RU2816106C1 - Method for non-destructive acoustic control of ceramic support-rod insulators - Google Patents
Method for non-destructive acoustic control of ceramic support-rod insulators Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816106C1 RU2816106C1 RU2023122663A RU2023122663A RU2816106C1 RU 2816106 C1 RU2816106 C1 RU 2816106C1 RU 2023122663 A RU2023122663 A RU 2023122663A RU 2023122663 A RU2023122663 A RU 2023122663A RU 2816106 C1 RU2816106 C1 RU 2816106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- insulator
- energy spectrum
- khz
- frequency band
- criterion
- Prior art date
Links
- 239000012212 insulator Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 24
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 72
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 8
- 238000012795 verification Methods 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 9
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к способам неразрушающего акустического контроля технического состояния керамических (фарфоровых) опорно-стержневых изоляторов, как одиночных, так и собранных в колонки, и может быть применено для проверки несущей способности таких изоляторов, снабженных термокомпенсирующими элементами.The invention relates to the field of electrical power engineering, namely to methods for non-destructive acoustic monitoring of the technical condition of ceramic (porcelain) support-rod insulators, both single and assembled in columns, and can be used to test the load-bearing capacity of such insulators equipped with thermal compensating elements.
Уровень техникиState of the art
Механическая прочность и, соответственно, несущая способность керамических опорных изоляторов, широко используемых в электрооборудовании различных классов напряжения, снижается в течение их срока службы из-за дефектов, возникающих под воздействием климатических факторов (влага, перепады температур с замерзанием и оттаиванием влаги), механических нагрузок, а также вследствие нарушений и несовершенства технологии изготовления.The mechanical strength and, accordingly, the load-bearing capacity of ceramic support insulators, widely used in electrical equipment of various voltage classes, decreases during their service life due to defects arising under the influence of climatic factors (moisture, temperature changes with freezing and thawing of moisture), mechanical loads , as well as due to violations and imperfections in manufacturing technology.
Значение минимальной разрушающей нагрузки бездефектного изолятора приводится в его заводском паспорте, как правило, с двух-трех кратным конструкционным запасом. Поэтому изолятор признают негодным к эксплуатации только в том случае, когда есть основания полагать, что имеющийся дефект снижает несущую способность изолятора до критического уровня - вышеуказанного паспортного значения минимальной разрушающей нагрузки.The value of the minimum destructive load of a defect-free insulator is given in its manufacturer's passport, as a rule, with two to three times the structural margin. Therefore, an insulator is considered unfit for use only if there is reason to believe that the existing defect reduces the load-bearing capacity of the insulator to a critical level - the above-mentioned rated value of the minimum destructive load.
Своевременное диагностирование такого критического дефекта является главной задачей неразрушающего акустического контроля керамического опорно-стержневого изолятора.Timely diagnosis of such a critical defect is the main task of non-destructive acoustic testing of a ceramic support-rod insulator.
Керамические (фарфоровые) опорно-стержневые изоляторы современных конструкций снабжены эластичными термокомпенсирующими элементами, примыкающими к армировочным швам между керамическим стержнем и металлическими фланцами (ГОСТ Р 52034-2008. Изоляторы керамические опорные на напряжение свыше 1000 В. Общие технические условия). В связи с этим энергетические спектры собственных (резонансных) колебаний таких изоляторов значительно отличаются от аналогичных спектров опорно-стержневых изоляторов, не имеющих эластичных термокомпенсирующих элементов.Ceramic (porcelain) support-rod insulators of modern designs are equipped with elastic temperature-compensating elements adjacent to the reinforcement seams between the ceramic rod and metal flanges (GOST R 52034-2008. Ceramic support insulators for voltages above 1000 V. General technical conditions). In this regard, the energy spectra of natural (resonant) vibrations of such insulators differ significantly from similar spectra of support-rod insulators that do not have elastic thermal compensating elements.
