本实用新型涉及高电压绝缘技术领域，尤其涉及一种适用于复合绝缘子缺陷检测的相控阵探头结构。
背景技术：
复合绝缘子由于具有重量轻、抗拉强度高，耐污性能强等优点，在高压输电系统中得到广泛的应用。由于制造工艺、使用年限和运行环境的影响，复合绝缘子内部缺陷导致的芯棒脆断引发输电线路事故时有发生。为了保证输电线路的安全运行，如何有效检测特别是现场带电检测复合绝缘子的内部缺陷成为电力部门十分关注的问题。
超声波检测法主要利用复合材料本身及其缺陷对超声波的传播影响实现被测材料的内部缺陷检测，具有灵敏度高、穿透性强、缺陷定位准确、检测速度快、成本低等优点。常规超声波检测方法对使用人员的技术水平，现场经验要求高，推广方面存在困难，相控阵检测技术是在传统超声波检测技术上发展而来，具备可视化图像功能的超声波检测技术，实现了试样缺陷的可视化。传统超声波检测方法均采用水作为耦合介质，实现超声波探头与复合绝缘子的耦合。不管是在实验室的抽样检查，还是在复合绝缘子的现场检测，采用水作为耦合介质，均不是一种良好的耦合方法，采用静水耦合，如将复合绝缘子置于水槽中，长时间的浸泡可能造成水对复合绝缘子密封面的侵蚀，从而造成复合绝缘子潜在的损伤，且静水耦合只适用于实验室内的检测，不适用于现场检测；采用流水耦合，则一方面需要泵水装置，还需要较大的水量，若开展现场检测，还存在绝缘安全风险，现场使用困难。
技术实现要素：
本实用新型的主要目的在于提供一种适用于复合绝缘子缺陷检测的相控阵探头结构，该相控阵探头可以在不以水作为耦合介质的条件下，实现相控阵探头与复合绝缘子的良好耦合。
为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：
一种适用于复合绝缘子缺陷检测的相控阵探头结构，包括相控阵探头和安装在所述相控阵探头上的透声楔块，所述透声楔块与所述复合绝缘子的护套弧面匹配，所述透声楔块的宽度小于等于所述复合绝缘子的伞裙间距。
具体的，所述相控阵探头的频率为4-10mhz，阵元数大于等于32个。
具体的，所述相控阵探头与所述透声楔块通过螺钉紧固连接。
具体的，所述相控阵探头采用自聚焦相控阵探头。
具体的，所述透声楔块与所述相控阵探头之间通过耦合剂进行耦合。
具体的，所述透声楔块采用有机玻璃制作。
具体的，所述透声楔块的最小厚度大于等于2倍检测复合绝缘子护套的厚度。
所述自聚焦相控阵探头的聚焦曲率为25mm。
所述透声楔块的最小厚度大于等于12mm。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果在于：
本实用新型可以在不以水作为耦合介质的条件下，实现相控阵探头与复合绝缘子的良好耦合，从而避免了常规水耦合方法中现场检测便利性差，存在绝缘风险等问题，可以实现对复合绝缘子的现场检测。
此外，检测时不需要将复合绝缘子取下，通过旋转相控阵探头结构，即可实现复合绝缘子各处的超声检测。同时通过更换不同尺寸的透声楔块，可以实现不同尺寸型号的复合绝缘子的检测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的相控阵探头结构轴测图；
图2是本实用新型实施例提供的相控阵探头结构主剖视图；
其中：1-控阵探头；2-透声楔块；3-螺钉；4-弧形面；5-吸声胶；6-护套。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1和图2，一种适用于复合绝缘子缺陷检测的相控阵探头结构，包括相控阵探头1和透声楔块2，相控阵探头1的探头端通过螺钉3紧固安装在透声楔块2的上端面上，透声楔块2的下端面形成有与复合绝缘子的护套6相匹配的弧形面4，为便于透声楔块2插入复合绝缘子伞裙之间对芯棒进行检测，透声楔块2的宽度小于等于复合绝缘子的伞裙间距。
本实施例可以在不以水作为耦合介质的条件下，实现相控阵探头与复合绝缘子的良好耦合，从而避免了常规水耦合方法中现场检测便利性差，存在绝缘风险等问题，可以实现对复合绝缘子的现场检测。此外，检测时不需要将复合绝缘子取下，通过旋转透声楔块2，即可实现复合绝缘子各处的超声检测。同时通过更换不同尺寸的透声楔块2，可以实现不同尺寸型号的复合绝缘子的检测。
