一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，包括采集儀、振動傳感器組、計算機和激振力錘，所述的振動傳感器組固定于支柱絕緣子上，采集儀通過線纜分別通信連接振動傳感器組和計算機，所述的激振力錘的控制端通信連接采集儀并在采集儀的控制下對支柱絕緣子進行激振。本實用新型方法建立了支柱絕緣子強度檢測方法，優(yōu)化檢測參數(shù)，分別對新支柱絕緣子和在役支柱絕緣子提出檢測技術(shù)標準，新支柱絕緣子頻率比值大于90％、在役支柱絕緣子頻率比值大于85％評定為強度合格。該方法通過絕緣子頻率變化評判各類缺陷(裂紋、內(nèi)部燒結(jié)缺陷、膠合部位腐蝕等)對其強度的影響，檢測可靠性高、效率高。
【專利說明】一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于變電站結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)，具體涉及一種變電站支柱絕緣子強度檢測 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] 支柱絕緣子強度直接影響支持型母線結(jié)構(gòu)的安全。由于母線防風(fēng)振設(shè)計的不合 理，且2000年前生產(chǎn)的支柱絕緣子質(zhì)量不可靠，目前在役變電站支持式母線結(jié)構(gòu)存在巨大 的安全隱患。另外母線停電不易且時間短，對支柱絕緣子開展損傷檢測尤為必要！
[0003] 目前支柱絕緣子無損檢測較為成熟的方法為超聲波檢測。超聲波檢測有明確的 操作規(guī)范，見標準JB/T 9674-1999《超聲波探測瓷件內(nèi)部缺陷》。超聲檢測技術(shù)是利用材 料本身或內(nèi)部缺陷對超聲波傳播的影響來判斷結(jié)構(gòu)內(nèi)部及表面缺陷的大小、形狀和分布情 況。超聲用于無損檢測技術(shù)中，主要原因是：（1)超聲在介質(zhì)中傳播時，遇到界面會發(fā)生反 射；⑵超聲波具有良好的指向性，頻率越高，指向性越好；⑶超聲的能量大，對各種材料 的穿透力較強。其檢測適應(yīng)性較強，檢測靈敏度較高，對人體無害、使用靈活、設(shè)備比較方便 操作、設(shè)備較便宜。在用于檢測支柱絕緣子時，主要是對法蘭盤相鄰瓷裙間的掃描。但是超 聲波檢測也存在以下缺點：（1)不能開展帶電檢測；（2)未膠裝時可檢測裂紋、氣孔、夾渣等 缺陷，對膠裝之后的絕緣子僅能檢測表面裂紋，對其它膠合質(zhì)量不能有效檢測；（3)檢測受 法蘭盤與第一基傘裙間的距離影響。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的目的是提供一種變電站支柱絕緣子強度檢測方法，以實現(xiàn)對變電站 支柱絕緣子強度的檢測。
[0005] 實現(xiàn)本實用新型目的采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，包括采集儀、振動傳感器組、計算機和激振 力錘，所述的振動傳感器組固定于支柱絕緣子上，采集儀通過線纜分別通信連接振動傳感 器組和計算機，所述的激振力錘的控制端通信連接采集儀并在采集儀的控制下對支柱絕緣 子進行激振。
[0007] 所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，所述的振動傳感器組包括兩個振動 傳感器。
[0008] 所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，所述的振動傳感器組固定于支柱絕 緣子的中部法蘭上，且其中一個傳感器采集方向為平行于支柱絕緣子的母線方向，另一個 傳感器采集方向垂直于支柱絕緣子的母線方向。
[0009] 所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，所述的兩個振動傳感器布置在支柱 絕緣子徑向截面的邊緣上，且兩個振動傳感器分別與截面圓心的連線所形成的圓心角的度 數(shù)為90°。