Известен способ неразрушающего акустического контроля керамического опорно-стержневого изолятора, согласно которому при появлении или отсутствии в энергетическом спектре собственных колебаний изолятора, по меньшей мере, одного, дополнительного пика, соизмеримого по уровню с пиком основного тона, делают вывод соответственно о неудовлетворительном или удовлетворительном состоянии механической прочности изолятора [RU2275647].There is a known method of non-destructive acoustic testing of a ceramic support-rod insulator, according to which, when at least one additional peak appears in the energy spectrum of the insulator’s natural vibrations, comparable in level with the peak of the fundamental tone, a conclusion is drawn, respectively, about the unsatisfactory or satisfactory state of the mechanical insulator strength [RU2275647].
Недостатки этого способа состоят в том, что:The disadvantages of this method are that:
- способ не применим для контроля изоляторов, энергетические спектры которых имеют несколько основных тонов (колонки из нескольких изоляторов или изоляторы с термокомпенсирующими элементами), поскольку приводит к ложным браковкам таких изоляторов;- the method is not applicable for testing insulators whose energy spectra have several basic tones (columns of several insulators or insulators with thermal compensating elements), since it leads to false rejections of such insulators;
- отсутствие числовых критериев приводит к субъективным оценкам состояния механической прочности изоляторов и не позволяет применить программно-алгоритмический анализ энергетического спектра для получения объективных и достоверных результатов контроля.- the lack of numerical criteria leads to subjective assessments of the state of mechanical strength of insulators and does not allow the use of software-algorithmic analysis of the energy spectrum to obtain objective and reliable control results.
Известен способ неразрушающего акустического контроля механической прочности керамического опорно-стержневого изолятора, раскрытый в источнике «Мобильный индикаторный комплекс модели МИК-1 и МИК-2. Методические указания», доступном на сайте заявителя по ссылке [https://logoteh.ru/wp-content/uploads/2019/07/%D0%9C%D0%A3%D0%9C%D0%98%D0%9A%D 0%A0%D0%A4-2019.pdf].There is a known method for non-destructive acoustic testing of the mechanical strength of a ceramic support-rod insulator, disclosed in the source “Mobile indicator complex model MIK-1 and MIK-2. Methodological instructions", available on the applicant’s website at the link [https://logoteh.ru/wp-content/uploads/2019/07/%D0%9C%D0%A3%D0%9C%D0%98%D0%9A% D 0%A0%D0%A4-2019.pdf].
Способ имеет вариант (п.6.2 указанного источника, стр. 37-44), предназначенный для контроля керамических опорно-стержневых изоляторов современной конструкции, снабженных термокомпенсирующими элементами. Этот вариант известного способа принят в качестве прототипа.The method has a variant (clause 6.2 of the specified source, pp. 37-44), intended for monitoring ceramic support-rod insulators of a modern design, equipped with temperature-compensating elements. This version of the known method was adopted as a prototype.
Способ-прототип включает возбуждение собственных (резонансных) колебаний изолятора, вычисление и регистрацию энергетического спектра этих колебаний в контролируемой полосе частот 1,0-10,0 кГц и проверку соответствия энергетического спектра заданным диагностическим критериям годности изолятора к эксплуатации (проверку соответствия критериям браковки).The prototype method includes excitation of the insulator's own (resonant) oscillations, calculation and recording of the energy spectrum of these oscillations in a controlled frequency band of 1.0-10.0 kHz and checking the compliance of the energy spectrum with the specified diagnostic criteria for the suitability of the insulator for operation (checking compliance with the rejection criteria).
