[发明专利]GIS进出线套管插接焊缝超声相控阵检测用探头及扫查装置

说明书

技术领域

本发明涉及电力成套装置无损检测领域，具体涉及一种气体绝缘封闭组合电器进出线套管插接焊缝超声相控阵检测用探头及扫查装置。

背景技术

气体绝缘封闭组合电器(简称GIS)是由断路器、隔离开关、接地开关、母线、进出线套管等多种高压电器组合而成的成套装置，GIS的主体部件的安全状态直接影响电网的安全稳定运行。

GIS进出线套管由取付台TY12铝合金和套管6063铝合金经M45×1.5的螺纹连接后，再经氩弧焊接而成。然而，在生产过程中存在以下问题：(1)螺纹退刀槽处加工精度不够，应力集中程度高，容易成为裂纹源；(2)在焊接时，焊缝容易产生未熔合、气孔及裂纹等焊接缺陷；(3)GIS服役期间，进出线套管由于应力及振动等原因，容易使焊缝产生裂纹。

针对GIS进出线套管插接焊缝，国内主要使用涡流和电磁检测、常规超声检查。然而，存在以下问题：使用涡流和电磁检测时，一般仅可发现工件表面或近表面的缺陷，对内部缺陷难以检出；使用常规超声检查时，螺纹波、焊缝边缘波、缺陷波等回波同时出现在较小的显示范围内，难以分辨。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术中的上述不足之处而提供一种基于超声相控阵的GIS进出线套管插接焊缝检测探头及扫查装置，解决了GIS出线套管周向环焊缝无有效检测方法的问题。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供了GIS进出线套管插接焊缝超声相控阵检测用探头及扫查装置，用于套管插接焊缝检测和扫查，包括扫查装置、楔块、编码器，其特征在于：还包括自聚焦超声相控阵探头、耦合液供给装置、取付台和超声相控阵仪器；所述自聚焦超声相控阵探头安装在所述楔块上；所述自聚焦超声探头和所述编码器均与所述扫查装置相连接，使所述自聚焦超声探头和所述编码器同步运行；所述扫查装置和所述楔块相连接；所述编码器通过数据线与用于处理扫查数据并生成扫查结果报告图形的超声相控阵仪器相连接，用于记录所述自聚焦超声探头的运动轨迹；所述耦合液供给装置通过数据线与所述自聚焦超声相控阵探头相连接，所述自聚焦超声相控阵探头通过数据线与所述超声相控阵仪器相连接；所述取付台经螺纹和所述套管连接。

优选地，自聚焦超声相控阵探头为10MHz自聚焦超声相控阵头；扫查装置为链式扫查装置；编码器为微型轮式编码器。

优选地，自聚焦超声相控阵探头的曲率半径为30mm。

优选地，所述扫查装置通过其前端的夹头与所述楔块相连接；所述楔块上有将所述自聚焦超声相控阵与楔块连接的定位螺丝；所述编码器通过设置于其两侧的定位螺孔与所述扫查装置连接。

优选地，所述探头表面涂有耦合剂。

优选地，所述自聚焦超声相控阵探头内设置有进水嘴，所述楔块内设置有与进水嘴相连的楔块进水孔，耦合液依次经过进水嘴和楔块进水孔至套管的表面，实现楔块与套管的耦合。

优选地，检测220kv电缆接入110kvGIS进出线套管，套管外径最粗为66mm，最细处为57mm，超声相控阵仪器的参数为：中心频率10MHz，阵元数16，阵元间距0.5mm，聚焦深度5mm、自聚焦超声相控阵探头的扫描角度为40-75°。

本发明所提供的实施例的有益效果：

(1)本发明的实施例所提供的GIS进出线套管插接焊缝超声相控阵检测用探头及扫查装置，实现该周向环焊缝的全截面无损检测，能全面检测出内部缺陷与近表面缺陷。

(2)本发明的实施例所提供的GIS进出线套管插接焊缝超声相控阵检测用探头及扫查装置，提高了检测效果，本发明使用的自聚焦探头，提高了缺陷的定位、定量和定向精度；本发明可记录整个环焊缝的图像，检测具有直观性、可追溯性，为电网安全运行提供保障。

(3)本发明的实施例所提供的GIS进出线套管插接焊缝超声相控阵检测用探头及扫查装置，及时定期对该结构进行无损检测，及进排除隐患，保证系统稳定运行。

(4)本发明的实施例所提供的GIS进出线套管插接焊缝超声相控阵检测用探头及扫查装置，能够实现该周向环焊缝的全截面无损检测，不仅能检测出内部缺陷与近表面缺陷，还能对整个环焊缝进行快速扫查。

(5)本发明使用的自聚焦探头，提高了缺陷的定位、定量和定向精度；可记录整个环焊缝的图像，检测具有直观性、可追溯性，实际应用效果良好。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。