一种瓷支柱绝缘子振动探伤带电检测装置的制作方法

本实用新型涉及瓷支柱检测技术领域，具体地说，特别涉及一种瓷支柱绝缘子振动探伤带电检测装置。

背景技术：

电力设备的状态监测和故障诊断与电力系统的安全、可靠和经济运行密切相关，是电力系统维护中的重要环节。高效、安全的状态监测和故障诊断方式是提高维护效率和电网供电质量的有效途径。

大量运行实践证实，断路器和高压开关60～70％的故障率是由于绝缘子的破损造成的。而伴随绝缘子使用年限、外部环境、开关动作等因素使其损伤的几率增加。绝缘子的断裂是一种突发现象，但它的发生既有绝缘子本身的原因，又有运行过程中外部因素的影响。从现场探测结果看，所有管母支柱绝缘子缺陷一般都发生在下节，而刀闸支柱绝缘子均发生在上节，这说明支柱绝缘子在运行和操作中受伤是产生缺陷和断裂的主要原因。绝缘子中有裂纹出现，会导致其危险截面发生变化进而导致截面惯性力矩发生改变(机械强度发生变化)，这些最终会导致绝缘子固有频率发生变化。而这些变化无法在带电运行状态下进行检测，从而发生电力设备故障，造成巨大的经济损失，不利于电网安全、稳定的运行。

常规的瓷支柱绝缘子的探伤检测方法有红外测温、紫外线技术、超声波检测等，但是红外测温、紫外检测技术能发现外表故障，但对瓷支柱绝缘子内部裂纹无法检测定位，超声波检测可以检测出内部裂纹，但检测准确率只有30％左右，且必须要线路停电才能进行检测，综上所述均不适应当今电网状态检测发展的趋势，严重降低了工作效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，公开了一种瓷支柱绝缘子振动探伤带电检测装置，其利用振动声学原理来检测瓷柱绝缘子刚性强度的装置。既能准确检测瓷支柱的损伤状况，又能避免因未及时发现绝缘子断裂引发电力事故的发生，提高了工作效率，降低了运营成本。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种瓷支柱绝缘子振动探伤带电检测装置，包括上法兰盘、瓷支柱、下法兰盘、基座、控制板、后安装座、后弹簧、后振动传感器、振动传感器接收探针、振动传感器发射探针、前振动传感器、前弹簧、前安装座、按键和上位机；所述瓷支柱顶端安装有上法兰盘，所述瓷支柱底部安装有下法兰盘，所述下法兰盘固定安装在基座上，所述控制板安装在基座内，所述基座采用“L”形结构，所述后安装座和前安装座都固定安装在基座侧面上，所述后振动传感器通过后弹簧安装在后安装座上，所述振动传感器接收探针安装在后振动传感器的右侧面上，所述前振动传感器通过前弹簧安装在前安装座上，所述振动传感器发射探针安装在前振动传感器的右侧面上，所述振动传感器接收探针右端和振动传感器发射探针右端都顶在下法兰盘的左侧面上，所述按键安装在基座上，所述上位机通过无线网络与控制板通信。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述控制板由控制器单元、A/D转换模块、电源模块、SDRAM存储器、FLASH存储器和无线传输模块组成，所述控制器单元中安装有STM32芯片，所述振动传感器接收探针与A/D转换模块连接，所述A/D转换模块和电源模块都与控制器单元连接，所述SDRAM存储器、FLASH存储器和无线传输模块都与控制器单元相连，所述上位机与无线传输模块相连。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述控制板中的A/D转换模块中安装有ADS8344芯片。

作为本实用新型的一种优选实施方式，所述上位机采用平板电脑。

本装置振动传感器发射探针发射的激励信号可以选择，当发射的伪随机信号不能取得很好的激发效果时，可以尝试用冲击信号、扫描信号激励，这样可以大大提高检测的可靠性和准确率。

控制板上控制单元采用嵌入式微处理器模块，控制器单元是该装置的核心部件，具备强大的数据处理及端口控制功能。控制器单元中安装有目前性能最优良的32位数字信号处理芯片，TI公司的STM32芯片，并根据其特点精心设计了核心及外围电路，对2812的功能进行了充分的扩展并预留相应的功能扩展接口，保证数据处理的正确性。

无线传输模块是该装置的关键部件，为了能够实时、准确的将采集到的电压信号传输的控制器，本装置采用CC2530无线通讯模块，此模块具有3个通道，传输距离达到1000米，且为收发一体，数据收发自动转换，转换时间短，自动过滤空间电场磁场的干扰，长期使用可靠性好，故障率极低，满足该装置测量中的要求，保证了数据的准确性。

采用可靠的上位机分析软件。利用C++语言编程上位机程序，利用无线接收模块接收从振动传感器接收探针测试得到的数据，通过软件分析计算在上位机显示测试波形，同时上位机中还有标准波形数据库，每完成一次测试，上位机都要调取标准数据库中的标准波形与现场测试结果对比，从而判断测试设备有无损伤情况。

本实用新型瓷支柱绝缘子带电检测装置方便、快捷、稳定、可靠，提高了检修工作的效率，保证了电网的安全运行。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

