一种高压组合电器法兰灌胶密封检测装置技术领域
本发明涉及组合电器密封检测技术领域，具体涉及一种高压组合电器法兰灌胶密
封检测装置。
背景技术
组合电器是现代电网的核心部件由中心导体及操作件、壳体、盆式绝缘子组成，内
部空间充六氟化硫气体绝缘气体。组合电器是筒状结构，由多节连接而成，在节与节之间或
端部位置设置有法兰，法兰的主密封为O型圈，O型圈外侧设置有环形灌胶密封区域。当水或
有机液体渗入O型圈位置时，会导致密封面腐蚀和O型圈老化，而灌胶密封区域主要作用是
防止外部水和污染物渗入密封圈位置。灌胶部位是环状槽，每隔一定距离设置一处灌胶孔
与外部联通，胶体材料在在一定外力推动下压入通过灌胶孔压入槽内。由于施工工艺、操作
过程和现场环境的差异，会导致部分灌胶区域存在未填充、脱胶等缺陷，影响设备密封性
能。
法兰部位漏气是组合电器设备常见问题之一，约占组合电器漏气故障的20%左右。
法兰密封一般采用O型密封圈，在法兰螺栓部位设置有灌胶槽，在灌胶槽位置进行灌胶，防
止灌胶槽至密封槽位置的缝隙进水和污染，导致密封圈老化和变形，密封槽金属腐蚀等问
题。因为密封胶灌装是法兰安装完毕后进行的工序，外部无法观察灌装质量，如果存在灌装
不均匀现象，缺胶部位长期运行中可能导致进水和污染。再者，灌胶在运行中存在老化问
题，导致金属法兰和胶体之间无法有效贴合密封，导致进水进气，影响安全运行。
目前，国内多次发生灌胶不良导致密封圈老化失效，导致的组合电器漏气以及停
运故障国际国内尚未有灌胶区域检测方法的报道。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种高压组合电器法兰灌胶密封检测装置，可以调
整超声波传感器的角度，使得超声纵波能够以垂直角度射入法兰表面，利用灌胶密封区域
胶体内超声纵波多次反射特征，对高压组合电器灌胶密封区域进行检测，来判断未填充、脱
胶和完好区域的位置和面积。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高压组合电器法兰灌胶密封检测装置，包括底座，所述底座上设置升降平台，所述
升降平台上旋转设置升降杆，所述升降杆顶端通过旋转机构设置横臂，所述横臂前端设置
两轴云台，所述两轴云台的方向与所述横臂的轴心垂直，所述两轴云台顶端设置第一伸缩
杆，所述第一伸缩杆的前端设置超声波传感器，所述超声波传感器上设置垂直校准机构，所
述升降平台上还设置控制器、超声波发生器、示波器、报警器，所述超声波传感器、超声波发
生器、控制器、报警器依次连接，所述示波器与所述超声波传感器和超声波发生器连接，所
述垂直校准机构、旋转机构、两轴云台、第一伸缩杆与所述控制器连接。
进一步的，所述旋转机构包括旋转电机、旋转电机上设置的主动轮、所述横臂后端
设置的从动轮以及所述升降杆上对应所述横臂设置的轴承，所述主动轮和从动轮通过传动
机构连接。
进一步的，所述传动机构采用皮带。
进一步的，所述两轴云台上还设置第二伸缩杆，所述第二伸缩杆前端设置电动打
磨机构，所述电动打磨机构包括打磨电机、打磨电机前端设置的旋转盘以及旋转盘表面设
置的砂纸。
进一步的，所述垂直校准机构包括所述超声波传感器两侧对称设置红外线发射器
和红外线接收器，所述红外线发射器和红外线接收器的发射和接收方向与所述超声波传感
器的发射方向夹角为锐角且交叉。
进一步的，所述红外线发射器和红外线接收器的发射和接收方向与所述超声波传
感器的发射方向夹角为30度。
进一步的，所述控制器包括可编程逻辑控制器。
进一步的，所述控制器连接设置有通信模块，所述通信模块与监测中心连接。
进一步的，所述监测中心包括工控机和数据库服务器。
进一步的，所述底座包括移动小车。
本发明提供了一种高压组合电器法兰灌胶密封检测装置，采用了超声波的反射原
理来检测灌胶质量，将超声波以一定检测灵敏度入射到组合电器灌胶材料中，产生多次胶
体底面回波，通过观测胶体回波特征，来判断灌胶施工质量，这就需要将超声波垂直入射到
组合电器连接处的法兰表面，但是法兰的设置是根据组合电器而来，其放置的方位都有不
