CN111812461A - 基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法 - Google Patents

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李进
赵仁勇
杜伯学
陈允
梁虎成
姚航
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    • G01R31/1209—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using acoustic measurements

Abstract

本发明公开了基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法。首先，将三支柱绝缘子固定于桌面，表面均匀涂抹耦合剂‑甘油；把超声探头透过耦合剂对三支柱绝缘子进行检测，采用脉冲回波模式进行试验，即采用单探头同时激发和接收超声信号；然后，将接收到的超声反射信号导入数字示波器，以便观测到完整的信号，同时进行波形的观察和存储，进而采用频谱分析技术对采集到的时域信号进行频域观察；最后，根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异。本发明对提高GIL的运行稳定性和电力系统的安全性有着重要的理论价值和工程意义。

Description

基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法
技术领域
本发明属于高电压设备制造中质量控制和状态检测领域，并涉及一种基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法。
背景技术
近年来，气体绝缘金属封闭输电线路(gas-insulated transmission line，GIL)由于其传输容量大、电能损耗小等特点，在特殊环境下被广泛应用于交流输电中。由于GIL一般需要长期运行，且应具有后期维护成本低甚至免维护的特性，故对其可靠性要求极为严格。三支柱绝缘子作为影响特高压GIL可靠性的关键部件之一，在满足产品技术要求的前提下，其质量稳定性变得尤为重要，而这可以通过三支柱绝缘子的整体均匀性来体现。
一般认为，在三支柱绝缘子制造过程中，由于固化工艺或者固化时间等的不同，三支柱绝缘子的固化度分布会不均匀，不同位置的固化度偏差较大，这就成了影响三支柱绝缘子整体性能的潜伏性缺陷。
将声学领域的超声波应用于电气绝缘领域，通过研究不均匀组织超声传播特性，得出超声反射能量与三支柱绝缘子固化度之间的关系，即超声波反射能量随着固化度的提高而增加，进而可以根据超声反射信号频谱图中的峰值幅度来反映三支柱绝缘子不同区域的固化度水平并发现其存在的潜伏性缺陷。将超声反射法应用于三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测，具有操作简便、易于控制等优点，为三支柱绝缘子潜伏性缺陷的检测提供了全新的方法。
发明内容
本发明的目的在于介绍一种基于不均匀组织超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法。通过研究不均匀组织超声传播特性，得出超声反射能量与三支柱绝缘子固化度之间的关系，进而可以根据超声反射信号频谱图中的峰值幅度来反映三支柱绝缘子不同区域的固化度水平并发现其存在的潜伏性缺陷，提高GIL运行可靠性和电力系统的安全性。
本发明介绍一种基于不均匀组织超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法。通过研究不均匀组织超声传播特性，得出超声反射能量与三支柱绝缘子固化度之间的关系，进而可以根据超声反射信号频谱图中的峰值幅度来反映三支柱绝缘子不同区域的固化度水平并发现其存在的潜伏性缺陷。
一种基于不均匀组织超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，检测流程如下：
1)将三支柱绝缘子固定于桌面，表面均匀涂抹耦合剂-甘油，用以减小超声波的衰减。
2)把超声探头透过耦合剂对三支柱绝缘子进行检测，采用脉冲回波模式进行试验，即采用单探头同时激发和接收超声信号。
3)将接收到的超声反射信号导入数字示波器，以便观测到完整的信号，同时进行波形的观察和存储，进而采用频谱分析技术对采集到的时域信号进行频域观察。
4)根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异：若不同位置峰值幅度相近，则说明固化分布均匀，绝缘子整体性能好；反之，不同位置峰值幅度差异较大，则说明固化度分布不均匀，整体性能较差，存在潜伏性缺陷。
使用的三支柱绝缘子与实际特高压GIL三支柱绝缘子的制作材料和制作工艺相同。
通过超声反射方法实现三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测，且配套超声仪为CTS-23型，超声探头为2.5P20。
所使用的耦合剂为甘油。
超声反射波形信号的观察和存储采用EDS112C型数字示波器。
根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异。
有益效果
本发明将超声反射法应用于三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测，通过研究不均匀组织超声传播特性，得出超声反射能量与三支柱绝缘子固化度之间的关系，进而可以根据超声反射信号频谱图中的峰值幅度来反映三支柱绝缘子不同区域的固化度水平并发现其存在的潜伏性缺陷。故本发明对提高GIL的运行稳定性和电力系统的安全性有着重要的理论价值和工程意义。
附图说明
图1是超声波入射到介质分界面处透射和反射示意图；
图2是超声检测三支柱绝缘子示意图；
图3是超声波反射信号的频谱图。
具体实施方式
以下对本发明作进一步的说明。
本发明一种基于不均匀组织超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，使用的三支柱绝缘子与实际特高压GIL三支柱绝缘子的制作材料和制作工艺相同；通过超声反射方法实现三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测，且配套超声仪为CTS-23型，超声探头为2.5P20；所使用的耦合剂为甘油；超声反射波形信号的观察和存储采用EDS112C型数字示波器；根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异。图1是超声波入射到介质分界面处透射和反射示意图；图2是超声检测三支柱绝缘子示意图；图3是超声波反射信号的频谱图。
本发明检测方法流程如下：
1)将三支柱绝缘子固定于桌面，表面均匀涂抹耦合剂-甘油，用以减小超声波的衰减。
2)把超声探头透过耦合剂对三支柱绝缘子进行检测，采用脉冲回波模式进行试验，即采用单探头同时激发和接收超声信号。
3)将接收到的超声反射信号导入数字示波器，以便观测到完整的信号，同时进行波形的观察和存储，进而采用频谱分析技术对采集到的时域信号进行频域观察。
4)根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异：若不同位置峰值幅度相近，则说明固化分布均匀，绝缘子整体性能好；反之，不同位置峰值幅度差异较大，则说明固化度分布不均匀，整体性能较差，存在潜伏性缺陷。

Claims (10)

1.基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，步骤如下：
a)将三支柱绝缘子固定于桌面，表面均匀涂抹耦合剂-甘油；
b)把超声探头透过耦合剂对三支柱绝缘子进行检测，采用脉冲回波模式进行试验，即采用单探头同时激发和接收超声信号；
c)将接收到的超声反射信号导入数字示波器，以便观测到完整的信号，同时进行波形的观察和存储，进而采用频谱分析技术对采集到的时域信号进行频域观察；
d)根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异。
2.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，使用的三支柱绝缘子与实际特高压GIL三支柱绝缘子的制作材料和制作工艺相同。
3.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，通过超声反射方法实现三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测，且配套超声仪为CTS-23型，超声探头为2.5P20。
4.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，所使用的耦合剂为甘油。
5.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，超声反射波形信号的观察和存储采用EDS112C型数字示波器。
6.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异。
7.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，通过超声反射方法实现三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测，且配套超声仪为CTS-23型，超声探头为2.5P20。
8.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，所使用的耦合剂为甘油。
9.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，超声反射波形信号的观察和存储采用EDS112C型数字示波器。
10.根据权利要求1所述的基于超声传播特性的三支柱绝缘子潜伏性缺陷检测的方法，其特征在于，根据不同位置超声波反射信号频谱的峰值幅度可以判断出固化度差异。
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田浩 等: "不同工艺对特高压GIL三支柱绝缘子组织均匀性的影响", 《绝缘材料》 *

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