复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，它的机械手臂的安装座固定在绝缘操纵杆上，控制器的超声相控阵仪数据通信接口连接超声相控阵仪的数据通信接口，控制器的机械手臂控制信号通信端连接机械手臂的控制信号通信端，控制器的远程数据通信接口连接通信终端的通信接口，超声相控阵仪的超声相控阵耦合探头固定在机械手臂上，所述摄像头安装在支撑板顶端，摄像头的数据通信端连接控制器的摄像头数据通信端，远端控制台通过通信终端与控制器的远程数据通信接口连接。本发明专利技术可对正在运行中的高压输电线路上的复合绝缘子进行超声检测。

Ultrasonic phased array live detection device and detection method for composite insulator defect

The invention discloses a detection device of ultrasonic phased array of charged composite insulator defects, the installation base is fixed on the insulating lever on its robotic arm, data communication interface controller of ultrasonic phased array ultrasonic phased array instrument data communication interface, the mechanical arm control signal communication controller is connected with the mechanical arm control signal communication terminal the remote controller, data communication interface communication terminal communication interface, ultrasonic phased array probe coupled ultrasonic phased array instrument fixed on a mechanical arm, and the camera is arranged on the supporting plate at the top end of the camera, data communication controller with the camera data communication terminal, remote console connected by the remote data communication interface and communication terminal controller. The invention can carry out ultrasonic testing on composite insulators on the running high voltage transmission line.

【技术实现步骤摘要】
复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置及检测方法
本专利技术涉及超声无损检测装置
，具体涉及一种复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置及检测方法。技术背景复合绝缘子具有体积小、重量轻、制造维护方便、机械强度高、污秽性能优异、生产快、性能稳定等优点得到越来越广泛的应用。尤其在近年来大力发展的超高压、特高压交、直流输电系统中，绝缘子的安全运行问题更是直接关系到整个电网系统的投资和安全水平。随着使用年限的增加和运行环境的影响，复合绝缘子发生界面击穿、闪络和伞裙老化、机械强度降低、芯棒脆断等问题概率增大，常见的缺陷包括伞裙护套内部气孔、断层缺陷、伞裙护套和芯棒界面的粘接不良或存在气泡等，这些缺陷对复合绝缘子的绝缘强度造成极大影响，严重影响电力系统的安全运行。电网中由于绝缘子劣化缺陷所造成的线路闪络事故时常发生，已给国民经济造成了巨大的损失，因此如何有效的检测复合绝缘子的内部缺陷成为国内外电力部门十分关注的一个问题。目前符合绝缘子内部缺陷检测方法包括电压分布法、敏感电阻法、激光超声法等，这些方法存在各种问题，如需要将复合绝缘子摘下测量检测效率低，对绝缘子具有破坏性，检测时需要断电，检出率低，灵敏度差等。