[發明專利]基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置

在審

• 申請號: 202210393010.0
• 申請日: 2022-04-14
• 公開（公告）號: CN114778677A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 馬鵬;馬旭斌;曾中偉;姜偉基;楊勇;何予瑩;李金徽;杜鑫;王軍;李吉存;仇昊;趙剛
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力（集團）有限責任公司阿拉善供電分公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置。瓷支柱絕緣子瓷體的上/下兩端部靠近上/下法蘭盤的外圓周側面均安裝有相控陣爬波探頭陣列；計算機發出控制信號并經發射延時模塊、信號發生模塊和功率放大模塊發送給相控陣爬波探頭陣列，相控陣爬波探頭陣列對瓷支柱絕緣子瓷體與上/下法蘭盤連接處的各個位置進行信號聚焦并掃描，相控陣爬波探頭陣列將接收到的信號經信號放大模塊、數據采集模塊和接收延時模塊傳回計算機，最終實現瓷支柱絕緣子結構的健康監測。本發明通過相控陣爬波陣列聚焦方法提高了爬波監測的靈敏度，相對瓷支柱絕緣子巡檢方式，其發現故障的實時性和可靠性更高。

技術領域

本發明涉及支柱絕緣子結構健康監測領域的一種瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置，尤其涉及了一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置。

背景技術

瓷支柱絕緣子是發電廠和變電站的重要組成設備，大量使用于電力系統中的瓷支柱絕緣子起著支撐導線、斷路器和高壓開關作用。在電力系統運行中，瓷支柱絕緣子長期工作于強電場，機械應力，污穢及溫濕度等共同構成的錯綜復雜的惡劣環境中，出現故障的幾率很大，嚴重威脅電力系統的安全運行。

瓷支柱絕緣子結構由上、下法蘭盤和瓷支柱絕緣子瓷體通過水泥膠接而成。

瓷支柱絕緣子的主要缺陷機理分為兩種：

1、由于帶刀閘開關的絕緣子在運行的過程中會受到一定的開關動作產生的應力，產生疲勞損壞；

2、在溫差變化較大的地區，絕緣子由于其制作工藝的原因，材料的膨脹系數不同帶來的法蘭盤與瓷體的脫粘，使得產生缺陷。

根據統計資料顯示，90％的瓷支柱絕緣子裂紋發生在法蘭盤和瓷體結構膠接區域，目前采用各種技術原理的瓷支柱絕緣子巡檢模式無法實時掌控瓷支柱絕緣子結構健康狀況。因此對瓷支柱絕緣子進行結構健康監測，對于保障供電系統安全有著重大意義。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題和需求，本發明的目的是提供一種基于相控陣爬波陣列的瓷支柱絕緣子結構健康監測裝置，用以解決上述現有瓷支柱絕緣子巡檢技術存在的缺陷，確保瓷支柱絕緣子結構健康狀況實時可控。

本發明通過如下技術方案予以實現：

所述瓷支柱絕緣子結構包括瓷支柱絕緣子瓷體、上法蘭盤和下法蘭盤，瓷支柱絕緣子瓷體的上下兩端分別與上法蘭盤和下法蘭盤相連，其特征在于，包括計算機、發射延時模塊、信號發生模塊、功率放大模塊、信號放大模塊、數據采集模塊、接收延時模塊和相控陣爬波探頭陣列；

瓷支柱絕緣子瓷體的上/下兩端部靠近上/下法蘭盤的外圓周側面均安裝有相控陣爬波探頭陣列，相控陣爬波探頭陣列分別與功率放大模塊和信號放大模塊相連，信號放大模塊依次經數據采集模塊、接收延時模塊、計算機、發射延時模塊和信號發生模塊后與功率放大模塊相連；計算機發出控制信號并經發射延時模塊、信號發生模塊和功率放大模塊發送給相控陣爬波探頭陣列，相控陣爬波探頭陣列對瓷支柱絕緣子瓷體與上/下法蘭盤連接處的各個位置進行信號聚焦并掃描，相控陣爬波探頭陣列將接收到的信號經信號放大模塊、數據采集模塊和接收延時模塊傳回計算機，最終實現瓷支柱絕緣子結構的健康監測。

所述瓷支柱絕緣子瓷體兩端的相控陣爬波探頭陣列結構相同，相控陣爬波探頭陣列安裝在瓷支柱絕緣子瓷體上/下端的第一瓷裙與上/下法蘭盤之間的瓷支柱絕緣子瓷體的外圓周側面，上/下端的相控陣爬波探頭陣列的工作方向沿瓷支柱絕緣子瓷體軸向指向上/下法蘭盤；

相控陣爬波探頭陣列包括多個爬波探頭，多個爬波探頭沿圓周等間隔地安裝在瓷支柱絕緣子瓷體的外圓周側面，各個爬波探頭的工作方向沿瓷支柱絕緣子瓷體軸向指向上/下法蘭盤，各個爬波探頭分別與對應的功率放大模塊和信號放大模塊相連。

所述爬波探頭的個數與發射延時模塊、信號發生模塊、功率放大模塊、信號放大模塊、數據采集模塊、接收延時模塊的個數相同。