[0010] 所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，所述的激振力錘所敲擊的水平方向 位置為兩個振動傳感器所形成的圓心角的中點，堅直方向位置為支柱絕緣子下部法蘭往上 第三個傘裙處。
[0011] 本實用新型方法建立了支柱絕緣子強度檢測方法，優(yōu)化檢測參數(shù)，分別對新支柱 絕緣子和在役支柱絕緣子提出檢測技術(shù)標準，新支柱絕緣子頻率比值大于90%、在役支柱 絕緣子頻率比值大于85%評定為強度合格。該方法通過絕緣子頻率變化評判各類缺陷（裂 紋、內(nèi)部燒結(jié)缺陷、膠合部位腐蝕等）對其強度的影響，檢測可靠性高、效率高。
[0012] 下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為支柱絕緣子檢測裝置示意圖；
[0014] 圖2支柱絕緣子示意圖；
[0015] 圖3傳感器布置投影圖；
[0016] 圖中：1為支柱絕緣子、2為力錘、3為采集儀、4為微機、5為傳感器、6為中部法蘭、 7為傘裙。

【具體實施方式】
[0017] 本實用新型所采用的裝置包括采集儀、振動傳感器組、計算機和激振力錘，振動傳 感器組固定于支柱絕緣子上，采集儀通過線纜分別通信連接振動傳感器組和計算機，激振 力錘的控制端通信連接采集儀并在采集儀的控制下對支柱絕緣子進行激振。
[0018] 本實施例中采用的采集儀應(yīng)符合性能穩(wěn)定、采集精度高，同時攜帶輕便的特點，采 樣頻率應(yīng)達到50kHz以上，同時應(yīng)具備頻譜分析功能，通道數(shù)大于等于8。
[0019] 選用的激振力錘量程應(yīng)不超過5000N，諧振頻率應(yīng)大于22kHz，為了不對支柱絕緣 子產(chǎn)生過大的剛性沖擊而造成結(jié)構(gòu)損壞，可優(yōu)先選用尼龍錘頭的激振力錘。
[0020] 振動傳感器組包括兩個振動傳感器，傳感器優(yōu)先選用高頻傳感器，頻響范圍在 1?10kHz左右，靈敏度為lmv/ms-2,接口為ICP型。
[0021] 為了達到較好的采集效果，振動傳感器組固定于支柱絕緣子的中部法蘭上，且其 中一個傳感器采集方向為平行于支柱絕緣子的母線方向，另一個傳感器采集方向垂直于支 柱絕緣子的母線方向。兩個振動傳感器布置在支柱絕緣子徑向截面的邊緣上，且兩個振動 傳感器分別與截面圓心的連線所形成的圓心角的度數(shù)為90°。其中提及的母線是固定在支 柱絕緣子頂部的一根細長桿件，和絕緣子的軸向是垂直的。由于支柱絕緣子上部的支撐母 線有垂直母線方向的振動，也有垂直母線方向的振動，一般母線在70m左右，故垂直母線方 向的振動較平行母線方向的振動更易發(fā)生，也即垂直母線方向為支柱絕緣子和母線結(jié)構(gòu)的 弱軸方向。而在支柱絕緣子中部法蘭固定兩個方向的傳感器，可以測試得到弱軸和強軸方 向的振動特性，節(jié)省檢測工作量的同時使得測試結(jié)果更具可判別性。
[0022] 為了激振力錘在敲擊后所產(chǎn)生的振動能夠被兩個振動傳感器分別準確的采集到， 激振力錘所敲擊的水平方向位置為兩個振動傳感器所形成的圓心角的中點，堅直方向位置 為支柱絕緣子下部法蘭往上第三個傘裙處。選擇在錘擊點位于兩傳感器形成1/4圓弧的中 間部位激振，由于激振力可以沿兩個傳感器方向進行分解，故可同時對垂直母線和平行母 線兩個方向激振，達到兩個傳感器有效采集兩個方向振動量的目的。
[0023] 變電站支柱絕緣子強度檢測方法，其檢測對象是尚未投入使用的新支柱絕緣子， 采用上述裝置進行檢測，包括以下步驟：
[0024] 步驟1 :隨機挑選多個未使用的新支柱絕緣子進行檢測，在支柱絕緣子上設(shè)置傳 感器，然后使用激振力錘敲擊支柱絕緣子，得到每個支柱絕緣子在垂直母線方向和平行母 線方向的兩個振動頻率f n或fi2 ;
[0025] 步驟2 :將檢測得到的所有支柱絕緣子的垂直母線方向振動頻率和平行母線振動 頻率分別計算算術(shù)平均值聲和石，然后分別計算每個測量值或f i2與相應(yīng)的平均值石 或居的比值/^/旯或義/旯；
[0026] 步驟3 :兩個振動頻率中任一或二的比值小于90 %的支柱絕緣子判定為不合格。
[0027] 為了達到較為準確的檢測效果，步驟1中所挑選的支柱絕緣子數(shù)量不少于8個。
