一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统及方法，包括卧式车床及设置在卧式车床内的拉杆，拉杆上依次套设有用于为待测的复合绝缘子提供拉力的拉伸载荷装置及用于为待测的复合绝缘子提供扭转力的扭转载荷装置，扭转载荷装置的样品端与待测的复合绝缘子的一端相连接，待测的复合绝缘子的另一端与移动锁紧装置连接，扭转载荷装置的样品端还设置有用于采集待测的复合绝缘子的材料破坏时产生的形变情况的测试装置，测试装置的输出端连接计算机。本发明通过模拟复合绝缘子在实际线路挂网运行过程中受到的静态拉伸载荷和动态扭转载荷的情况，综合运用检测装置，对复合绝缘子端部金具压接情况进行分析。
【专利说明】
一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及复合绝缘子性能检测技术领域，尤其涉及一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统及方法。【背景技术】
[0002]复合绝缘子端部通过玻璃环氧树脂芯棒与端部金具压接而成，压接处主要依靠端部金具和玻璃环氧树脂芯棒之间的摩檫力来形成稳固连接。在绝缘子生产过程中，经常会出现界面压接质量差、芯棒与护套间压接不牢等不合格的产品，在潮气进入后，极易造成玻璃环氧树脂芯棒和复合绝缘子护套的蚀损与老化，在拉伸载荷和动态扭转载荷的作用下， 可能导致复合绝缘子断裂事故的发生。很多研究表明，复合绝缘子芯棒的断裂、界面的击穿等问题很大一部分发生在复合绝缘子端部联接处。目前还没有能够准确检测复合绝缘子端部金具压接质量的装置。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统及方法，通过模拟复合绝缘子在实际线路挂网运行过程中受到的静态拉伸载荷和动态扭转载荷的情况，综合运用检测装置，对复合绝缘子端部金具压接情况进行分析。
[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，包括卧式车床及设置在卧式车床内的拉杆，所述拉杆有两根，且两根拉杆均沿卧式车床的轴向设置，拉杆上依次套设有用于为待测的复合绝缘子提供拉力的拉伸载荷装置及用于为待测的复合绝缘子提供扭转力的扭转载荷装置，拉伸载荷装置包括固定连接的拉力传感器及拉伸载荷加载装置，拉伸载荷加载装置与拉杆滑动连接，所述扭转载荷装置包括固定连接的扭矩传感器及扭转载荷加载装置，扭转载荷加载装置与拉杆固定连接，扭转载荷装置的样品端与待测的复合绝缘子的一端相连接，待测的复合绝缘子的另一端与移动锁紧装置连接，移动锁紧装置也设置在卧式车床内，所述扭转载荷装置的样品端还设置有用于采集待测的复合绝缘子的材料破坏时产生的形变情况的测试装置，测试装置的输出端连接计算机。
[0005]所述拉伸载荷加载装置包括油缸及油缸座，油缸座套设在两根拉杆上，且油缸座可沿拉杆滑动，油缸座上开设有沿拉杆轴线方向设置的第一通孔，油缸套穿过油缸座内的第一通孔，且油缸与油缸座固定连接，拉力传感器设置在油缸的活塞杆上，油缸座的右侧还设置有固定座，油缸的活塞杆与固定座固定连接；卧式车床的外侧设置有用于为油缸提供动力的液压系统，液压系统控制连接油缸。
[0006]所述扭转载荷加载装置包括减速机架、伺服电机减速器及伺服电机，减速机架套设在两根拉杆上，且减速机架与拉杆固定连接，伺服电机减速器与减速机架固定连接，伺服电机减速器与伺服电机相连，扭矩传感器设置在伺服电机减速器上，减速机架上设置有第二通孔，待测的复合绝缘子经第二通孔与伺服电机减速器连接。
[0007]所述移动锁紧装置包括移动机架及设置在移动机架上的锁紧手轮及固定拉头，移动机架内沿待测的复合绝缘子轴线的方向设置有固定孔，固定拉头设置在固定孔内，待测的复合绝缘子套设在固定拉头内，锁紧手轮设置在移动机架的上端面，且锁紧手轮位于固定孔所在轴线的正上方。