Способ-прототип использует критерии годности в виде качественных оценок четырех основных пиков энергетического спектра, расположенных в четырех диапазонах частот (1.4-2,0; 3,2-4,8; 4,5-7,5; 7,5-9,5 кГц). Негодность к эксплуатации, обусловленную снижением несущей способности изолятора до критического уровня, по способу-прототипу диагностируют в случае смещения двух основных пиков указанных крайних диапазонов к границам контролируемой полосы частот, а двух других основных пиков - в диапазон 4,0-5,0 кГц. Кроме того, негодность изолятора диагностируется прототипом в случае появления множественных дополнительных пиков в диапазоне частот 6,5-9,5 кГц. Специализированное программное обеспечение (СПО) прототипа вычисляет энергетический спектр возбужденных колебаний в контролируемой полосе частот и выводит его на дисплей, а проверка соответствия вычисленного энергетического спектра заданным диагностическим критериям годности проводится визуально.The prototype method uses suitability criteria in the form of qualitative assessments of the four main peaks of the energy spectrum located in four frequency ranges (1.4-2.0; 3.2-4.8; 4.5-7.5; 7.5-9, 5 kHz). Unusability due to a decrease in the load-bearing capacity of the insulator to a critical level is diagnosed using the prototype method in the case of a shift of the two main peaks of the indicated extreme ranges to the boundaries of the controlled frequency band, and the other two main peaks to the range of 4.0-5.0 kHz. In addition, the failure of the insulator is diagnosed by the prototype in the event of the appearance of multiple additional peaks in the frequency range of 6.5-9.5 kHz. Specialized software (SPO) of the prototype calculates the energy spectrum of excited oscillations in the controlled frequency band and displays it on the display, and checking the compliance of the calculated energy spectrum with the specified diagnostic criteria for suitability is carried out visually.
Недостаток прототипа - низкая достоверность и субъективность результатов контроля, обусловленная множественностью, нечеткостью и неоднозначностью критериев годности, отсутствием числовых значений основных и дополнительных пиков энергетического спектра и, соответственно, невозможностью программно-алгоритмического анализа полученного энергетического спектра.The disadvantage of the prototype is the low reliability and subjectivity of the control results, due to the multiplicity, vagueness and ambiguity of the validity criteria, the lack of numerical values of the main and additional peaks of the energy spectrum and, accordingly, the impossibility of software-algorithmic analysis of the resulting energy spectrum.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Технический результат изобретения - повышение объективности и достоверности контроля, соответствующее снижение вероятности ошибки при установлении годности изолятора к дальнейшей эксплуатации, а также возможность автоматизации диагностической стадии контроля за счет программно-алгоритмического анализа энергетического спектра собственных колебаний изолятора. Следствием этого является упрощение обслуживания и повышение эксплуатационной безопасности высоковольтного электрооборудования, содержащего керамические опорно-стержневые изоляторы (как одиночные, так и собранные в колонки), снабженные термокомпенсирующими элементами.The technical result of the invention is an increase in the objectivity and reliability of control, a corresponding reduction in the probability of error when establishing the suitability of the insulator for further operation, as well as the possibility of automating the diagnostic stage of control through software-algorithmic analysis of the energy spectrum of the insulator's natural oscillations. The consequence of this is to simplify maintenance and increase the operational safety of high-voltage electrical equipment containing ceramic post-rod insulators (both single and assembled in columns) equipped with temperature-compensating elements.
Это достигнуто, благодаря использованию единственного и однозначно оцифрованного критерия годности, который был найден в результате статистической обработки множества энергетических спектров, полученных при натурных испытаниях изоляторов, и дополнительно подтвержден численными экспериментами на математических моделях одиночного опорно-стержневого изолятора и колонки из таких изоляторов.This was achieved through the use of a single and uniquely digitized suitability criterion, which was found as a result of statistical processing of many energy spectra obtained during full-scale tests of insulators, and was additionally confirmed by numerical experiments on mathematical models of a single support-rod insulator and a column of such insulators.
Предметом изобретения является способ неразрушающего акустического контроля механической прочности керамического опорно-стержневого изолятора, включающий возбуждение собственных колебаний изолятора, вычисление и регистрацию их энергетического спектра в контролируемой полосе частот и проверку соответствия вычисленного энергетического спектра заданным диагностическим критериям, отличающийся тем, что изолятор признают годным к эксплуатации, если энергетический спектр его собственных колебаний удовлетворяет первому диагностическому критерию, состоящему в том, что максимальное значение энергетического спектра в каждом из частотных диапазонов 1,0-1,3 кГц и 9,7-10,0 кГц не превышает 10% от глобального максимума энергетического спектра собственных колебаний изолятора в контролируемой полосе частот.The subject of the invention is a method for non-destructive acoustic testing of the mechanical strength of a ceramic support-rod insulator, including excitation of natural vibrations of the insulator, calculation and registration of their energy spectrum in a controlled frequency band and verification of compliance of the calculated energy spectrum with specified diagnostic criteria, characterized in that the insulator is recognized as serviceable , if the energy spectrum of its own oscillations satisfies the first diagnostic criterion, which is that the maximum value of the energy spectrum in each of the frequency ranges 1.0-1.3 kHz and 9.7-10.0 kHz does not exceed 10% of the global maximum energy spectrum of natural vibrations of the insulator in the controlled frequency band.
