一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法技术

一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，盆式绝缘子探伤用超声波源采用以线阵列方式设置有多个小功率超声波发生器，以延迟相位方式进行驱动，使超声波波束产生聚焦，实现探伤用超声波的高能量密度；盆式绝缘子探伤用超声波接收器采用一个超声波接收探头；将超声波源及超声波接收探头分别对应设置在盆式绝缘子被检测部位的两侧，超声波源发出的超声波穿透盆式绝缘子，被超声波接收探头接收，实现对盆式绝缘子的穿透探伤；该方法采用小功率超声波发生器合成高能量密度的超声波束，以穿透扫描取代以往的反射成像，较好的解决了盆式绝缘子因存在“声陷阱”微观结构而导致的超声波检测困难问题，实现了用较小功率的超声波检测盆式绝缘子。

A method of ultrasonic flaw detection for pot insulator of through type combined electrical apparatus

【技术实现步骤摘要】
一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法
本专利技术涉及组合电器盆式绝缘子检测
，具体涉及一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法。
技术介绍
盆式绝缘子属于环氧绝缘材料，由环氧树脂和骨粉机械混合搅拌，在金属模具内真空浇铸成型；经过二次固化，骨料颗粒在网状环氧树脂中形成“岛状”结构；由于配料、混合、固化温度和固化工艺的影响，骨料和环氧树脂聚集程度存在差异，因而形成了工件不同部位的密度差异；当盆式绝缘子的环氧树脂密度均匀性较差时，局部内应力过大会造成盆式绝缘子在使用中开裂形成气体间隙，气体间隙被高压击穿释放大量热能，造成盆式绝缘子烧毁，导致整个线路发生停电事故，影响电网安全稳定运行。为提高盆式绝缘子质量，制造厂家目前普遍采用X射线检测手段对盆式绝缘子进行100%射线检测，但由于镶嵌件的影响，对微小缺陷的检出灵敏度低，因此亟需开展超声无损检测技术研究，提升缺陷检测灵敏度；现有盆式绝缘子在采用超声波检测时，采用超声波反射成像法，但环氧类材料具有“声陷阱”微观结构，因此普通超声波发生器在盆式绝缘子中衰减严重，检测成像效果较差，因此需要提高超声波的发射功率；目前关于盆式绝缘子超声波检测技术的研究，主要集中在大功率超声波传感器特性研究上，但对于如何改善小功率超声波对盆式绝缘子的检测灵敏度及相关检测方法，目前尚无相关研究报道。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，盆式绝缘子探伤用超声波源采用以线阵列或面阵列方式设置的多个小功率超声波发生器，各小功率超声波发生器以延迟相位方式进行驱动，使超声波波束产生聚焦，实现盆式绝缘子探伤用超声波的高能量密度；盆式绝缘子探伤用超声波接收器采用一个超声波接收探头；将超声波源及超声波接收探头分别对应设置在盆式绝缘子被检测部位的两侧，超声波源发出的超声波穿透盆式绝缘子，被超声波接收探头接收，实现对盆式绝缘子的穿透探伤；该方法采用小功率超声波发生器合成高能量密度的超声波束，以超声波穿透扫描取代以往的超声波反射成像，较好的解决了盆式绝缘子因存在“声陷阱”微观结构而导致的超声波检测困难问题，实现了用较小功率的超声波检测盆式绝缘子。为了实现所述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，盆式绝缘子探伤用超声波源采用以线阵列方式设置的多个小功率超声波发生器，各小功率超声波发生器以延迟相位方式进行驱动，使超声波波束产生聚焦，实现盆式绝缘子探伤用超声波的高能量密度；盆式绝缘子探伤用超声波接收器采用一个超声波接收探头；将超声波源及超声波接收探头分别对应设置在盆式绝缘子被检测部位的两侧，超声波源发出的超声波穿透盆式绝缘子，被超声波接收探头接收，实现对盆式绝缘子的穿透探伤。进一步的，盆式绝缘子在检测时，以盆式绝缘子中心圆孔轴线为旋转轴旋转；在采样频率一定的情况下，盆式绝缘子的旋转速度会影响扫描精度，旋转速度小，会得到较高的扫描进度，但会使扫描时间增加，降低检测效率；在实际检测时，可根据需要确定合适的扫描点的线速度；超声波源、超声波接收探头分别对应设置在盆式绝缘子被检测部位两侧，沿盆式绝缘子检测部位由外缘向中心移动，实现对盆式绝缘子的扫描检测。进一步的，盆式绝缘子在检测时，超声波源、超声波接收探头沿盆式绝缘子检测部位由外缘向中心步进移动；盆式绝缘子每旋转360°，超声波源、超声波接收探头步进一步，实现对盆式绝缘子的同心圆检测扫描；超声波源、超声波接收探头步进长度决定扫描精度，较小的步长具有较高的扫描精度，但会使扫描时间增加，降低检测效率；实际检测时，可根据需要确定超声波源、超声波接收探头合适的步进长度；采用同心圆检测扫描对后续扫描图像的处理较为简单，相对扫描图像处理的编程工作量较小。进一步的，盆式绝缘子在检测时，超声波源、超声波接收探头沿盆式绝缘子检测部位以设定速度同步由外缘向中心连续移动，实现对盆式绝缘子的螺旋线检测扫描；超声波源、超声波接收探头由外缘向中心移动速度决定扫描精度，较小的移动速度具有较高的扫描精度，但会使扫描时间增加，降低检测效率；实际检测时，可根据需要确定超声波源、超声波接收探头合适的移动速度；采用螺旋线检测扫描对扫描路径控制较为简单，同时具有较高的检测效率。进一步的，盆式绝缘子在检测时，超声波入射到盆式绝缘子内部，因盆式绝缘子内部正常组织结构与缺陷组织结构不同，对入射超声波的反射、散射均不相同，因此到达超声波接收探头的超声波强度均不相同；如盆式绝缘子内部常见缺陷分为点状空气间隙缺陷、面状空气间隙缺陷、金属夹杂物缺陷，当入射到盆式绝缘子内部的超声波遇到这三种缺陷时，会使入射超声波的反射、散射较正常组织结构增加，因此会使到达超声波接收探头的超声波强度下降，超声波接收探头会检测到一条随盆式绝缘子内部组织结构特征连续变化的信号曲线，对应缺陷部位的信号曲线幅值较小；对超声波接收探头检测到的信号曲线进行固定频率连续采样，得到离散的采样点；对采样点进行八位模数转换，得到0至255的二进制编码；将得到二进制编码转换为灰度信号；按照扫描路径对得到的灰度信号进行重组，即可得到盆式绝缘子的超声波穿透扫描图像；在该扫描图像中，盆式绝缘子存在缺陷部位的图像相对较暗，因此可从扫描图像中对盆式绝缘子内部缺陷进行直接观察和判断。进一步的，各小功率超声波发生器延迟相位满足二次曲线；二次曲线的形状及曲率可根据小功率超声波发生器的设置距离、焦点位置、超声波在超声波源内的传播速度计算得到；各小功率超声波发生器产生的超声波经空间叠加后，合成超声波束产生汇聚，生成高能量密度的超声波束；通过调整二次曲线曲率，可改变合成超声波束的焦点位置；在实际检测时，根据被检测盆式绝缘子厚度，可通过调整二次曲线曲率，使超声波接收探头接受到的超声波强度最高，以达到较好的检测效果。进一步的，所述二次曲线为圆，使各小功率超声波发生器发出的超声波汇聚后产生点状的汇聚点。进一步的，盆式绝缘子探伤用超声波源采用以面阵列方式设置的多个小功率超声波发生器，各小功率超声波发生器以延迟相位方式进行驱动，使超声波波束产生聚焦，实现盆式绝缘子探伤用超声波的高能量密度；采用面阵列方式可在较小的体积内设置更多个小功率超声波发生器，可使汇聚后的超声波具有更高的能量密度。进一步的，各小功率超声波发生器延迟相位满足二次曲面；各小功率超声波发生器产生的超声波经空间叠加后，合成超声波束产生汇聚；通过调整二次曲面曲率，改变合成超声波束的焦点位置；在实际检测时，根据被检测盆式绝缘子厚度，可通过调整二次曲面曲率，使超声波接收探头接受到的超声波强度最高，以达到较好的检测效果。进一步的，所述二次曲面为球面；使各小功率超声波发生器发出的超声波汇聚后产生点状的汇聚点。由于采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术公开的一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，盆式绝缘子探伤用超声波源采用以线阵列或面阵列方式设置的多个小功率超声波发生器，各小功率超声波发生器以延迟相位方式进行驱动，使超声波波束产生聚焦，实现盆式绝缘子探伤用超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，其特征是：盆式绝缘子（1）探伤用超声波源（2）采用以线阵列方式设置的多个小功率超声波发生器，各小功率超声波发生器以延迟相位方式进行驱动，使超声波波束产生聚焦，实现盆式绝缘子（1）探伤用超声波的高能量密度；盆式绝缘子（1）探伤用超声波接收器采用一个超声波接收探头（3）；将超声波源（2）及超声波接收探头（3）分别对应设置在盆式绝缘子（1）被检测部位的两侧，超声波源（2）发出的超声波穿透盆式绝缘子（1），被超声波接收探头（3）接收，实现对盆式绝缘子（1）的穿透探伤。/n