[0008]检测装置包括声发射检测装置及数字射线检测装置，声发射检测装置包括声发射模块、放大器及信号接收器，声发射模块的输出端与放大器相连，信号接收器的输出端连接计算机;数字射线检测装置包括数字射线检测模块及数字信号处理模块，数字射线检测模块的输出端经数字信号处理模块连接计算机。
[0009]所述卧式车床的床体内沿卧式车床轴向设置有两个滑槽，减速机架的上表面还设置有第一导向轮，移动机架的上表面设置有第二导向轮，第一导向及第二导向轮均有两个， 且第一导向轮及第二导向轮均设置在卧式车床内的滑槽内。
[0010]所述卧式车床的外侧设置有操作台，所述计算机、信号接收器及数字射线检测装置均设置在操作台上。[〇〇11]所述卧式车床上还设置有防护罩。
[0012]—种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的方法，包括以下步骤:(1)将拉伸载荷装置和扭转载荷装置初始化；(2)根据待测的复合绝缘子的长度，调整移动锁紧装置的位置，将待测的复合绝缘子的两端分别与扭转载荷装置和移动锁紧装置固定连接，且使待测的复合绝缘子能够水平拉直；(3)分别设置拉伸载荷装置和扭转载荷装置的运动方式，通过拉伸载荷加载装置提供拉伸载荷，对待测的复合绝缘子进行拉伸，通过扭转载荷加载装置提供扭转载荷，对待测的复合绝缘子进行扭转；(4)通过检测装置采集待测的复合绝缘子端部芯棒的形变情况，并将检测结果发送至计算机。
[0013]所述步骤(3)中，在对待测的负荷绝缘子进行拉伸检测时，液压系统带动油缸及油缸座沿拉杆滑动，对待测的负荷绝缘子进行拉伸，拉力传感器检测待测的复合绝缘子受到的拉力的大小;逐步增加油缸输出的拉力的大小，通过数字射线检测模块观察待测的复合绝缘子端部芯棒的形变情况，并通过声发射模块采集待测的复合绝缘子材料破坏时产生的形变声波，在检测到待测的复合绝缘子端部发生损伤或破坏时，将此时拉力传感器检测到的拉力数据保存至计算机，同时计算机发出警示信号；所述步骤(3)中，在对待测的负荷绝缘子进行扭转检测时，伺服电机带动伺服电机减速器对待测的负荷绝缘子进行拉伸，扭矩传感器检测待测的复合绝缘子受到的扭转力的大小;逐步增加伺服电机输出的扭转力的大小，通过数字射线检测模块观察待测的复合绝缘子端部芯棒的形变情况，并通过声发射模块采集待测的复合绝缘子材料破坏时产生的形变声波，在检测到待测的复合绝缘子端部发生损伤或破坏时，将此时扭矩传感器检测到的扭转力数据保存至计算机，同时计算机发出警示信号。
[0014]本发明通过拉伸载荷装置及扭转载荷装置对待测的复合绝缘子提供拉力和扭转力，通过声发射检测装置及数字射线检测装置的配合，对复合绝缘子在承受一定拉力和扭转力矩情况下端部连接处的形变情况进行分析，从而对端部金具的压接质量进行检测。本发明具有扭转载荷可调，拉伸载荷可调，形变损伤检测灵敏，实用性强，操作安全及有针对性等优点。【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图；图2为本发明所述拉伸载荷装置及扭转载荷装置的结构示意图；图3为本发明所述移动锁紧装置的结构示意图；图4为本发明所述移动锁紧装置的俯视图。【具体实施方式】
[0016]如图1至图4所示，本发明所述的一种用于检测复合绝缘子端部金属压接质量的系统，包括卧式车床1及设置在卧式车床1内的拉杆5，拉杆5有两根，均沿卧式车床1的轴向设置，拉伸载荷装置6及扭转载荷装置4均套设在两根拉杆5上，在本实施例中，拉伸载荷装置6 设置在扭转载荷装置4的右侧，拉伸载荷装置6用于为待测的复合绝缘子提供拉力，并检测待测的复合绝缘子在承受拉力情况下的形变情况，扭转载荷装置4的样品端与待测的复合绝缘子的一端相连接，待测的复合绝缘子的另一端连接移动锁紧装置2,扭转载荷装置4用于为待测的复合绝缘子提供扭转力，并检测待测的复合绝缘子在承受扭转力情况下的形变情况，移动锁紧装置2用于固定待测的复合绝缘子，并根据待测的复合绝缘子的长度调整移动锁紧装置2与扭转载荷装置4之间的距离;检测装置设置在扭转载荷装置4的左端面上，用于发射声波，并采集待测的复合绝缘子的材料破坏时产生的形变情况。