专利名称：一种电气设备用声电及x射线绝缘检测可视化移动式集成装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属电气设备检测装置及后端数据处理装置系统，具体由超高频检测装置、超声波检测装置以及χ射线检测装置的集成布置，以及后端数据处理单元的集中处理和显示组成装置的结构技术领域。
背景技术：
随着高压电气设备使用年限的增加，出现绝缘缺陷事故的概率也随之增加，对于高压电气设备，如果出现绝缘故障将给电力系统带来巨大损失，为了尽可能降低这种不必要的经济损失，对设备进行绝缘检测来提前发现设备绝缘缺陷，并且进行预警是必要的防范措施。对电气设备绝缘性能检测技术的研究国内外已进行了很多研究，检测技术发展迅速，检测方法有传统的脉冲电流法、超高频法、超声波法以及化学检测法。近年来，有研究机构把X射线技术运用到电力设备绝缘检测上，并且取得了很好的效果。超高频法应用于高压电气设备绝缘检测技术研究已经进行了很多年，国内外都进行了大量研究，特别是在GIS设备上效果显著。运行中的GIS内部充有高气压SF6气体，其绝缘强度和击穿场强都很高。当局部放电在很小范围内发生时，气体击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，其上升时间很可能小于10ns，并在GIS腔体内激发频率高达数GHz的电磁波。超高频法能有效避开现场的电晕等干扰，具有抗干扰能力强，灵敏度高，可实现局部放电定位和缺陷类型识别等特点，但对传感器数据采集精度和带宽要求很高，造价较高。超声波法在电力设备绝缘性能检测上的应用，现在已经相当成熟。该方法在GIS 设备上已有大量运用。比如，在GIS设备上的使用，GIS设备内部产生局部放电信号时，会产生机械振动及声波，可以用腔体外壁上安装的超声波传感器来测量局部放电和机械振动信号。超声波法是目前使用的除超高频法之外最成熟的绝缘检测方法。该方法的优点是传感器与GIS内带电器件无任何直接接触，不影响电气设备正常运行，且受电气设备干扰较弱。但是由于声波信号在SF6气体中传输速率很低(约140m/s)，且信号中的高频部分衰减很快，信号通过不同介质时传播速率不同，且在不同材料边界处会产生折反射，因此信号强度较弱且传播模式较为复杂。另外传感器检测具有一定的方向性，对大型设备绝缘故障的定位具有一定的精度，现场应用较为方便。根据现场运行的电气设备结构特点，采用超高频法与超声波法联合测试法(声、电联合)对电气设备进行绝缘检测。声电联合同时提取绝缘缺陷局部放电的超高频信号和超声波信号，通过对两种信号的对比分析，能更加有效地排除现场干扰，提高局部放电定位精度和缺陷类型识别的准确性，有利于发现并确定绝缘缺陷，实现电气设备的安全维护。X光透射技术的发明已有上百年的历史，其应用领域随着技术的不断发展而向各方面急剧拓展。利用高能射线穿过不同材料的能力，以及感光材料接收不同波长射线形成的阴影，类似于照相技术，可实现对未知结构部件内部情况的可视化探索。此类技术最为广泛的应用是医学上的人体透视、机场安检、海关货品安检等。随着经济、技术的发展对于电力供应可靠性的要求越来越高，而检测技术的发展从各类故障信号的监测判断间接反映设备内部的状态已经较为成熟，但是如同医学领域运用X光透射人体内部结构作为人体“故障”诊断的一种方式一样，电气设备的某些类型故障也需要而且有必要采用类似的透视技术展现，以明确故障类型及位置，为电气设备的拆解检修给予明确、 充分的证据。X射线投射技术在电力设备绝缘检测上的应用与声电联合法结合使用，既可以实现电气设备绝缘缺陷的检测，又可以通过X射线投射技术对电气设备进行拍照，实现对绝缘缺陷的可视化定位。