同，而如何保证垂直入射是重中之重。本发明中底座采用配重底座，保证整个装置的稳定
性，底座上设置的升降平台一方面放置检测的设备，另一方面为工作人员对组合电器连接
处的操作进行托举，提供操作的场地。升降杆和横臂为横臂前端的两轴云台位置进行调整，
升降杆旋转设置在升降平台上，使得横臂的朝向可以进行调整，横臂前端设置两轴云台，两
轴云台上设置监测的设备，横臂通过旋转机构设置在升降杆上，使得两轴云台的朝向可以
进行三百六十度调整。两轴云台与横臂的轴心垂直，云台在其水平运动角度为三百六十度，
竖直角度为一百八十度，这与横臂的可旋转相配合，使得两轴云台的朝向能够达到无死角。
两轴云台顶端垂直设置第一伸缩杆，第一伸缩杆上设置超声波传感器，且超声波传感器上
设置垂直校准机构，在将超声波传感器缓慢垂直对准法兰时，垂直校准机构对垂直度进行
监测并反馈，工作人员及时调整角度，使得超声波传感器垂直对准法兰表面，能够完成后续
的检查作业。
升降平台上设置与超声波传感器配套的设备，包括控制器、超声波发生器、示波
器、报警器，超声波发生器为超声波传感器提供波形，示波器与超声波传感器和超声波发生
器连接，可以对超声波的波形进行显示，从而使得工作人员观察超声纵波多次反射特征，进
行判断灌胶质量。
本发明可以调整超声波传感器的角度，使得超声纵波能够以垂直角度射入法兰表
面，利用灌胶密封区域胶体内超声纵波多次反射特征，对高压组合电器灌胶密封区域进行
检测，来判断未填充、脱胶和完好区域的位置和面积。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明高压组合电器法兰灌胶密封检测装置的结构示意图；
图2是本发明旋转机构的结构示意图；
图3是本发明垂直校准机构的结构示意图；
图4是本发明电动打磨机构的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1至图4对本发明技术方案进一步展示，具体实施方式如下：
实施例一
如图1和图2所示：本实施例提供了一种高压组合电器法兰灌胶密封检测装置，包括底
座24，所述底座24上设置升降平台4，所述升降平台4上旋转设置升降杆7，所述升降杆7顶端
通过旋转机构6设置横臂8，所述横臂8前端设置两轴云台9，所述两轴云台9的方向与所述横
臂8的轴心垂直，所述两轴云台9顶端设置第一伸缩杆10，所述第一伸缩杆10的前端设置超
声波传感器11，所述超声波传感器11上设置垂直校准机构12，所述升降平台4上还设置设置
控制器3、超声波发生器5、示波器2、报警器1，所述超声波传感器11、超声波发生器5、控制器
3、报警器1依次连接，所述示波器2与所述超声波传感器11和超声波发生器5连接，所述垂直
校准机构12、旋转机构6、两轴云台9、第一伸缩杆10与所述控制器3连接。
采用了超声波的反射原理来检测灌胶质量，将超声波以一定检测灵敏度入射到组
合电器灌胶材料中，产生多次胶体底面回波，通过观测胶体回波特征，来判断灌胶施工质
量，这就需要将超声波垂直入射到组合电器连接处的法兰表面，但是法兰的设置是根据组
合电器而来，其放置的方位都有不同，而如何保证垂直入射是重中之重。本发明中底座采用
配重底座，保证整个装置的稳定性，底座上设置的升降平台一方面放置检测的设备，另一方
面为工作人员对组合电器连接处的操作进行托举，提供操作的场地。升降杆和横臂为横臂
前端的两轴云台位置进行调整，升降杆旋转设置在升降平台上，使得横臂的朝向可以进行
调整，横臂前端设置两轴云台，两轴云台上设置监测的设备，横臂通过旋转机构设置在升降
杆上，使得两轴云台的朝向可以进行三百六十度调整。两轴云台与横臂的轴心垂直，云台在
其水平运动角度为三百六十度，竖直角度为一百八十度，这与横臂的可旋转相配合，使得两
轴云台的朝向能够达到无死角。两轴云台顶端垂直设置第一伸缩杆，第一伸缩杆上设置超
声波传感器，且超声波传感器上设置垂直校准机构，在将超声波传感器缓慢垂直对准法兰