[〇〇17]扭转载荷装置4包括扭矩传感器14及扭转载荷加载装置，扭转载荷加载装置包括减速机架11、伺服电机减速器13及伺服电机15,减速机架11套设在两根拉杆5上，伺服电机减速器13与减速机架11固定连接，伺服电机减速器13与伺服电机15相连，扭矩传感器14设置在伺服电机减速器13上。减速机架11上设置有沿卧式车床1轴向方向设置的第二通孔，待测的复合绝缘子经第二通孔与伺服电机减速器13固定连接。在对待测的复合绝缘子进行扭转时，伺服电机15经伺服电机减速器13带动待测的复合绝缘子扭转，扭矩传感器14根据伺服电机减速器13的转动角度，来检测待测的复合绝缘子受到的扭转力的大小。扭矩传感器 14的工作原理为现有技术，不再赘述。
[0018]拉伸载荷装置6包括拉力传感器18及拉伸载荷加载装置，拉伸载荷加载装置包括油缸16及油缸座17,油缸座17套设在两根拉杆5上，且油缸座17可沿拉杆5滑动，油缸座17上开设有沿卧式车床1的轴线方向设置的第一通孔，油缸16穿过油缸座17内的第一通孔，且油缸16与油缸座17固定连接，拉力传感器18设置在油缸16的活塞杆上。油缸座17的右侧还设置有固定座19,油缸16的活塞杆与固定座19的左端面固定连接。卧式车床1的外侧设置有液压系统7，液压系统7控制连接油缸16，液压系统7用于为油缸16提供动力，从而对待测的复合绝缘子进行拉伸。在对待测的复合绝缘子进行拉伸时，液压系统7带动油缸16及油缸座17 沿拉杆5移动，从而对待测的复合绝缘子进行拉伸，此时扭转载荷装置也随着拉杆5而移动， 拉力传感器18根据活塞杆的运动，检测待测的复合绝缘子受到的拉力的大小。拉力传感器 18的工作原理为现有技术，不再赘述。
[0019]移动锁紧装置2包括移动机架及设置在移动机架上的锁紧手轮22、第二导向轮25及固定拉头21，移动机架内沿待测的复合绝缘子轴线的方向设置有固定孔，固定拉头21设置在固定孔内，在使用时，待测的复合绝缘子套设在固定拉头21内，锁紧手轮22设置在移动机架的上端面，且锁紧手轮22位于固定孔所在轴线的正上方，转动锁紧手轮22,固定拉头21 被锁紧。锁紧手轮22的结构为现有装置，不再赘述。移动机架的侧面还设置有锁紧销20,用于固定固定拉头21，移动机架的上表面还设置有定位指针23。
[0020]卧式车床1的床体内沿卧式车床轴向设置有两个滑槽，减速机架11的上表面设置有第一导向轮12,移动机架的上表面设置有第二导向轮25,第一导向轮12及第二导向轮25 均有两个，且第一导向轮12及第二导向轮25均设置在卧式车床1内的滑槽内。在使用时，第一导向轮12及第二导向轮25分别沿着卧式车床1滑动，起导向作用。
[0021]检测装置包括声发射检测装置及数字射线检测装置，声发射检测装置包括声发射模块10、放大器及信号接收器8,声发射模块10的输出端与放大器相连，信号接收器8的输出端连接计算机，声发射器模块10用于发射声波，放大器用于对声发射模块10发出的声波进行放大，信号接收器8用于接收发射回来的声波，并传输至计算机;数字射线检测装置包括数字射线检测模块及数字信号处理模块，数字射线检测模块的输出端经数字信号处理模块连接计算机，数字射线检测装置采用非晶硅板成像装置，用于观察复合绝缘子端部芯棒的变形情况。
[0022]卧式机床的外侧设置有操作台9,计算机、信号接收器8及数字射线检测装置均设置在操作台9上。
[0023]在本实施例中，卧式车床1上设置有防护罩3,用于防止待测的复合绝缘子在拉伸或扭转过程中发生损坏而飞出卧式车床1，保护人身安全。