Изобретение имеет развития, первое из которых состоит в том, что изолятор, признанный годным к эксплуатации, повторно контролируют при противоположном знаке окружающей температуры, изолятор, повторно признанный годным к эксплуатации, в третий раз контролируют после возврата знака окружающей температуры к исходному значению и изолятор, в третий раз признанный годным к эксплуатации, относят к бездефектным, если энергетический спектр его собственных колебаний удовлетворяет второму, третьему и четвертому критериям, из которых второй состоит в том, что локальный максимум энергетического спектра в каждом из четырех частотных диапазонов 1,3-3,0 кГц, 3,0-5,5 кГц, 5,5-8,0 кГц и 8,0-9,7 кГц превышает 5% от глобального максимума энергетического спектра в контролируемой полосе частот при положительной температуре фиксации колебаний и, по меньшей мере, в диапазоне 3,0-5,5 кГц при отрицательной температуре фиксации колебаний, третий критерий состоит в том, что локальные максимумы энергетического спектра соседних из указанных четырех частотных диапазонов отделены друг от друга промежутками не менее 1,0 кГц, в которых локальные минимумы не превышают 5% от глобального максимума в контролируемой полосе частот, а четвертый - в том, что частоты указанных локальных максимумов и минимумов совпадают с соответствующими частотами энергетического спектра собственных колебаний изолятора, ранее зафиксированных при температуре того же знака.The invention has developments, the first of which is that the insulator, recognized as suitable for service, is re-controlled at the opposite sign of the ambient temperature, the insulator, re-recognized as suitable for service, is controlled for the third time after the sign of the ambient temperature returns to the original value, and the insulator, recognized as serviceable for the third time, is classified as defect-free if the energy spectrum of its own oscillations satisfies the second, third and fourth criteria, of which the second is that the local maximum of the energy spectrum in each of the four frequency ranges is 1.3-3, 0 kHz, 3.0-5.5 kHz, 5.5-8.0 kHz and 8.0-9.7 kHz exceeds 5% of the global maximum of the energy spectrum in the controlled frequency band at a positive vibration detection temperature and at least at least in the range of 3.0-5.5 kHz at a negative temperature at which vibrations are recorded, the third criterion is that the local maxima of the energy spectrum of the adjacent four frequency ranges are separated from each other by intervals of at least 1.0 kHz, in which local the minima do not exceed 5% of the global maximum in the controlled frequency band, and the fourth is that the frequencies of the indicated local maxima and minima coincide with the corresponding frequencies of the energy spectrum of the insulator’s natural oscillations, previously recorded at a temperature of the same sign.
Второе развитие изобретения состоит в том, что изолятор относят к имеющим допустимый неразвивающийся дефект, если энергетический спектр его собственных колебаний удовлетворяет второму и четвертому критериям, но не удовлетворяет третьему критерию, или к имеющим допустимый развивающийся дефект, если указанный энергетический спектр удовлетворяет второму и третьему критериям, но не удовлетворяет четвертому критерию.The second development of the invention is that the insulator is classified as having an acceptable non-developing defect if the energy spectrum of its own vibrations satisfies the second and fourth criteria, but does not satisfy the third criterion, or as having an acceptable developing defect if the specified energy spectrum satisfies the second and third criteria , but does not satisfy the fourth criterion.
Эти развития позволяют разделить изоляторы, оставляемые в эксплуатации, на три группы в соответствии с оптимальной по трудозатратам тактикой дальнейшего обслуживания:These developments make it possible to divide the insulators left in operation into three groups in accordance with the tactics of further maintenance that are optimal in terms of labor costs:
- бездефектные;- defect-free;
- с допустимым неразвивающимся дефектом;- with an acceptable non-developing defect;
- с допустимым развивающимся дефектом.- with an acceptable developing defect.
