CN106442716A - 一种复合绝缘子内部缺陷检测方法 - Google Patents
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Abstract
本公开揭示了一种复合绝缘子内部缺陷检测方法，所述方法将复合绝缘子样品等效为一个“黑盒”，在通过外观无法直接获得其内部的缺陷信息时，如内部气孔、内部杂质、芯棒裂缝、芯棒与护套脱粘等，如通过与复合绝缘子样品相连的电极对复合绝缘子样品施加高频脉冲电压信号，并利用示波器等检测仪器获得相应缺陷的复合绝缘子样品的检测信号，通过对检测信号的进一步分析处理，获得其波形参数和图像数据库。建立检测信号‑典型缺陷类型的对应关系，并以此作为判断检测结果的参考标准。
Description
技术领域
本公开属于输电线路外绝缘领域，特别涉及一种复合绝缘子内部缺陷检测方法。
背景技术
绝缘子在电力系统尤其是输电线路中具有不可替代的作用，主要功能包括机械固定和电气绝缘，其运行性能影响到整条输电线路乃至整个电力系统的安全运行。复合绝缘子具有质量轻、防污闪能力强、维护方便、制作过程精简等诸多优良特性。自20世纪50年代被发明以来，在世界各国电网中得到广泛应用。目前，我国电力系统当中投入使用的复合绝缘子已经有上千万只，其中，电压等级在110kV以上的复合绝缘子的挂网运行数量已经超过了500万，位居世界首位，远远超过第二位的美国。近年来，部分已经投入运行的复合绝缘子在使用一段时间之后，出现了内部绝缘性能劣化乃至整体击穿等问题，有些甚至已经引发质量事故，给电力系统造成了巨大经济损失。造成事故的主要原因为绝缘子制造工艺存在问题以及复合绝缘子性能老化。
复合绝缘子出现的主要问题为存在护套和芯棒脱离、护套内部出现气孔或者断层、芯棒裂痕和断裂等缺陷。研究表明存在缺陷的复合绝缘子的电场分布很不均匀，在缺陷处将出现明显的电场畸变，电场畸变处将会进一步产生局部放电，使复合绝缘子性能劣化，影响输电线路安全，造成运行事故，给电力系统带来巨大经济损失。
发明内容
基于此，本公开揭示了一种复合绝缘子内部缺陷检测方法，所述方法包括以下步骤：
所述方法包括以下步骤：
S100、将复合绝缘子样品作为一个“黑盒”，对复合绝缘子样品施加高频脉冲电压；
S200、利用示波器获得施加的高频脉冲电压信号在复合绝缘子上产生的检测信号；
S300、将获得的检测信号的波形和复合绝缘子具体缺陷类型的波形相对应，建立检测信号和复合绝缘子的具体缺陷类型的对应关系，进一步建立“检测信号一缺陷类型”对照图表；
S400、对待检测的复合绝缘子施加高频脉冲电压，得到检测信号波形，根据“检测信号一缺陷类型”对照图表获得所述待检测的复合绝缘子的缺陷。
本公开的有益效果是：
针对输电线路中使用的复合绝缘子内部存在的缺陷无法准确检测得到的问题，将其转化为一个无法直观观测的“黑盒”，对其施加高频脉冲，获得其典型波性特征，建立复合绝缘子内部典型缺陷对应的典型波形的数据库，作为复合绝缘子内部缺陷检测的判断依据。该复合绝缘子内部缺陷的检测方法准确、可靠。
该复合绝缘子内部缺陷检测方法方便、快捷，通过检测信号可以反推得到复合绝缘子内部的缺陷类型；且无需对复合绝缘子进行解体 检测，带来检测误差。
附图说明：
图1为本公开一个实施例中复合绝缘子内部缺陷检测方法的基本原理图；
图2(a)、图2(c)、图2(e)、图2(g)分别为本公开一个实施例中复合绝缘子正常情况、芯棒内部存在杂质、芯棒内部存在气孔、芯棒断裂情况下示波器测得的电压、电流波形；
图2(b)、图2(d)、图2(f)、图2(h)分别为本公开一个实施例中复合绝缘子正常情况、芯棒内部存在杂质、芯棒内部存在气孔、芯棒断裂情况下的电流的幅频特性曲线。
具体实施方式：
下面结合附图1-图2和具体的实施例对本公开进行进一步的说明；
在一个实施例中，公开揭示了一种复合绝缘子内部缺陷检测方法，所述方法包括以下步骤：
所述方法包括以下步骤：
S100、将复合绝缘子样品作为一个“黑盒”，对复合绝缘子样品施加高频脉冲电压；
S200、利用示波器获得施加的高频脉冲电压信号在复合绝缘子上产生的检测信号；
S300、将获得的检测信号的波形和复合绝缘子具体缺陷类型的波形相对应，建立检测信号和复合绝缘子的具体缺陷类型的对应关系，进一步建立“检测信号-缺陷类型”对照图表；
S400、对待检测的复合绝缘子施加高频脉冲电压，得到检测信号波形，根据“检测信号-缺陷类型”对照图表获得所述待检测的复合绝缘子的缺陷。
在本实施例中，通过对具有典型缺陷的复合绝缘子样品施加高频脉冲电流，利用示波器等检测仪器获得典型缺陷样品的检测信号，建立检测信号-典型缺陷的对应关系，以此作为标准对复合绝缘子内部的典型缺陷进行检测。该发明对于电力系统的安全运行和可靠供电具有重要意义。
本公开提供了一种复合绝缘子内部缺陷检测方法，由于复合绝缘子内部典型缺陷无法直观观察获得，于是将复合绝缘子等效为一个“黑盒”，通过向该“黑盒”施加高频脉冲电流，作为输入量。将示波器获得的检测信号的波形作为输出量。通过对获得的波形进行进一步的处理，提取其幅值、频率等信号特征，并利用聚类分析法对其进行总结，建立复合绝缘子内部典型缺陷与检测信号的对应关系，建立检测信号的数据库。当对具有内部缺陷的复合绝缘子样品进行检测时，通过比对其输出的检测信号与数据库已有信息的相似度，对复合绝缘子内部存在的缺陷做出判断。
在一个实施例中，所述复合绝缘子的具体缺陷类型包括：内部气孔、内部杂质、芯棒裂缝、芯棒与护套脱粘。