时，垂直校准机构对垂直度进行监测并反馈，工作人员及时调整角度，使得超声波传感器垂
直对准法兰表面，能够完成后续的检查作业。
升降平台上设置与超声波传感器配套的设备，包括控制器、超声波发生器、示波
器、报警器，超声波发生器为超声波传感器提供波形，示波器与超声波传感器和超声波发生
器连接，可以对超声波的波形进行显示，从而使得工作人员观察超声纵波多次反射特征，进
行判断灌胶质量。
所述旋转机构6包括旋转电机13、旋转电机13上设置的主动轮14、所述横臂8后端
设置的从动轮15以及所述升降杆7上对应所述横臂8设置的轴承17，所述主动轮14和从动轮
15通过传动机构16连接。旋转电机驱动主动轮转动，从而通过传动机构带动从动轮转动，横
臂通过轴承设置在升降杆上，从动轮最后带动横臂进行旋转，实现对两轴云台方向问题的
调整。
所述传动机构16采用皮带，该旋转机构对于旋转的角度要求较高，采用齿轮传动
角度难以达到要求，因此采用皮带，对于横杆旋转的角度控制更加精准。
实施例二
如图4所示：其与实施例一的区别在于：
所述两轴云台9上还设置第二伸缩杆20，所述第二伸缩杆20前端设置电动打磨机构，所
述电动打磨机构包括打磨电机21、打磨电机21前端设置的旋转盘22以及旋转盘22表面设置
的砂纸23。法兰的表面因为长期暴露在空气中，虽然有漆层的保护，但是不能确保表面是否
无锈蚀或表面无杂物，因此在超声波检测之前通过电动打磨机构对法兰表面进行清理，保
证表面为平面，不会影响到检测的结果。电动打磨机构包括打磨电机驱动前端的旋转盘转
动，从而带动旋转盘上的砂纸转动从而实现打磨，在使用时确定好检测的位置后，通过两轴
云台将第二伸缩杆对准该位置，并将砂纸抵至法兰表面进行打磨即可。
实施例三
如图3所示：其与实施例一的区别在于：
所述垂直校准机构12包括所述超声波传感器11两侧对称设置红外线发射器18和红外
线接收器19，所述红外线发射器18和红外线接收器19的发射和接收方向与所述超声波传感
器11的发射方向夹角为锐角且交叉。垂直校准机构负责对超声波传感器是否垂直入射法兰
表面进行校准，对称设置的红外线发射器和红外线接收器，发射器射出的红外线在到达法
兰表面后会反射，先测得发射器和接收器的间距，以及两者的夹角，便可计算出发射器离法
兰多远的距离时可以将红外线反射到接收器上，从而调整第一伸缩杆到达该位置，若接收
器能够接收到红外线，则超声波传感器发射方向与法兰表面垂直，从而实现对第一伸缩杆
和两轴云台的微调，进而保证检测的结果。
所述红外线发射器18和红外线接收器19的发射和接收方向与所述超声波传感器
11的发射方向夹角为30度。夹角优选为30度，可以提前确定检测垂直时的第一伸缩杆伸长
量，更容易操作。
实施例四
如图1所示：其与实施例三的区别在于：
所述控制器3包括可编程逻辑控制器，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存
储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或
模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，能够满足该发明的控制要求。
所述控制器连接设置有通信模块，所述通信模块与监测中心连接，所述监测中心
包括工控机和数据库服务器。控制器将现场的操作信息发送至检测中心进行记录，工控机
进行显示并通过数据库服务器进行存储，可以将大区域内的法兰灌胶问题进行规整，利于
找出密封不严的原因，从而进行改进或更换设备商，大大提高变电站的运行安全。
所述底座包括移动小车，移动小车可以带动该装置进行移动，更加方便使用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通
技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案
的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。