УСТРОЙСТВО АКУСТИКО-ЭМИССИОННОЙ ДИАГНОСТИКИ ФАРФОРОВЫХ ИЗОЛЯТОРОВ

Область техники
Полезная модель относится к технике испытаний и и может быть применена для акустико-эмиссионной (АЭ) диагностики высоковольтных фарфоровых изоляторов.
Уровень техники
Известно, выбранное в качестве прототипа, устройство акустико-эмиссионного контроля фарфоровых изоляторов, содержащее блок отображения информации, по меньшей мере, два измерительных канала, в каждом из которых последовательно включены акустический преобразователь, блок фильтрации, детектор огибающей, пороговый элемент, счетчик импульсов и регистр, выход которого через последовательно включенные блок запуска и таймер подключен к тактовым входам счетчика импульсов и регистра, и блок принятия решения, к входам которого подключены выходы измерительных каналов, а к выходу - вход блока отображения информации [патент РФ на полезную модель RU 58221 по рубрике МПК G01N 29/14 от 2006 г.].
Недостаток известного устройства - отсутствие локализации дефекта в теле диагностируемого изолятора, что снижает информативность и достоверность диагностики.
Сущность полезной модели
Технический результат полезной модели - локализация обнаруженного дефекта в теле диагностируемого изолятора.
Предметом полезной модели является устройство акустико-эмиссионной диагностики фарфоровых изоляторов, содержащее блок принятия решения, блок отображения информации и, по меньшей мере, один временной дискриминатор и одну пару измерительных каналов, предназначенных для соединения с разными точками поверхности диагностируемого изолятора, каждый измерительный канал пары содержит последовательно включенные акустический преобразователь, блок фильтрации, детектор огибающей и пороговый элемент, по меньшей мере, в одном канале пары к выходу порогового элемента подключен счетчик импульсов с регистром, выход которого через последовательно соединенные блок запуска и таймер подключен к тактовым входам счетчика импульсов и регистра, при этом вход блока принятия решений соединен с выходом регистра, входы временного дискриминатора подключены к выходам пороговых элементов измерительных каналов пары, а входы блока отображения информации - к выходу блока принятия решений и выходу временного дискриминатора.
Приведенная совокупность признаков полезной модели обеспечивает получение указанного технического результата.
Осуществление полезной модели
Блок-схема устройства в минимальной конфигурации приведена на фиг.1., где показаны блок 1 принятия решения, блок 2 отображения информации, временной дискриминатор 3 и пара измерительных каналов 4 и 5, предназначенных для соединения с разными точками поверхности диагностируемого изолятора.
Каждый измерительный канал 4 и 5 содержит последовательно включенные акустический преобразователь 6, блок 7 фильтрации, детектор 8 огибающей, пороговый элемент 9. В канале 4 к выходу порогового элемента 9 подключен счетчик 10 импульсов с регистром 11.
Выход регистра 11 через последовательно включенные блок 12 запуска и таймер 13 подключен к тактовым входам счетчика 10 импульсов и регистра 11. Выход регистра 11, кроме того, соединен с входом блока 1 принятия решений.
Входы дискриминатора 3 подключены к выходам пороговых элементов 9 измерительных каналов 4 и 5, а входы блока 2 отображения информации - к выходу блока 1 принятия решений и выходу временного дискриминатора 3.
Блок 2 отображения информации, снабжен индикаторами "НОРМА" и "ДЕФЕКТ", а также индикатором расстояния обнаруженного дефекта, например, от места установки на диагностируемом изоляторе акустического преобразователя 6 одного (любого) из каналов 4 или 5.
Устройство работает следующим образом.
Преобразователи 6 каналов 4 и 5, образующих пару, устанавливаются на один диагностируемый изолятор в разных точках его поверхности. Например, преобразователь 6 канала 4 устанавливается вблизи нижнего фланца, а преобразователь 6 канала 5 - вблизи верхнего фланца опорного изолятора.
Затем осуществляется тестовое механическое нагружение изолятора изгибным моментом силы (с помощью отдельного устройства гидравлического нагружения). Величина силы выбирается исходя из нормированного неразрушающего ее значения для данного типа изоляторов.
Скрытые дефекты изоляторов (развивающиеся трещины), выявляются в результате анализа изменения акустико-эмиссионной активности изоляторов, возникающей при двукратном механическом нагружении.
После подачи на диагностируемый изолятор силовой нагрузки каждый преобразователь 6, состоящий из чувствительного пьезодатчика с усилителем, воспринимает акустические колебания, возникающие в изоляторе при механическом нагружении, и преобразует их в электрические сигнал.
В каждом канале 4 и 5 сигнал от преобразователя 6 через соединительные кабели поступает в блок 7, представляющий собой частотно-избирательный усилитель, удаляющий высокочастотную помеху, и далее проходит через детектор 8. Детектор 8 выделяет огибающую усиленного высокочастотного сигнала, которая поступает на пороговый элемент 9, предназначенный для выделения импульсов с подавлением шумов и помех. В канале 4 последовательность импульсов АЭ, формируемая на выходе элемента 6, подсчитываются счетчиком 10. Результат подсчета запоминается в регистре 11 и может индицироваться. При выходе результата подсчета, хранящегося в регистре 10, за определенные пределы блок 12 запускает таймер 13, который обнуляет счетчик 10 и регистр 11 для подсчета импульсов в следующем цикле измерений. Результаты подсчета импульсов, поступающие из регистра 11, логически обрабатываются (с отбрасыванием результатов, выходящих за пределы статистически установленных границ достоверности) в блок 1 и затем преобразуются блоком 2 в коды, управляющие индикаторами "НОРМА" и "ДЕФЕКТ".
В случае отсутствия в изоляторе дефекта импульсы акустической эмиссии не возникают, и на выходе преобразователей 6 электрические сигналы будут отсутствовать.
При наличии дефекта в изоляторе на выходах преобразователей 6 обоих каналов пары появляются электрические сигналы, соответствующие импульсам акустической эмиссии в теле изолятора.
Импульсы с выходов пороговых элементов 9 обоих каналов 4 и 5 пары, также поступают на первый и второй входы временного дискриминатора 3.
Вследствие пространственного разнесения мест установки преобразователей 6 на диагностируемом изоляторе и конечного времени прохождения импульсов от места их возникновения внутри изолятора до места установки преобразователей 6, указанные импульсы будут зафиксированы дискриминатором 3 с некоторым сдвигом по времени.
При этом на выходе дискриминатора 3, формируется сигнал, длительность которого определяется разностью во времени прихода акустического импульса от пороговых элементов 9 каналов 4 и 5, равной разности времени прохода импульса акустической эмиссии от места дефекта, в котором импульс возникает, до мест установки преобразователей 6 каналов пары.
По известному расстоянию между преобразователями, типовой скорости распространения акустического сигнала в фарфоре и параметру (например, длительности) выходного сигнала дискриминатора 3, блок 2 отображения выводит на индикацию расстояние от места установки на диагностируемом изоляторе, например, преобразователя 6 на нижнем фланце изолятора, до места расположения дефекта в теле изолятора,
Таким образом, устройство акустико-эмиссионного контроля дает возможность определить не только отсутствие или наличие дефекта, но и место его расположения, что повышает достоверность и информативность диагностики состояния фарфорового изолятора и, тем самым, позволяет повысить эксплуатационную надежность высоковольтного оборудования.