[0024]—种用于检测复合绝缘子端部金属压接质量的方法，包括以下步骤:(1)将拉伸载荷装置6和扭转载荷装置4初始化；(2)根据待测的复合绝缘子的长度，调整移动锁紧装置2的位置，将待测的复合绝缘子的两端分别与扭转载荷装置4和移动锁紧装置2固定连接，且使待测的复合绝缘子能够水平拉直；(3)设置拉伸载荷装置6的运动方式，通过拉伸载荷加载装置提供拉伸载荷，对待测的复合绝缘子进行拉伸；在对待测的负荷绝缘子进行拉伸检测时，液压系统7带动油缸16及油缸座17沿拉杆5滑动，对待测的负荷绝缘子进行拉伸，拉力传感器18检测待测的复合绝缘子受到的拉力的大小。[〇〇25](4)逐步增加油缸16输出的拉力大小，通过数字射线检测模块观察待测的复合绝缘子端部芯棒的形变情况，并通过声发射模块采集待测的复合绝缘子材料破坏时产生的形变声波，并反馈给计算机进行分析处理；(5)在检测到待测的复合绝缘子端部发生损伤或破坏时，保存此时的拉力数据，同时发出警示信号；(6)设置扭转载荷装置4的运动方式，通过扭转载荷加载装置提供扭转载荷，对待测的复合绝缘子进行扭转；在对待测的负荷绝缘子进行扭转检测时，伺服电机15带动伺服电机减速器13对待测的负荷绝缘子进行拉伸，扭矩传感器14检测待测的复合绝缘子受到的拉力的大小。
[0026](7)逐步增加伺服电机15输出的扭转力的大小，通过数字射线检测模块观察待测的复合绝缘子端部芯棒的形变情况，并通过声发射模块采集待测的复合绝缘子材料破坏时产生的形变声波，并反馈给计算机进行分析处理；(8)在检测到待测的复合绝缘子端部发生损伤或破坏时，保存此时的扭转数据，同时发出警示信号。
[0027]本发明通过模拟复合绝缘子在实际线路挂网运行过程中受到的静态拉伸载荷和动态扭转载荷的情况，综合运用声发射传感器和数字射线传感器，对复合绝缘子端部金具压接情况进行分析，能够为工作人员的检修提供依据。
【主权项】
1.一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在于:包括卧式车床及 设置在卧式车床内的拉杆，所述拉杆有两根，且两根拉杆均沿卧式车床的轴向设置，拉杆上 依次套设有用于为待测的复合绝缘子提供拉力的拉伸载荷装置及用于为待测的复合绝缘 子提供扭转力的扭转载荷装置，拉伸载荷装置包括固定连接的拉力传感器及拉伸载荷加载 装置，拉伸载荷加载装置与拉杆滑动连接，所述扭转载荷装置包括固定连接的扭矩传感器 及扭转载荷加载装置，扭转载荷加载装置与拉杆固定连接，扭转载荷装置的样品端与待测 的复合绝缘子的一端相连接，待测的复合绝缘子的另一端与移动锁紧装置连接，移动锁紧 装置也设置在卧式车床内，所述扭转载荷装置的样品端还设置有用于采集待测的复合绝缘 子的材料破坏时产生的形变情况的测试装置，测试装置的输出端连接计算机。2.如权利要求1所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在 于:所述拉伸载荷加载装置包括油缸及油缸座，油缸座套设在两根拉杆上，且油缸座可沿拉 杆滑动，油缸座上开设有沿拉杆轴线方向设置的第一通孔，油缸套穿过油缸座内的第一通 孔，且油缸与油缸座固定连接，拉力传感器设置在油缸的活塞杆上，油缸座的右侧还设置有 固定座，油缸的活塞杆与固定座固定连接；卧式车床的外侧设置有用于为油缸提供动力的 液压系统，液压系统控制连接油缸。3.如权利要求1所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在 于:所述扭转载荷加载装置包括减速机架、伺服电机减速器及伺服电机，减速机架套设在两 根拉杆上，且减速机架与拉杆固定连接，伺服电机减速器与减速机架固定连接，伺服电机减 速器与伺服电机相连，扭矩传感器设置在伺服电机减速器上，减速机架上设置有第二通孔， 待测的复合绝缘子经第二通孔与伺服电机减速器连接。4.如权利要求1所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在 于:所述移动锁紧装置包括移动机架及设置在移动机架上的锁紧手轮及固定拉头，移动机 架内沿待测的复合绝缘子轴线的方向设置有固定孔，固定拉头设置在固定孔内，待测的复 合绝缘子套设在固定拉头内，锁紧手轮设置在移动机架的上端面，且锁紧手轮位于固定孔 所在轴线的正上方。