[0028] 變電站支柱絕緣子強度檢測方法，其檢測對象是已投入使用的支柱絕緣子，采用 上述裝置進行檢測，包括以下步驟：
[0029] 步驟1 :隨機挑選多個在役的設(shè)置于中間母線或背風(fēng)部位的支柱絕緣子進行檢 測，在支柱絕緣子上設(shè)置傳感器，然后使用激振力錘來敲擊支柱絕緣子，得到每個支柱絕緣 子在垂直母線方向和平行母線方向的兩個振動頻率；
[0030] 步驟2 :在得到的兩個振動頻率中分別挑選頻率數(shù)據(jù)最大值fmaxl和f_2 ;
[0031] 步驟3 :對位于風(fēng)口或母線邊緣的在役的支柱絕緣子進行檢測，獲取相應(yīng)的垂直 母線方向頻率數(shù)據(jù)fn和平行母線方向頻率數(shù)據(jù)fi2 ;
[0032] 步驟4 :分別計算每個測量值fn或fi2與相應(yīng)的最大值的比值或;
[0033] 步驟5 :兩個振動頻率中任一或二的比值小于85%的支柱絕緣子判定為不合格。
[0034] 為了得到較為準確的結(jié)果，步驟1中，挑選的設(shè)置于中間母線或背風(fēng)部位的支柱 絕緣子的數(shù)量不少于6個。步驟3中只選取位于風(fēng)口或母線邊緣的支柱絕緣子進行檢測， 由于一般使用中，出現(xiàn)損壞較多的都是處于不利位置的支柱絕緣子，出于檢測成本的考慮， 故只選取處于不利位置的支柱絕緣子進行檢測。
[0035] 上述得到振動頻率的步驟包括：步驟一：使用激振力錘敲擊支柱絕緣子，敲擊的 次數(shù)至少為一次；步驟二：將所有收集到的垂直母線方向和平行母線方向的兩個振動頻率 分別求平均值，作為每個支柱絕緣子在垂直母線方向和平行母線方向的兩個振動頻率。
[0036] 根據(jù)上述方法，選取某一變電站更換后的220kV母線支柱絕緣子進行檢測分析。 該批次絕緣子共計9組，編號為#1?#9,運行時間約20年。
[0037] 檢測裝置附圖所示。在支柱絕緣子中間法蘭連接處布置兩個加速度傳感器，一個 傳感器布置在母線平行方向，另一個傳感器與前一傳感器成90°布置，分別測量順母線和 垂直母線兩個方向絕緣子的頻率值。在兩個傳感器之間的半角方向采用力錘敲擊。
[0038] 各絕緣子第一階頻率值如下表所示。
[0039] 表1支柱絕緣子一階頻率（Hz)
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，其特征在于，包括采集儀、振動傳感器組、計 算機和激振力錘，所述的振動傳感器組固定于支柱絕緣子上，采集儀通過線纜分別通信連 接振動傳感器組和計算機，所述的激振力錘的控制端通信連接采集儀并在采集儀的控制下 對支柱絕緣子進行激振。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，其特征在于，所述的 振動傳感器組包括兩個振動傳感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，其特征在于，所述的 振動傳感器組固定于支柱絕緣子的中部法蘭上，且其中一個傳感器采集方向為平行于支柱 絕緣子的母線方向，另一個傳感器采集方向垂直于支柱絕緣子的母線方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，其特征在于，所述的 兩個振動傳感器布置在支柱絕緣子徑向截面的邊緣上，且兩個振動傳感器分別與截面圓心 的連線所形成的圓心角的度數(shù)為90°。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種變電站支柱絕緣子強度檢測裝置，其特征在于，所述的 激振力錘所敲擊的水平方向位置為兩個振動傳感器所形成的圓心角的中點，堅直方向位置 為支柱絕緣子下部法蘭往上第三個傘裙處。
【文檔編號】G01N3/34GK204203012SQ201420642920
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月31日
【發(fā)明者】歐陽克儉, 劉純 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司, 國網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院