为半环形，两个所述活动夹板拼接形成圆柱形套筒状，两个所述固定夹板分别转动设置在连个所述活动夹板上，两个所述固定夹板通过限位螺栓和限位螺母夹持在所述金具的两侧；
每个所述固定夹板远离所述活动夹板的一端转动设有一个转动套，所述伸缩套筒远离所述伸缩杆的一端与其中一个所述转动套固定连接，每个所述转动套上固定设有一个半环齿轮，两个所述半环齿轮拼接成一个完整的齿轮，所述半环齿轮的一侧啮合有驱动齿轮，所述驱动齿轮固定设置在伺服电机的输出轴上，所述伺服电机可拆卸安装在连接件上，所述连接件固定设置在其中一个所述固定夹板上。
2.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，其特征在于：两个所述探头之间的距离大于所述绝缘子的最大厚度，两排所述刷子之间的距离小于所述绝缘子的最小厚度；所述刷子的长度大于所述绝缘子的半径；所述安置板远离所述缓冲件的一端为弧形形状。
3.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，其特征在于：每个所述固定夹板都设有一个固定螺栓，所述固定夹板与所述固定螺栓螺纹连接，每个所述活动夹板上都设有一个活动螺栓，所述活动夹板与所述活动螺栓螺纹连接。
4.根据权利要求3所述的一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，其特征在于：两个所述固定螺栓位于同一轴线上，两个所述活动螺栓位于同一轴线上，所述固定螺栓的所在轴线与所述活动螺栓的所在轴线互相垂直。
5.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，其特征在于：所述活动夹板和所述固定夹板的内径均大于所述金具的外径，所述活动夹板、所述固定夹板、所述转动套和所述半环齿轮都与所述金具同轴心。
6.根据权利要求1所述的一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，其特征在于：所述活动夹板与所述固定夹板在轴向不滑动，所述转动套与所述固定夹板在轴向不滑动。
7.一种电力绝缘子表面裂纹检测方法，使用如权利要求1-6任一所述的一种电力绝缘子表面裂纹检测装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1、断电：切断待检测所述绝缘子所固定线路的电源；
S2、清洁：利用所述夹持机构，使用所述刷子清洁所述绝缘子表面的污垢；
S3、扫描：所述探头匀速扫描所述绝缘子的表面，并传递给所述扫描仪；
S4、分析：将步骤S3中所获得影像上传至移动设备，逐一分析并标记有裂缝的所述绝缘子。
8.根据权利要求7所述的一种电力绝缘子表面裂纹检测方法，其特征在于：在步骤S2和步骤S3中，刷子和扫描仪经过绝缘子表面的路径相同。
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