5.如权利要求1所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在 于:检测装置包括声发射检测装置及数字射线检测装置，声发射检测装置包括声发射模块、 放大器及信号接收器，声发射模块的输出端与放大器相连，信号接收器的输出端连接计算 机;数字射线检测装置包括数字射线检测模块及数字信号处理模块，数字射线检测模块的 输出端经数字信号处理模块连接计算机。6.如权利要求5所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在 于:所述卧式车床的床体内沿卧式车床轴向设置有两个滑槽，减速机架的上表面还设置有 第一导向轮，移动机架的上表面设置有第二导向轮，第一导向及第二导向轮均有两个，且第 一导向轮及第二导向轮均设置在卧式车床内的滑槽内。7.如权利要求6所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在 于:所述卧式车床的外侧设置有操作台，所述计算机、信号接收器及数字射线检测装置均设 置在操作台上。8.如权利要求7所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系统，其特征在 于:所述卧式车床上还设置有防护罩。9.利用权利要求1至8任一项所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的系 统进行复合绝缘子端部金具压接质量检测的方法，其特征在于，包括以下步骤:(1)将拉伸载荷装置和扭转载荷装置初始化；(2)根据待测的复合绝缘子的长度，调整移动锁紧装置的位置，将待测的复合绝缘子的 两端分别与扭转载荷装置和移动锁紧装置固定连接，且使待测的复合绝缘子能够水平拉 直；(3)分别设置拉伸载荷装置和扭转载荷装置的运动方式，通过拉伸载荷加载装置提供 拉伸载荷，对待测的复合绝缘子进行拉伸，通过扭转载荷加载装置提供扭转载荷，对待测的 复合绝缘子进行扭转；(4)通过检测装置采集待测的复合绝缘子端部芯棒的形变情况，并将检测结果发送至 计算机。10.如权利要求9所述的一种用于检测复合绝缘子端部金具压接质量的方法，其特征在 于:所述步骤(3)中，在对待测的负荷绝缘子进行拉伸检测时，液压系统带动油缸及油缸座 沿拉杆滑动，对待测的负荷绝缘子进行拉伸，拉力传感器检测待测的复合绝缘子受到的拉 力的大小;逐步增加油缸输出的拉力的大小，通过数字射线检测模块观察待测的复合绝缘 子端部芯棒的形变情况，并通过声发射模块采集待测的复合绝缘子材料破坏时产生的形变 声波，在检测到待测的复合绝缘子端部发生损伤或破坏时，将此时拉力传感器检测到的拉 力数据保存至计算机，同时计算机发出警示信号；所述步骤(3)中，在对待测的负荷绝缘子进行扭转检测时，伺服电机带动伺服电机减速 器对待测的负荷绝缘子进行拉伸，扭矩传感器检测待测的复合绝缘子受到的扭转力的大 小;逐步增加伺服电机输出的扭转力的大小，通过数字射线检测模块观察待测的复合绝缘 子端部芯棒的形变情况，并通过声发射模块采集待测的复合绝缘子材料破坏时产生的形变 声波，在检测到待测的复合绝缘子端部发生损伤或破坏时，将此时扭矩传感器检测到的扭 转力数据保存至计算机，同时计算机发出警示信号。
【文档编号】G01N3/10GK106018099SQ201610456772
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月22日
【发明人】卢明, 赵书杰, 刘泽辉, 杨丁, 吕中宾, 杨威, 庞锴, 耿进锋, 褚双伟, 黄杰, 赵鹏飞, 刘相霞, 杨光杰
【申请人】国网河南省电力公司电力科学研究院, 淄博千恒自动化工程有限公司, 国网河南省电力公司, 河南送变电工程公司, 国家电网公司