【技术特征摘要】
1.一种穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，其特征是：盆式绝缘子（1）探伤用超声波源（2）采用以线阵列方式设置的多个小功率超声波发生器，各小功率超声波发生器以延迟相位方式进行驱动，使超声波波束产生聚焦，实现盆式绝缘子（1）探伤用超声波的高能量密度；盆式绝缘子（1）探伤用超声波接收器采用一个超声波接收探头（3）；将超声波源（2）及超声波接收探头（3）分别对应设置在盆式绝缘子（1）被检测部位的两侧，超声波源（2）发出的超声波穿透盆式绝缘子（1），被超声波接收探头（3）接收，实现对盆式绝缘子（1）的穿透探伤。


2.根据权利要求1所述穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，其特征是：盆式绝缘子（1）在检测时，以盆式绝缘子（1）中心圆孔轴线为旋转轴旋转；超声波源（2）、超声波接收探头（3）分别对应设置在盆式绝缘子（1）被检测部位两侧，沿盆式绝缘子（1）检测部位由外缘向中心移动，实现对盆式绝缘子（1）的扫描检测。


3.根据权利要求2所述穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，其特征是：盆式绝缘子（1）在检测时，超声波源（2）、超声波接收探头（3）沿盆式绝缘子（1）检测部位由外缘向中心步进移动；盆式绝缘子（1）每旋转360°，超声波源（2）、超声波接收探头（3）步进一步，实现对盆式绝缘子（1）的同心圆检测扫描。


4.根据权利要求2所述穿透式组合电器盆式绝缘子超声波探伤方法，其特征是：盆式绝缘子（1）在检测时，超声波源（2）、超声波接收探头（3）沿盆式绝缘子（1）检测部位以设定速度同步由外缘向中心连续移动，实现对盆式绝缘子（1）的螺旋线检测扫描。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑罡，南钰，王嘉伟，张迎春，段效琛，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网河南省电力公司开封供电公司，
类型：发明
国别省市：北京;11