由于电力系统中电气设备布置固有的特点，如室外稍空旷、高度高，室内设备尤其是GIS类设备布置紧凑、空间狭小、但高度有高有低，而作为一种电气设备最新的应用技术，其实际应用需要大量的摸索和研究。透射技术由于电气设备尺寸的原因往往成像是一个局部，加上布置方位的差异，其内部零部件会产生变形，对于内部构造的熟悉是此技术能够有效运用的前提，而空间立体感及多方位、多角度的照射又是一个基础能力及基础的现实情况。从现场实际照射情况来看，往往是设备的布置和调整占据了整个照射试验工作的大部分时间，如果能够针对电气设备的实际布置情况设计一种通用的支架结构，缩短或减轻此类工作的劳动强度及时间；同时，将超高频传感器和超声波传感器与X射线投射装置集成在一起，装置操作起来更加方便。由于高压电气设备对人身安全有一定威胁，因此，给与了我们启发设计该成套集成装置；本实用新型集成装置不用人工操作，避免了对高压电气设备内部带电器件的直接接触，从而可以保证人身安全。该装置可以上下伸缩，对于高度不同的高压电气设备均可满足要求，是今后机械自动化绝缘检测发展的一个方向。
发明内容目前电气设备绝缘性能检测技术发展迅速，使用最多且效果较好的检测方法有超高频法和超声波法；随着X射线投射技术在医学上的人体透视、机场安检、海关货品安检等方面的应用。电力系统中电气设备也开始使用该技术进行绝缘性能检测，并且取得了比较好的效果。目前使用这三种方法对电气设备进行绝缘检测的装置系统研究已经开始，该实用新型成套集成装置正是结合这三种检测方法进行设计，将超高频传感器、超声波传感器以及χ射线源集成在一起集成组装到一个箱体。本实用新型是通过下列技术方案来实现的。一种电气设备用声电及X射线绝缘检测可视化移动式集成装置，本实用新型组成及结构为1)装置包括由X射线接收板框架和支撑X射线接收板框架的可延伸式多角度调节双脚式支撑架，在X射线接收板框架的一侧设置有可移动式伸缩弹簧支架系统，在X射线接收板框架内设置有控制超高频传感器和超声波传感器；在控制超高频传感器和超声波传感器与X射线接收板框架的连接处分别设有伸缩连接杆；在X射线接收板框架外部连接有信号处理终端系统；2)可延伸式多角度调节双脚式支撑架由支撑并固定X射线接收板的可伸缩式多角度调节支撑架和与可伸缩式多角度调节支撑架连接的双脚支撑架以及绑缚于被照射电气设备的松紧式紧固带构成；
4[0015]3)可移动式伸缩弹簧支架系统由控制装置高度的弹簧，位于弹簧底部的升降操作机构，和水平移动轮以及手动操作超高频传感器和超声波传感器位置的手动操作机构构成；4)伸缩连接杆为两组呈对称分布，在伸缩连接杆与X射线接收板框架的连接处分别设置有固定超高频传感器和固定超声波传感器的万向固定卡扣；在伸缩连接杆与可移动式伸缩弹簧支架系统的连接处设置有控制水平左右移动的铰支转向座；5)信号处理终端系统由分析超声波形、超高频波形和X射线图像的计算机显示界面分别与信号电缆和前置数据处理集中单元连接构成。本实用新型的有益效果是a. X射线源放于移动底座上，移动方便；该成套集成装置使用弹簧可移动支架， 既可以满足上下移动，又可以起到支撑作用，并且在不使用时可以折叠，方便移动和存放；b. 本实用新型的超高频和超声波传感器使用可伸缩式连接杆，采用手动操作机构，无需人工安装，避免人体直接接触高压电气设备，保证了人身安全；c. 从超高频传感器(18)、超声波传感器以及X射线接收板接收到的有用信号通过信号电缆传输至数据处理集成单元，使用一根电缆传输至计算机进行信号波形及X射线投射图像显示，三个界面同时显示于计算机屏幕，方便信号比较及数据处理分析。