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供一种复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置及检测方法，该装置及方法不需要将复合绝缘子摘下，可对正在运行中的高压输电线路上的复合绝缘子进行超声检测。为实现此目的，本专利技术所设计的复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，其特征在于：它包括绝缘操纵杆、控制器、超声相控阵仪、通信终端、机械手臂、支撑板、摄像头和远端控制台，其中，所述控制器、超声相控阵仪、通信终端和摄像头安装在支撑板顶部，支撑板的底部固定在绝缘操纵杆上，机械手臂的安装座固定在绝缘操纵杆上，控制器的超声相控阵仪数据通信接口连接超声相控阵仪的数据通信接口，控制器的机械手臂控制信号通信端连接机械手臂的控制信号通信端，控制器的远程数据通信接口连接通信终端的通信接口，超声相控阵仪的超声相控阵耦合探头固定在机械手臂上，所述摄像头的数据通信端连接控制器的摄像头数据通信端，所述远端控制台通过通信终端与控制器的远程数据通信接口连接。一种利用上述装置的复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：通过杆塔紧固套环将绝缘操纵杆固定在高压输电杆塔上，使机械手臂上的超声相控阵耦合探头位于待检测复合绝缘子侧面；步骤2：摄像头对检测过程实时进行观测，并将视频信号发送给控制器，控制器将视频信号通过通信终端传输给远端控制台，远端控制台前的技术人员通过视频观察，遥控控制机械手臂将超声相控阵耦合探头贴到待检测复合绝缘子的某一检测部位；步骤3：技术人员向远端控制台输入超声相控阵检测命令，远端控制台通过通信终端向控制器转发超声相控阵检测命令，控制器利用超声相控阵检测命令控制超声相控阵仪工作，超声相控阵仪对待检测复合绝缘子进行超声相控阵检测，采集相应的检测数据和检测图像，并依次通过控制器、通信终端传输给远端控制台。本专利技术利用超声相控阵仪的超声相控阵耦合探头进行电子聚焦扫描检测，通过遥控控制机械手臂放置超声探头代替手工扫描，利用绝缘操纵杆和机械手臂将超声相控阵耦合探头贴在待检测复合绝缘子检测部位，可对正在运行中的高压输电线路上的复合绝缘子进行带电检测，不需要技术人员进入等电位复合绝缘子检测区域。利用本专利技术的检测结果可对运行中高压输电线路的复合绝缘子的进行评估，为电力系统的安全运行提供技术保障。并且超声相控阵检测得到的复合绝缘子缺陷结果准确可靠。附图说明图1为本专利技术的使用状态结构示意图；图2为本专利技术的电控部分结构框图。其中，1—绝缘操纵杆、2—控制器、3—超声相控阵仪、3.1—超声相控阵耦合探头、4—通信终端、5—机械手臂、5.1—安装座、6—支撑板、7—摄像头、8—扣环、9—杆塔紧固套环、10—高压输电杆塔、11—远端控制台、12—待检测复合绝缘子。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明：如图1和2所示的复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，它包括绝缘操纵杆1、控制器2、超声相控阵仪3、通信终端4、机械手臂5、支撑板6、摄像头7和远端控制台11，其中，所述控制器2、超声相控阵仪3、通信终端4和摄像头7安装在支撑板6顶部，支撑板6的底部固定在绝缘操纵杆1上，机械手臂5的安装座5.1固定在绝缘操纵杆1上，控制器2的超声相控阵仪数据通信接口连接超声相控阵仪3的数据通信接口，控制器2的机械手臂控制信号通信端连接机械手臂5的控制信号通信端，控制器2的远程数据通信接口连接通信终端4的通信接口，超声相控阵仪3的超声相控阵耦合探头3.1固定在机械手臂5上(机械手臂5的头端)，所述摄像头7的数据通信端连接控制器2的摄像头数据通信端，所述远端控制台11通过通信终端4与控制器2的远程数据通信接口连接。上述技术方案中，所述超声相控阵仪3能够在500kV高压输电线路的电磁环境下工作，超声相控阵仪3体积为10厘米×20厘米×4厘米。超声相控阵耦合探头3.1具有柔性耦合功能。使得探头能与复合绝缘子贴紧，实现超声的良好耦合，减小超声衰减。上述技术方案中，所述摄像头7的镜头对准超声相控阵耦合探头3.1。上述技术方案中，所述支撑板6通过扣环8固定在绝缘操纵杆1的一端。这种方式可以根据实际需要调整支撑板6在绝缘操纵杆1上的安装位置。上述机械手臂5选用具有六个自由度的机械手臂5。上述技术方案中，所述绝缘操纵杆1的另一端能通过杆塔紧固套环9固定在高压输电杆塔10上。这种方式可以根据实际需要调整绝缘操纵杆1在高压输电杆塔10上的安装位置。上述技术方案中，所述通信终端4为无线通信终端，所述远端控制台11通过无线通信终端与控制器2的远程数据通信接口无线通信连接。