專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波劣質(zhì)絕緣子檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
屬高電壓測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域。
高壓輸電線路絕緣子的帶電檢測(cè)，將劣質(zhì)絕緣子及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出來(lái)，對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，避免巨大經(jīng)濟(jì)損失有著極重要的意義。目前電力部門(mén)使用的檢測(cè)手段都不大理想，其中用的較多的檢測(cè)手段有短路叉測(cè)桿，根據(jù)火花間隙放電原理，以火花間隙是否放電來(lái)判斷絕緣子好壞。這種測(cè)量方法雖然方便，但是容易受大氣條件及人為因素的影響，由于是不定量測(cè)量，誤差較大，不可靠。另外也有光電檢測(cè)桿，電阻電容桿等測(cè)量手段，但都有操作不方便或使用不安全的缺點(diǎn)，不適合現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。近幾年有一種測(cè)量表，把絕緣子兩端的電壓分壓后經(jīng)電子線路處理再顯示，這種測(cè)量表雖有一定的精度，但測(cè)量電路與顯示裝置均在絕緣桿的上端、裝置復(fù)雜，太重，指針式顯示不易讀數(shù)，使用仍然不方便。
本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于設(shè)計(jì)一種新的劣質(zhì)絕緣。檢測(cè)儀，必須具備重量輕、體積小，使用安全可靠、方便準(zhǔn)確的特點(diǎn)，使之適合測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)普遍使用。
為了實(shí)現(xiàn)這樣的發(fā)明目的，我們?cè)O(shè)計(jì)了利用超聲波來(lái)傳遞信號(hào)的超聲波劣質(zhì)絕緣子檢測(cè)儀，由高壓探頭，空心絕緣桿及接收裝置組成，高壓探頭裝在空心絕緣桿的上端，其底部裝有發(fā)射換能器，而空心絕緣桿的下端裝有接收換能器，接收換能器通過(guò)連接電纜和接收裝置相連。高壓探頭中的發(fā)射換能器將電能轉(zhuǎn)換為聲能，產(chǎn)生的超聲波通過(guò)絕緣管中的空氣傳送到接收換能器，接收換能器將聲能轉(zhuǎn)換為電能，通過(guò)連接電纜將電信號(hào)傳送到接收裝置經(jīng)處理后，結(jié)果數(shù)字顯示或報(bào)警。


圖1為高壓探頭的剖面示意圖。高壓電容的兩個(gè)電極，上電極1和下電極9置于探頭頂部，兩電極間有一絕緣層，與絕緣外殼3相連成一體，其厚度決定擊穿電壓和電容量的大小，絕緣外殼3的長(zhǎng)度決定于沿面放電電壓。探頭的上下兩端各有一個(gè)探針孔2，探針可用螺絲固定在探針孔上。探頭中間的空間正好設(shè)計(jì)成電池盒5，用于放置電池。信號(hào)線4連接下電極9和發(fā)射電子線路板7，所測(cè)的電壓信號(hào)通過(guò)信號(hào)線4到電子線路板7，作為發(fā)射部分電路的輸入信號(hào)，發(fā)射電路把被測(cè)的電信號(hào)調(diào)制成脈沖頻率信號(hào)，通過(guò)置于探頭底部的發(fā)射換能器8轉(zhuǎn)換為超聲波。在電子線路7、發(fā)射換能器8的外面有金屬外殼6作為屏蔽盒，有良好的屏蔽效果。
圖2為發(fā)射部分的線路圖。進(jìn)線電壓是由高壓電容和分壓電阻串聯(lián)分壓后得到的一個(gè)與高壓成線性關(guān)系的低壓信號(hào)，經(jīng)精密整流電路輸出半波整流信號(hào)，再經(jīng)有源低通濾波得到一個(gè)紋波極小的直流電壓，經(jīng)v／f轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的脈沖頻率信號(hào)再經(jīng)發(fā)射換能器以超聲波的形式發(fā)射出去。超聲頻率的產(chǎn)生借助于555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，這個(gè)頻率隨著被測(cè)電壓而變化。當(dāng)被測(cè)電壓高時(shí)頻率也高，當(dāng)被測(cè)電壓低時(shí)，頻率也隨之下降，兩者始終保持良好的線性關(guān)系。