以下结合附图及实例进一步阐述本实用新型内容。
图1为本实用新型结构示意图；图2为可移动式弹簧伸缩支架示意图；图3为支撑传感器伸缩杆示意图；图4为可延伸式多角度调节双脚式支撑架示意图；图5为后端数据处理系统示意图。图中标号为1、可延伸式多角度调节双脚式支撑架；2、信号处理终端系统；3、可移动式伸缩弹簧支架系统；4、伸缩连接杆；5、万向固定卡扣；6、X射线接收板；7、可伸缩式多角度调节支撑架；8、缺陷放电源；9、X射线接收板框架；10、松紧式紧固带；11、超声波传感器；12、铅板插槽；13、铰支转向座；14、外壳；15、X射线窗口 ；16、X射线发射装置；17、手动操作机构；18、超高频传感器；19、底座；20、升降操作机构；21、移动轮；22、计算机显示界面；23、盆式绝缘子；24、信号电缆；25、前置数据处理集中单元；29、电气设备；30、弹簧。
具体实施方式
一种电气设备用声电及X射线绝缘检测可视化移动式集成装置，本实用新型组成及结构见图1，图2，图3，图4，图5。见图1，该图显示出了成套集成装置示意图。由图示可以看出该成套装置由两部分组成一部分是前端检测集成装置，一部分是后端数据处理系统。前端检测集成装置由弹簧伸缩支架组成，X射线源16，超高频传感器18和超声波传感器11由外壳14集中放于箱体内，传感器及X射线源布置如图1所示，X射线源置于箱体中间位置，超高频传感器18和超声波传感器11分别置于X射线源两侧，并且与射线发射窗口置于同一水平位置；使用机械操作机构控制超高频传感器18和超声波传感器11的前后伸缩以及在电气设备上的位置固定；伸缩连接杆4用于控制超高频传感器18和超声波传感器11的伸缩及位置固定，同时还能左右摆动一定角度，以实现传感器与X射线照射位置的距离调整；外壳14上是两个手动操作机构17，实现对两个传感器连接杆的伸缩控制。可移动式伸缩弹簧支架系统3的弹簧 30，起到上下移动和支撑壳体的作用，弹簧30下面底座19，用于支撑整个支架装置，同时装有四个移动轮21，以方便支架移动，底座上20是该套装置支架的操作机构；外壳14上是X 射线源窗口周围设置的铅板插槽12，根据电气设备内部构造的不同，通过插入不同厚度铅板，滤除不同类型射线，保证透射效果；图中还包括电气设备上的缺陷放电源8，可延伸式多角度双脚式支撑架7，X射线接收板框架9，X射线接收板6，可延伸式多角度调节双脚式支撑架1 ；从超高频传感器18、超声波传感器11和X射线接收板接收到的信号通过电缆M 传输至数据处理单元25，处理后的数据经电缆线传输至计算机进行显示，22是三种信号的计算机显示界面。见图2，该图显示了可移动式伸缩弹簧示意图。可移动式弹簧伸缩支架，主要功能是实现信号采集装置的集中布置，该装置不使用的情况下，超高频传感器18和超声波传感器11分别收缩到位置18和11，X射线源16置于箱体中间位置；15是X射线发射窗口 ；外壳14上12是X射线源窗口前面设置的铅板插槽，根据电气设备内部构造的不同，通过插入不同厚度铅板，滤除不同类型射线，保证透射效果；17是超高频传感器18和超声波传感器 11伸缩连接杆4的手动操作机构，箱体内部有机械机构与超高频传感器18和超声波传感器11相连接，以实现对传感器的前后伸缩及左右摆动，以实现传感器在电气设备上的布置控制。见图3，该图显示了支撑传感器伸缩杆示意图。传感器位置控制装置由可伸缩式连接杆与之连接，可伸缩式连接杆能够灵活地前后伸缩，可以方便地控制传感器位置；连接杆前端使用万向控制卡扣5与传感器相连，万向控制卡扣可任意方向转动，能够灵活控制传感器位置；后端使用铰支转向座13与操作机构相连。