上述技术方案中，超声相控阵耦合探头3.1的中心频率为2.5MHz。该频率能保证超声相控阵检测结果的准确性。一种利用上述装置的复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测方法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤1：通过杆塔紧固套环9将绝缘操纵杆1固定在高压输电杆塔10上，使机械手臂5上的超声相控阵耦合探头3.1位于待检测复合绝缘子12侧面；步骤2：摄像头7对检测过程实时进行观测，并将视频信号发送给控制器2，控制器2将视频信号通过通信终端4传输给远端控制台11，远端控制台11前的技术人员通过视频观察，遥控控制机械手臂5将超声相控阵耦合探头3.1贴到待检测复合绝缘子12的某一检测部位(技术人员在远端控制台11上输入机械手臂控制信号，远端控制台11将机械手臂控制信号通过通信终端4传输给控制器2，控制器2根据机械手臂控制信号控制机械手臂5动作)；步骤3：技术人员向远端控制台11输入超声相控阵检测命令，远端控制台11通过通信终端4向控制器2转发超声相控阵检测命令，控制器2利用超声相控阵检测命令控制超声相控阵仪3工作，超声相控阵仪3对待检测复合绝缘子12进行超声相控阵检测，采集相应的检测数据和检测图像，并依次通过控制器2、通信终端4传输给远端控制台11。步骤4：远端控制台11还通过控制机械手臂5改变检测部位，使超声相控阵耦合探头3.1贴到待检测复合绝缘子12的其它检测部位进行检测，直至检测完成。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，其特征在于：它包括绝缘操纵杆(1)、控制器(2)、超声相控阵仪(3)、通信终端(4)、机械手臂(5)、支撑板(6)、摄像头(7)和远端控制台(11)，其中，所述控制器(2)、超声相控阵仪(3)、通信终端(4)和摄像头(7)安装在支撑板(6)顶部，支撑板(6)的底部固定在绝缘操纵杆(1)上，机械手臂(5)的安装座(5.1)固定在绝缘操纵杆(1)上，控制器(2)的超声相控阵仪数据通信接口连接超声相控阵仪(3)的数据通信接口，控制器(2)的机械手臂控制信号通信端连接机械手臂(5)的控制信号通信端，控制器(2)的远程数据通信接口连接通信终端(4)的通信接口，超声相控阵仪(3)的超声相控阵耦合探头(3.1)固定在机械手臂(5)上，所述摄像头(7)的数据通信端连接控制器(2)的摄像头数据通信端，所述远端控制台(11)通过通信终端(4)与控制器(2)的远程数据通信接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，其特征在于：它包括绝缘操纵杆(1)、控制器(2)、超声相控阵仪(3)、通信终端(4)、机械手臂(5)、支撑板(6)、摄像头(7)和远端控制台(11)，其中，所述控制器(2)、超声相控阵仪(3)、通信终端(4)和摄像头(7)安装在支撑板(6)顶部，支撑板(6)的底部固定在绝缘操纵杆(1)上，机械手臂(5)的安装座(5.1)固定在绝缘操纵杆(1)上，控制器(2)的超声相控阵仪数据通信接口连接超声相控阵仪(3)的数据通信接口，控制器(2)的机械手臂控制信号通信端连接机械手臂(5)的控制信号通信端，控制器(2)的远程数据通信接口连接通信终端(4)的通信接口，超声相控阵仪(3)的超声相控阵耦合探头(3.1)固定在机械手臂(5)上，所述摄像头(7)的数据通信端连接控制器(2)的摄像头数据通信端，所述远端控制台(11)通过通信终端(4)与控制器(2)的远程数据通信接口连接。2.根据权利要求1所述的复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，其特征在于：所述摄像头(7)的镜头对准超声相控阵耦合探头(3.1)。3.根据权利要求1所述的复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，其特征在于：所述支撑板(6)通过扣环(8)固定在绝缘操纵杆(1)的一端。4.根据权利要求1所述的复合绝缘子缺陷的超声相控阵带电检测装置，其特征在于：所述绝缘操纵杆(1)的另一端能通过杆塔紧固套环(9)固定在高压输电杆塔(10)上。5.根据权利要求1所述的复合绝缘子缺陷的超声相控阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐天勇，雷成华，董晓虎，李荣超，夏正武，刘国强，夏慧，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖北省电力公司检修公司，中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11