發(fā)射換能器產(chǎn)生的超聲波通過(guò)空心絕緣桿傳送到裝在空心絕緣桿下端的接收換能器。接收換能器將聲能轉(zhuǎn)換為電能，并通過(guò)連接電纜將電信號(hào)傳送到接收電路。由于接收換能器發(fā)出的信號(hào)是微弱的，并伴隨著一些干擾信號(hào)，因此還須由接收電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)放大、選頻、整形還原成清晰的真實(shí)頻率信號(hào)，再進(jìn)行f／v轉(zhuǎn)換，最后輸出電壓信號(hào)，經(jīng)換算得到高壓端的真實(shí)電壓讀數(shù)。圖3是接收電路的線路圖，輸入信號(hào)是從接收換能器送來(lái)的脈沖頻率信號(hào)，經(jīng)前置低放電路中的場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行初步放大，再經(jīng)高放和帶通濾波電路對(duì)信號(hào)單純幅值放大并抑制其他干擾信號(hào)，然后經(jīng)恢復(fù)電路將高頻振蕩的超聲脈沖序列恢復(fù)為標(biāo)準(zhǔn)脈沖，經(jīng)一個(gè)單穩(wěn)觸發(fā)器將波形加以整形，再經(jīng)f／v轉(zhuǎn)換成直流電壓，送入顯示與報(bào)警電路。接收電路板做在接收裝置內(nèi)，數(shù)碼顯示及蜂鳴器都在表上。為了更快更有效地檢查出劣質(zhì)絕緣子，可以設(shè)計(jì)成正常時(shí)發(fā)出報(bào)警聲，當(dāng)電壓小于一定范圍時(shí)，如≤4KV或≤3KV時(shí)，則無(wú)報(bào)警聲，可轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示，讀出準(zhǔn)確的測(cè)試數(shù)據(jù)。
本實(shí)用新型的高壓探頭設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，使用輕巧，便于現(xiàn)場(chǎng)操作。高壓端測(cè)量信號(hào)用超聲波傳送到低壓端，接收裝置在低壓端，高、低壓端之間沒(méi)有電氣連接。采用直讀式數(shù)字顯示和音響報(bào)警，既可檢測(cè)劣質(zhì)絕緣子，又可測(cè)量絕緣子串電位分布，安全方便，準(zhǔn)確可靠，實(shí)用性很強(qiáng)。
下面是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，用于220KV系統(tǒng)。高壓探頭裝在空心絕緣桿的上端，采用圖1所示的合理緊湊結(jié)構(gòu)布置。高壓電容的兩電極間距為6mm，極間電容量為1.84pf，沿面長(zhǎng)度80mm，耐壓40KV，用一節(jié)9伏電池作電源，探頭體積為34×φ43＋70×φ32。發(fā)射部分電路采用圖2線路，接收換能器裝在空心絕緣桿的下端。絕緣桿和接收裝置之間通過(guò)一根電纜連接。接收電路采用圖3線路，接收電路板做在接收裝置內(nèi)，表上有數(shù)字顯示與蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)。使用時(shí)，手握空心絕緣桿，探針接觸絕緣子的上下金具，根據(jù)喇叭發(fā)聲與否及顯示的電壓值來(lái)檢測(cè)絕緣子的好壞，使用起來(lái)非常方便。通過(guò)對(duì)220KV系統(tǒng)絕緣子串電壓分布的模擬測(cè)試和實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，誤差均在2.5％以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種超聲波劣質(zhì)絕緣子檢測(cè)儀，由高壓探頭、空心絕緣桿及接收裝置所組成，高壓探頭裝在空心絕緣桿的上端，其特征在于高壓探頭中上電極1和下電極9之間有一絕緣層與絕緣外殼3相連成一體，探頭中間的空間為電池盒5，信號(hào)線4連接下電極9和發(fā)射電子線路板7，高壓探頭的底部裝有發(fā)射換能器8，在電子線路板7和發(fā)射換能器8外面有金屬外殼6作為屏蔽盒，空心絕緣桿的下端裝有接收換能器，接收換能器通過(guò)連接電纜和接收相連。
專(zhuān)利摘要一種超聲波劣質(zhì)絕緣子檢測(cè)儀，將高壓探頭所測(cè)的高電壓信號(hào)通過(guò)探頭底部的發(fā)射換能器轉(zhuǎn)換成超聲波后，沿空心絕緣桿傳遞到低壓端的接收換能器，還原成的電信號(hào)再通過(guò)連接電纜傳送到接收裝置后數(shù)字顯示或報(bào)警。高低壓端之間無(wú)電氣連接，既能檢測(cè)劣質(zhì)絕緣子又可測(cè)量絕緣子串電位分布，結(jié)構(gòu)緊湊合理，使用輕便靈活，檢測(cè)安全準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01R31/00GK2151470SQ92221660
公開(kāi)日1993年12月29日 申請(qǐng)日期1992年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月19日
發(fā)明者韓振東 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)