在本实施例中，复合绝缘子出现的主要问题为存在护套和芯棒脱离、护套内部出现气孔或者断层、芯棒裂痕和断裂等缺陷。研究表明存在缺陷的复合绝缘子的电场分布很不均匀，在缺陷处将出现明显的电场畸变，电场畸变处将会进一步产生局部放电，使复合绝缘子性能劣化，影响输电线路安全，造成运行事故，给电力系统带来巨大经济损失。
在一个实施例中，步骤S100中所述的高频脉冲电压是利用高频脉冲发生器产生的。
在本实施例中，能够产生高频脉冲电压的其他器材均适用与产生本公开所述的高频脉冲电压。
在一个实施例中，所述方法还用于对步骤S100中高频脉冲电压进行优化，具体为：将步骤S200中的检测信号与复合绝缘子正常样品检测信号进行比较，获得所述检测信号的灵敏度，进而获得复合绝缘子各缺陷对应的较佳的高频脉冲电压。
在本实施例中，所述检测信号的灵敏度是指缺陷波形及幅频特性曲线与正常样品的波形和幅频特性曲线的区分度，当区分度最大时，选择此时使用的高频脉冲电压作为施加电压。
在一个实施例中，获得步骤S300中所述复合绝缘子具体缺陷类型的波形具体包括：通过示波器获得高频脉冲电压施加于复合绝缘子样品后得到的检测信号的波形信息，对得到的检测信号的波形信息利用聚类分析法进行分析和处理获得复合绝缘子的具体缺陷类型对应的检测信号的波形。
在本实施例中，首先通过人工制造或调研收集获得大量的具有内部典型缺陷的复合绝缘子样品，对其进行分类处理。针对具有不同类型的典型内部缺陷的复合绝缘子，对其施加高频脉冲电流，作为“黑盒”的激励源，利用示波器等检测仪器获得通过复合绝缘子样品的检测信号，如图图2(a)、图2(c)、图2(e)、图2(g)所示：分别为本公开一个实施例中复合绝缘子正常情况、芯棒内部存在杂质、芯棒内部存在气孔、芯棒断裂情况下示波器测得的波形；将示波器等检测仪器获得的检测信号输入电脑当中进行进一步的分析和处理，获得其相关的参数特征。基于大量的分类实验建立典型缺陷的检测信号数据库。通过“聚类分析法”将检测信号数据库中的相关信息进行分类处理，获得检测信号与缺陷类型的对应关系。
在工程实际中进行复合绝缘子内部缺陷的检测时，对需检测的复合绝缘子样品施加高频脉冲，获得其检测信号，如图图2(b)、图2(d)、图2(f)、图2(h)分别为本公开一个实施例中复合绝缘子正常情况、芯棒内部存在杂质、芯棒内部存在气孔、芯棒断裂情况下的幅频特性曲线，对检测信号进行进一步的分析和处理，得到检测信号的波形特征。将获得检测信号的波形特征与之前建立的复合绝缘子内部缺陷的检测信号数据库中的信号进行对比、识别，从而判断得到被检复合绝缘子内部缺陷的缺陷类型。
在一个实施例中，所述检测信号的波形信息包括：波形的幅值、上升沿时间和频率。
在本实施例中，所述波形信息具体指其幅-频特性，以及幅频特性 曲线中的频率分布及其峰值大小；对比识别即为比较示波器波形的幅值、上升沿、频率大小以及幅-频特性曲线的频率分布范围和其峰值大小。
尽管以上结合附图对本公开的实施方案进行了描述，但本公开并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本公开权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本公开保护之列。
Claims (6)
1.一种复合绝缘子内部缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100、将复合绝缘子样品作为一个“黑盒”，对复合绝缘子样品施加高频脉冲电压；
S200、利用示波器获得施加的高频脉冲电压信号在复合绝缘子上产生的检测信号；
S300、将获得的检测信号的波形和复合绝缘子具体缺陷类型的波形相对应，建立检测信号和复合绝缘子具体缺陷类型的对应关系，进一步建立“检测信号-缺陷类型”对照图表；
S400、对待检测的复合绝缘子施加高频脉冲电压，得到检测信号波形，根据“检测信号-缺陷类型”对照图表获得所述待检测的复合绝缘子的缺陷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，所述复合绝缘子的具体缺陷类型包括：内部气孔、内部杂质、芯棒裂缝、芯棒与护套脱粘。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤S100中所述的高频脉冲电压是利用高频脉冲发生器产生的。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还用于对步骤S100中高频脉冲电压进行优化，具体为：将步骤S200中的检测信号与正常复合绝缘子样品检测信号进行比较，获得所述检测信号的灵敏度，进而获得复合绝缘子各缺陷对应的较佳的高频脉冲电压。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获得步骤S300中所述复合绝缘子具体缺陷类型的波形具体包括：通过示波器获得高频脉冲电压施加于复合绝缘子样品后得到的检测信号的波形信息，对得到的检测信号的波形信息利用聚类分析法进行分析和处理获得复合绝缘子的具体缺陷类型对应的检测信号的波形。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检测信号的波形信息包括：波形的幅值、上升沿时间和频率。
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