CN105004794A - 一种基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种瓷支柱绝缘子带电检测装置，该装置通过探针向待检测瓷支柱绝缘子下法兰施加激励信号、对瓷支柱绝缘子进行模态分析、采用MATLAB作为开发工具对瓷支柱绝缘子进行功率谱分析、通过控制系统对瓷支柱绝缘子的裂纹情况进行判定。该方法具有可带电检测、检测效率高、操作简便等优点，可以保证带电检测绝缘子的准确性、安全性和易操作性，提高了检测能力和检测效率。

Description

一种基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置

技术领域

本发明涉及电气领域，尤其涉及一种基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置。

背景技术

瓷支柱绝缘子为变电站绝缘子的主要类型，主要对线路和其他设备起绝缘和支撑作用。由于瓷绝缘子韧性极低，大多瓷绝缘子长期承受电网运行中的机械负荷，以及大风、雨雪、日晒等恶劣天气的影响，此外还有设计不合理、安装、维护不到位等方面的原因，极易引发运行中的瓷支柱绝缘子发生脆性断裂事故，造成变电站、供电线路部分或全部停电，设备损坏、人员伤亡，导致严重的后果。所以，检修人员必须在最短的时间内检测绝缘子强度是否满足工作要求，以免造成严重事故。随着我国电网超高压、特高压的快速发展，电力系统的安全运行对支柱绝缘子的稳定性提出了更高的要求。

国内外通常利用无损检测诊断技术来判断瓷支柱绝缘子是否完好。目前，用于检测高压瓷支柱绝缘子断裂的无损检测诊断技术有：紫外线检测、红外热波、超声波检测、共振声学检测。前三种方法普遍存在安全性能低、测量工作复杂、测量成本高、测量不精细及抗干扰能力差等缺点。而共振声学检测法具有可带电检测、检测效率高、操作简便等优点。通过向绝缘子底部发射特殊激励振动波，同时接收其振动反馈波，经专用软件分析该反馈波形的频谱，即可判断该绝缘子是否有裂纹及裂纹大致部位。本文提出了一种新型的基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置，该装置可以保证带电检测绝缘子的准确性、安全性和易操作性，提高了检测能力和检测效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种瓷支柱绝缘子带电检测装置，其主要用于运行中瓷支柱绝缘子的带电检测，运用该检测装置，作业者可以安全和准确的检测出瓷支柱绝缘子是否有裂纹及裂纹大概部位。

本发明是采用如下技术方案：

一种基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置，其特征在于：包括：

一个发射器探针：向待检测瓷支柱绝缘子下法兰施加激励信号的频率范围为1～10000Hz，使该瓷支柱绝缘子受迫振动；

一个接收器探针：接受瓷支柱绝缘子的振动信息，并将其发送给记录单元；

一个记录单元：与发射器探针以及接收器探针连接，记录信号反馈信息；

一个计算机系统：包括启动测量装置、接收支柱瓷绝缘子分布电压信息、实时电压显示、低零值绝缘子位置的判断分析、实时显示和相关电压数据存储；

在上述的一种基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置，所述的测量端探针采用了聚四氟乙烯作为屏蔽套外绝缘材料。

装置主要是通过探针向待检测瓷支柱绝缘子下法兰施加激励信号、对瓷支柱绝缘子进行模态分析、采用MATLAB作为开发工具对瓷支柱绝缘子进行功率谱分析、通过控制系统对瓷支柱绝缘子的裂纹情况进行判定。

测量端探针采用了聚四氟乙烯作为屏蔽套外绝缘材料，对低压电阻进行灌封时，将液态环氧树脂复合物用机械或手工方式灌入装有电子元件、线路的器件内。

   对瓷支柱绝缘子进行模态分析是在上述激励信号下，比较各个支柱绝缘子固有频率的分布，初步判定瓷支柱绝缘子的缺陷情况并确定功率谱分析激励信号的频率范围。

对瓷支柱绝缘子进行功率谱分析是在上述确定好频率范围的激励信号下，对各个待检测瓷支柱绝缘子进行功率谱分析，观察反馈信号的变化情况，并利用MATLAB软件GUI编辑器强大的图形界面编程功能开发出一个界面简洁、输入灵活、操作方便、具有良好的人机界面的专用频谱分析软件。

控制系统主要包括启动测量装置、接收支柱瓷绝缘子分布电压信息、实时电压显示、低零值绝缘子位置的判断分析、实时显示和相关电压数据存储。

对瓷支柱绝缘子的裂纹情况进行判定是对比预先建立的瓷支柱绝缘子功率谱特性，得到瓷支柱绝缘子是否有裂纹及裂纹大概部位。

附图说明

下面的附图和说明将详细描述本发明的特征。附图中的示例方式代表本发明的一种结构，本发明并不局限于这一种结构，而是包含相似的结构和方式。

图1为本发明探针示意图。

图2为本发明频谱分析软件系统示意图。

具体实施方式

本发明的瓷支柱绝缘子带电检测装置，其使用方法为：向待检测瓷支柱绝缘子下法兰施加激励信号、频谱分析系统对瓷支柱绝缘子进行模态分析、对瓷支柱绝缘子进行功率谱分析、对瓷支柱绝缘子的裂纹情况进行判定。该装置具有可带电检测、检测效率高、操作简便等优点。

在带电检测过程中，作业人员向待检测瓷支柱绝缘子下法兰施加频率范围为1～10000Hz激励信号，使瓷支柱绝缘子受迫振动，检测探针如图1。然后，进行瓷支柱绝缘子在上述激励信号下的模态分析，比较各个瓷支柱绝缘子与预先得出完好绝缘子的固有频率分布，对裂纹情况进行初步判定，如图2。找出各个瓷支柱绝缘子固有频率差异最大的频率范围作为功率谱分析激励信号。在上述确定好频率范围的激励信号下对瓷支柱绝缘子进行功率谱分析。经专用软件分析该反馈信号的变化情况，对比各个瓷支柱绝缘子检测到和预先建立的功率谱特性，根据瓷支柱绝缘子的波峰变化进一步对瓷支柱绝缘子裂纹情况进行判定。最后，结合模态和功率谱分析的检测结果对瓷支柱绝缘子的裂纹情况进行判定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (2)

1.一种基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置，其特征在于：包括：

一个发射器探针：向待检测瓷支柱绝缘子下法兰施加激励信号的频率范围为1～10000Hz，使该瓷支柱绝缘子受迫振动；

一个接收器探针：接受瓷支柱绝缘子的振动信息，并将其发送给记录单元；

一个记录单元：与发射器探针以及接收器探针连接，记录信号反馈信息；

一个计算机系统：包括启动测量装置、接收支柱瓷绝缘子分布电压信息、实时电压显示、低零值绝缘子位置的判断分析、实时显示和相关电压数据存储。

2.根据权利要求1所述的一种基于共振声学的瓷支柱绝缘子带电检测装置，其特征在于：所述的测量端探针采用了聚四氟乙烯作为屏蔽套外绝缘材料。