[发明专利]750kV支柱瓷绝缘子振动声学检测试验辅助装置的通用支撑底座及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及支柱式瓷绝缘子无损检测技术领域，具体地，涉及一种750kV支柱瓷绝缘子振动声学检测试验辅助装置的通用支撑底座及试验方法。

背景技术

支柱瓷绝缘子是电网变电站和传输线路的重要设备之一，主要作用是将导线、导电杆等设备连接在支架上，起绝缘、支撑和传递机械力的作用，绝缘子的质量好坏是输电线路能否可靠运行的保证。由于应力集中、温度改变、不同材料膨胀系数差异以及胶装水泥进水等原因，在运行过程中的瓷绝缘子产生的裂纹通常位于铸铁法兰与瓷柱连接部位附近。为了及时有效地检测出支柱瓷绝缘子瓷体上可能出现的裂纹，通常采用宏观检查和超声波检测方法，但以上两种方法必须在设备停运的情况下才能实施检测。近年来引进并发展起来了振动声学检测技术，可以实施设备带电检测，因此可以延长设备运行周期，减少了因检测引起的设备检修停电时间，具有明显的经济效益和应用价值。

支柱式瓷绝缘子振动声学带电检测方法可以有效发现支柱式瓷绝缘子瓷体裂纹和其他缺陷。其基本原理是利用专门的检测仪器，产生出具有连续频谱的机械振动（白噪声），并通过仪器发射探针将振动由瓷绝缘子底部导入瓷绝缘子，激励瓷绝缘子产生机械振动，同时，用另一个探针接收振动反馈，采集绝缘子共振时的响应频率。利用专用软件对所接收到的反馈信号并以频谱的形式显示出来，通过观察分析频谱图上不同频率处振动信号幅值，便可以判断该瓷绝缘子是否存在裂纹以及裂纹的大概位置、绝缘子的机械强度是否降低，是否存在老化等缺陷。

通过实验发现，没有缺陷的瓷绝缘子在检测时响应频率均在3000～6000Hz区域出现单一峰值的振动功率谱，通常峰值频率在4500Hz附近。在振动频谱图上，如果除3000～6000Hz区域出现的基本振动功率峰值外，在高频段（9000～10000Hz）或低频段（1000～2000Hz）出现峰值，则说明瓷绝缘子顶部法兰或低部法兰处存在裂纹缺陷。另外，振动功率谱随时保持稳固是保证支柱瓷瓶正常运行的基本标准，如果振动瓷绝缘子功率谱密度经过一段时间运行后仍未改变，则说明瓷绝缘子在该段时间内未出现损伤。

近年来，由于科学技术和电网建设的快速发展，国内主干电网已经上升到500-1000kV超高压电压等级。应用于超高压电压等级的支柱式瓷绝缘子（由3～4个瓷绝缘子串联而成），其检测方法与单一绝缘子类似，但通常将串联瓷绝缘子中部法兰处瓷体可能出现的裂纹缺陷均看作上部法兰裂纹，目前尚无针对多个串联瓷绝缘子实施振动声学检测可行性的验证资料，以及通过振动声学频谱图形判断多个瓷绝缘子串联后法兰处缺陷具体位置和大小的具体方法。

发明人发现以往振动声学检测技术尚未涉及750kV四节串联支柱瓷绝缘子的检测。至少存在针对750kV支柱瓷绝缘子的检测时模拟现场安装条件检测难度大、无法在运行设备上预制缺陷进行检测试验、在瓷绝缘子不同部位预制缺陷进行模拟试验成本过高等问题。

实现本发明的意义在于：利用全新设计的通用支撑底座和联接圆盘，首次实现了对750kV串联支柱瓷绝缘子在模拟现场安装条件下的振动声学检测试验，解决了无法在运行设备上制造人工缺陷进行检测试验的问题。同时，达到了利用尽可能少的试验样品取得四节串联瓷绝缘子不同部位法兰处裂纹检测信号的目的，大幅度减少了用于购买试验样品的费用。 

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出750kV支柱瓷绝缘子振动声学检测试验辅助装置，既可以模拟瓷绝缘子现场实际安装形式，又可以利用尽可能少的绝缘子实物进行试验，并通过试验掌握不同部位法兰处裂纹对检测数据的影响规律，达到利用尽可能少的人工缺陷试件获取尽可能多的试验数据的目的，总结多节串联瓷绝缘子检测方法和缺陷判定方法。

本发明的第二目的在于，提出750kV串联支柱瓷绝缘子振动声学检测模拟试验方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：设计制作750kV支柱瓷绝缘子振动声学检测试验辅助装置，包括水平设置且适用于不同规格支柱绝缘子安装的通用支撑底座，底座下部设置为正方形框和可调位置水平支腿，上部是竖直设置的斜撑支腿和顶端带有长圆形安装孔的绝缘子安装板；所述通用支撑底座底部正方形框和水平支腿均采用型号为16b的槽钢制成，斜撑支腿由为10号等边角钢制成；

该检测装置，整体为上、下对称，且左、右对称的结构；能够实现在不同顺序及不同方向条件下对串联支撑瓷绝缘子模拟现场情况的安装固定，并保证在不同串联高度下整体结构的稳固性。