Изобретение имеет еще одно развитие, уточняющее четвертый (сравнительный) критерий и снижающее вероятность ошибки при диагностике по этому критерию, состоящее в том, что совпадающими считают частоты, разность которых не превышает 50 Гц.The invention has another development that clarifies the fourth (comparative) criterion and reduces the likelihood of error in diagnosis according to this criterion, consisting in the fact that frequencies whose difference does not exceed 50 Hz are considered coincident.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
На фиг. 1-6 приведены примеры энергетических спектров собственных колебаний керамических опорно-стержневых изоляторов. Спектры показаны в логарифмическом масштабе и нормированными по глобальному максимуму в контролируемой полосе частот 1,0-10,0 кГц. Спектры на фиг. 1 и 2 относятся к колебаниям, зафиксированным соответственно при положительной и отрицательной температуре на дефектных изоляторах, подлежащих выводу из эксплуатации. Спектры на фиг. 3 и 4 относятся к колебаниям, зафиксированным соответственно при положительной и отрицательной температуре на бездефектных изоляторах. Спектры на фиг. 5 и 6 относятся к колебаниям, зафиксированным соответственно при положительной и отрицательной температуре на изоляторах, имеющих допустимый в эксплуатации дефект.In fig. 1-6 show examples of energy spectra of natural vibrations of ceramic support-rod insulators. The spectra are shown on a logarithmic scale and normalized to the global maximum in the controlled frequency band of 1.0-10.0 kHz. Spectra in Fig. 1 and 2 refer to fluctuations recorded, respectively, at positive and negative temperatures on defective insulators subject to decommissioning. Spectra in Fig. 3 and 4 refer to vibrations recorded, respectively, at positive and negative temperatures on defect-free insulators. Spectra in Fig. 5 and 6 refer to vibrations recorded, respectively, at positive and negative temperatures on insulators that have an acceptable defect in operation.
Осуществление изобретения с учетом его развитийImplementation of the invention taking into account its developments
Процедуру контроля изолятора по заявляемому способу с учетом его развитий можно разделить на две стадии:The procedure for monitoring the insulator according to the proposed method, taking into account its developments, can be divided into two stages:
- мониторинг, включающий возбуждение собственных колебаний изолятора, их преобразование в электрический сигнал с фиксацией на машиночитаемом носителе, вычисление энергетического спектра зафиксированных колебаний в контролируемой полосе частот (например, с использованием математической процедуры быстрого преобразования Фурье) и его регистрацию (т.е. сохранение энергетического спектра в памяти компьютера или на машиночитаемом носителе информации с указанием идентификатора изолятора, даты и окружающей температуры в °С);- monitoring, including excitation of natural oscillations of the insulator, their conversion into an electrical signal with recording on a machine-readable medium, calculation of the energy spectrum of recorded oscillations in a controlled frequency band (for example, using the mathematical procedure of the fast Fourier transform) and its registration (i.e. saving the energy spectrum in computer memory or on a machine-readable storage medium indicating the insulator identifier, date and ambient temperature in °C);
- диагностику состояния механической прочности изолятора путем сопоставления полученного энергетического спектра и заданных диагностических критериев.- diagnostics of the state of the mechanical strength of the insulator by comparing the obtained energy spectrum and the specified diagnostic criteria.