(1)基于无损探伤技术，能在运行状电压下检测瓷支柱绝缘子的损伤状况，实现带电检测；

(2)基于振动声学原理，利用白噪声从瓷支柱绝缘子底部法兰处发射出激励信号，通过检测瓷支柱固有频率，来实现整支瓷瓶的检测；

(3)检测范围广，不仅能检测法兰口附近的瓷瓶裂纹，同时还能实现法兰中部和灌胶水泥、铸铁法兰的状况；

(4)检测方便快捷，只需在支柱底部法兰处选三个测试点进行检测，可以反映整支瓷支柱的损伤状况，总用时几分钟，降低了劳动强度，提高了工作效率；

(5)本装置采用无线通讯模块，实时将数据发射传输到上位机，上位机将接收到的数据按频率大小绘制成波形，并实时波形显示，便于及时对数据的分析，如发现异常，随时进行复测，确定设备损伤状况。无线传输模块数据传输精确可靠，同时解决了有线传输因接线连接不可靠造成数据传输不稳定的问题。

附图说明

图1为本实用新型的一种具体实施方式的结构主视图；

图2为本实用新型的一种具体实施方式的结构俯视图；

图3为本实用新型的一种具体实施方式控制板的结构示意图；

图4为本实用新型的一种具体实施方式A/D转换模块的电路图；

图5为本实用新型的一种具体实施方式无线传输模块的电路图。

附图标记说明：

1：上法兰盘，2：瓷支柱，3：下法兰盘，4：基座，5：控制板，6：后安装座，7：后弹簧，8：后振动传感器，9：振动传感器接收探针，10：振动传感器发射探针，11：前振动传感器，12：前弹簧，13：前安装座，14：按键，15：上位机；

501：控制器单元，502：A/D转换模块，503：电源模块，504：SDRAM存储器，505：FLASH存储器，506：无线传输模块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1～图5所示，其示出了本实用新型的具体实施方式；如图所示，本实用新型公开的一种瓷支柱绝缘子振动探伤带电检测装置，包括上法兰盘1、瓷支柱2、下法兰盘3、基座4、控制板5、后安装座6、后弹簧7、后振动传感器8、振动传感器接收探针9、振动传感器发射探针10、前振动传感器11、前弹簧12、前安装座13、按键14和上位机15；所述瓷支柱2顶端安装有上法兰盘1，所述瓷支柱2底部安装有下法兰盘3，所述下法兰盘3固定安装在基座4上，所述控制板5安装在基座4内，所述基座4采用“L”形结构，所述后安装座6和前安装座13都固定安装在基座4侧面上，所述后振动传感器8通过后弹簧7安装在后安装座6上，所述振动传感器接收探针9安装在后振动传感器8的右侧面上，所述前振动传感器11通过前弹簧12安装在前安装座13上，所述振动传感器发射探针10安装在前振动传感器11的右侧面上，所述振动传感器接收探针9右端和振动传感器发射探针10右端都顶在下法兰盘3的左侧面上，所述按键14安装在基座4上，所述上位机15通过无线网络与控制板5通信。

优选的，所述控制板5由控制器单元501、A/D转换模块502、电源模块503、SDRAM存储器504、FLASH存储器505和无线传输模块506组成，所述控制器单元中501安装有STM32芯片，所述振动传感器接收探针9与A/D转换模块502连接，所述A/D转换模块502和电源模块503都与控制器单元501连接，所述SDRAM存储器504、FLASH存储器505和无线传输模块506都与控制器单元501相连，所述上位机15与无线传输模块506相连。

优选的，所述控制板5中的A/D转换模块502中安装有ADS8344芯片。

测试时，装置的振动传感器接收探针9右端和振动传感器发射探针10同时顶在瓷支柱2的下法兰盘3上，用力压振动传感器发射探针10时，前振动传感器11上的安装有前弹簧12，受到挤压时，前弹簧12触发通过振动传感器发射探针10向瓷支柱2内打入一系列振荡波信号，该振荡波信号在瓷支柱2发生反射贯穿整根瓷支柱2，最终反射回下法兰盘3处，由振动传感器接收探针9接收反射回来的振荡波信号，从而完成对数据的接收及采集过程。

控制器单元501主要由STM32芯片作为本装置的核心部件。此控制器外围基本电路由5伏电压供电，同时挂有晶振模块，保证了处理器的稳定启动及运行，同时预设无线接口、数模转换和总线传输等多个接口，并通过多个接口完成对数据的处理、传输及数据显示等功能，满足本装置的测试要求。

A/D转换模块502由ADS8344芯片完成，根据此芯片设计出A/D转换模块基本电路如图4所示。振动传感器接收探针9接收到的信号为模拟信号，无法直观的反应出设备的状况。必须将接收到的模拟信号传送到模数转换模块中，通过图4的变换将模拟量转化为数字量，从而更直观的发现设备的异常状况。

无线传输模块506主要由CC2530芯片完成，根据此芯片设计出基本电路如图5所示。此模块将控制器处理完的数据通过无线传输打包发送出去，由上位机15的无线接收模块接收数据并进行显示。

本装置采用平板电脑作为上位机15显示模块，上位机15通过无线接收打包发送的数据，并对数据进行解压，实时生成图表，通过表内数据生成图形，进而直观的判断所测设备的状况。

上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。