见图4，该图显示了可伸缩式多角度调节两脚式支撑架示意图。X射线接收框架配套的可伸缩式多角度双脚式支撑架主要实现射线接受板紧贴电气设备表面，并且能够固定支撑支架，本功能主要通过双脚支撑架26、螺纹式伸缩棒27、X射线接收板框架9以及松紧性紧固带10四部分来实现，部件间的连接通过固定卡口观实现；松紧性紧固带10可以直接将框架上的X射线接收板绑缚在电气设备表面，而双脚支撑架主要实现接收板框架9的位置固定，螺纹式伸缩棒27通过连接零件与X射线接收板框架9相连，通过双脚支撑架固定于地面的合适位置。见图5，该图显示了后端数据处理系统示意图。后端数据处理系统由信号接受处理单元25、数据处理用计算机两部分组成，电气设备内部缺陷所释放的有用信号通过电缆M 传输到信号接收处理单元25，处理后的数据通过电缆传输到计算机上，进行信号波形以及 X射线图像的显示和分析。
权利要求1. 一种电气设备用声电及X射线绝缘检测可视化移动式集成装置，其特征在于1)装置包括由X射线接收板框架(9)和支撑X射线接收板框架(9)的可延伸式多角度调节双脚式支撑架(1)，在X射线接收板框架(9)的一侧设置有可移动式伸缩弹簧支架系统(3)，在X射线接收板框架(9)内设置有控制超高频传感器(18)和超声波传感器(11)； 在控制超高频传感器(18)和超声波传感器(11)与X射线接收板框架(9)的连接处分别设有伸缩连接杆(4)；在X射线接收板框架(9)外部连接有信号处理终端系统(2)；2)可延伸式多角度调节双脚式支撑架(1)由支撑并固定X射线接收板(6)的可伸缩式多角度调节支撑架(7)和与可伸缩式多角度调节支撑架(7)连接的双脚支撑架(26)以及绑缚于被照射电气设备(29)的松紧式紧固带(10)构成；3)可移动式伸缩弹簧支架系统(3)由控制装置高度的弹簧(30)，位于弹簧底部的升降操作机构(20 )，和水平移动轮(21)以及手动操作超高频传感器(18 )和超声波传感器(11) 位置的手动操作机构(17)构成；4)伸缩连接杆(4)为两组呈对称分布，在伸缩连接杆(4)与X射线接收板框架(9)的连接处分别设置有固定超高频传感器(18)和固定超声波传感器(11)的万向固定卡扣(5); 在伸缩连接杆(4)与可移动式伸缩弹簧支架系统(3)的连接处设置有控制水平左右移动的铰支转向座(13)；5)信号处理终端系统(2)由计算机显示界面(22)分别与信号电缆(24)和前置数据处理集中单元(25)连接构成。
专利摘要一种电气设备用声电及X射线绝缘检测可视化移动式集成装置，本实用新型成套装置由支撑X射线接收板框架(9)的可延伸式多角度调节双脚式支撑架(1)、可移动式伸缩弹簧支架系统(3)、控制超高频传感器(18)和超声波传感器(11)位置的伸缩连接杆(4)以及信号处理终端系统(2)构成；本实用新型是一种有效的电气设备用声电及X射线绝缘检测可视化移动式集成装置，具有手动操作方便，无需人工安装，保证了人身安全以及集约化信号处理能力的优点。
文档编号G01R31/02GK201993431SQ201120044220
公开日2011年9月28日 申请日期2011年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者于虹, 况华, 吴章勤, 张少泉, 张微, 杨春昊, 王达达, 王进, 艾川, 蔡晓兰, 薛飞, 谭向宇, 赵现平, 魏杰 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司