可以理解的是，透声楔块2与复合绝缘子耦合后，透声楔块2与侧部的伞裙之间的间隙≤0.5mm，通过上述设置后，透声楔块2卡在芯棒的护套上时，基本可以覆盖相邻伞裙之间的护套，从而可以提高检测的速度。
具体的，在实际操作中，相控阵探头1的频率为4-10mhz，阵元数大于等于32个，透声楔块2可以采用有机玻璃制作，透声楔块2的最小厚度大于等于2倍被检复合绝缘子护套的厚度，以避免楔块反射波干扰被检复合绝缘子缺陷反射波的问题。
在实际设计中，相控阵探头1晶元采用复合材料制作，相控阵探头1的晶面为弧面，相控阵探头1具备自聚焦功能(自聚焦相控阵探头)，本实施例中，探头晶面曲率为r25，对应的，其聚焦深度为18mm。相应的，透声楔块2的上端面设计成与相控阵探头1的晶面适配的弧形接触面，也即透声楔块2为弧形楔块，当弧形楔块为等厚弧形块体时，弧形楔块的曲率半径可以控制在20-40mm，并与要检测的复合绝缘子芯棒的护套曲率半径匹配。
参见图1和图2具体的，透声楔块2与相控阵探头1之间通过通用耦合剂进行耦合，透声楔块2的侧部涂覆有吸声胶5，以防止出现楔块端面反射波干扰被检复合绝缘子缺陷反射波的情况。
参见图1和图2，一种复合绝缘子缺陷相控阵检测方法，具体步骤包括：
步骤1：根据要检测的复合绝缘子外径，选择合适的透声楔块2，透声楔块2与复合绝缘子芯棒的护套6耦合后，两端部间隙≤0.5mm；
步骤2：将透声楔块2安装在相控阵探头1上，透声楔块2与相控阵探头1的相控阵晶面采用通用耦合剂耦合；
步骤3：在复合绝缘子表面涂覆水性高分子凝胶作为耦合剂；将透声楔块2紧压在复合绝缘子芯棒的护套外表面上，通过耦合剂，声波能量导入复合绝缘子。
步骤4：采用该套探头及透声楔块2，检测时不需要将复合绝缘子取下，通过周向旋转，可以对复合绝缘子进行周向扫查，实现了高灵敏度、强穿透性、缺陷定位准确的复合绝缘子超声检测。
本申请采用常规的超声耦合剂，如脂类，可以实现探头与复合绝缘子的良好耦合，从而避免了常规水耦合方法中现场检测便利性差，存在绝缘风险等问题。声波从探头进入复合绝缘子后，缺陷部位的反射回波声强低于完好部位，两者在回波声强上差异明显，以此可以作为复合绝缘子护套与芯棒界面是否存在脱粘缺陷的判据，具体的：
当缺陷宽度为1mm时，缺陷部位的回波声强为完好部位回波声强的40％；当缺陷宽度为2mm时，缺陷部位的回波声强为完好部位回波声强的20％；当缺陷宽度为3mm时，缺陷部位的回波声强为完好部位回波声强的3％。
本申请探头结构可用于实验室以及制造厂家的复合绝缘子的质量检测，也可用于运行中高压输电线路上的复合绝缘子的现场检测。
上述实施例仅仅是清楚地说明本实用新型所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
1.一种适用于复合绝缘子缺陷检测的相控阵探头结构，包括相控阵探头（1）和安装在所述相控阵探头（1）上的透声楔块（2），其特征在于：所述透声楔块（2）与所述复合绝缘子的护套（6）弧面匹配，所述透声楔块（2）的宽度小于等于所述复合绝缘子的伞裙间距。
2.根据权利要求1所述的相控阵探头结构，其特征在于：所述相控阵探头（1）采用自聚焦相控阵探头。
3.根据权利要求2所述的相控阵探头结构，其特征在于：所述自聚焦相控阵探头的聚焦曲率为25mm。
4.根据权利要求1或2所述的相控阵探头结构，其特征在于：所述透声楔块（2）的最小厚度大于等于2倍所述护套（6）的厚度。
5.根据权利要求4所述的相控阵探头结构，其特征在于：所述透声楔块（2）的最小厚度大于等于12mm。
6.根据权利要求1或2所述的相控阵探头结构，其特征在于：所述相控阵探头的频率为4-10mhz，阵元数大于等于32个。
7.根据权利要求1或2所述的相控阵探头结构，其特征在于：所述相控阵探头（1）与所述透声楔块（2）通过螺钉紧固连接。
技术总结