Стадия мониторинга, включая вычисление энергетического спектра собственных колебаний контролируемого изолятора, может быть осуществлена, например, с помощью мобильного индикаторного комплекса МИК-2 аналогично стадии мониторинга, подробно описанной в источнике известности прототипа. Эту стадию целесообразно (но не обязательно) дополнить операцией нормирования энергетического спектра, обеспечивающей удобство последующего сопоставления с универсальными (по отношению к типам и экземплярам контролируемых изоляторов) цифровыми значениями диагностических критериев. Нормирование целесообразно выполнить относительно глобального максимума спектра в контролируемой полосе частот, как это принято в данном описании, или относительно другой величины с эквивалентным пересчетом сопоставляемых значений.The monitoring stage, including calculation of the energy spectrum of natural vibrations of the controlled insulator, can be carried out, for example, using a mobile indicator complex MIK-2, similar to the monitoring stage described in detail in the source of knowledge of the prototype. It is advisable (but not necessary) to supplement this stage with the operation of normalizing the energy spectrum, which ensures the convenience of subsequent comparison with universal (in relation to the types and instances of controlled insulators) digital values of diagnostic criteria. It is advisable to perform normalization relative to the global maximum of the spectrum in the controlled frequency band, as is customary in this description, or relative to another value with an equivalent recalculation of the compared values.
Для осуществления автоматической диагностики пакет СПО, имеющийся, например, в составе комплекса МИК-2, должен быть дополнен программным приложением, выполняющим анализ вычисленного спектра в соответствии с заявляемым способом.To carry out automatic diagnostics, the software package available, for example, as part of the MIK-2 complex, must be supplemented with a software application that analyzes the calculated spectrum in accordance with the claimed method.
Контроль состояния механической прочности изолятора периодически проводят, начиная с ввода его в эксплуатацию и до вывода из нее. Первый контроль проводят после ввода в эксплуатацию, второй и последующие - после того, как сменился знак среднесуточной окружающей температуры по шкале Цельсия (т.е. после перехода этой температуры через точку замерзания воды/таяния льда). При каждом контроле проводят проверку годности изолятора к дальнейшей эксплуатации, используя первый критерий. По этому критерию изолятор признают годным к эксплуатации, если максимальные значения энергетического спектра его колебаний в каждом из двух диапазонов частот 1,0-1,3 кГц и 9,7-10,0 кГц не превышают 10% от глобального максимума энергетического спектра в контролируемой полосе частот 1,0 -10,0 кГц. Изолятор, не признанный годным, подлежит выводу из эксплуатации.The mechanical strength of the insulator is monitored periodically, from its commissioning to its decommissioning. The first control is carried out after commissioning, the second and subsequent ones - after the sign of the average daily ambient temperature on the Celsius scale has changed (i.e. after this temperature has passed through the freezing point of water/melting ice). At each inspection, the suitability of the insulator for further operation is checked using the first criterion. According to this criterion, an insulator is considered suitable for use if the maximum values of the energy spectrum of its oscillations in each of the two frequency ranges 1.0-1.3 kHz and 9.7-10.0 kHz do not exceed 10% of the global maximum energy spectrum in the controlled frequency band 1.0 -10.0 kHz. An insulator that is not recognized as suitable is subject to decommissioning.
При первоначальном и втором контроле ограничиваются проверкой энергетического спектра только по первому критерию. Третью и возможные последующие процедуры контроля изолятора проводят после обратных переходов среднесуточной окружающей температуры через ноль шкалы Цельсия, т.е. при наличии энергетического спектра колебаний, ранее зафиксированных на контролируемом изоляторе при том же знаке среднесуточной температуры. Это позволяет выявлять изменения состояния механической прочности изолятора, сравнивая энергетические спектры собственных колебаний изолятора, зафиксированных при одном и том же знаке окружающей температуры. Поэтому при третьей и последующих процедурах контроля диагностику оставляемого в эксплуатации изолятора целесообразно дополнять сопоставлением таких энергетических спектров. Согласно развитию заявляемого способа такое сопоставление выполняют, комплексно используя три критерия (второй, третий и четвертый), один из которых (четвертый) является сравнительным. В комплекс критериев входят:During the initial and second control, they are limited to checking the energy spectrum only according to the first criterion. The third and possible subsequent procedures for monitoring the insulator are carried out after the reverse transition of the average daily ambient temperature through zero Celsius, i.e. in the presence of an energy spectrum of oscillations previously recorded on a controlled insulator at the same sign of the average daily temperature. This makes it possible to identify changes in the state of the mechanical strength of the insulator by comparing the energy spectra of the insulator’s own vibrations recorded at the same sign of the ambient temperature. Therefore, during the third and subsequent control procedures, it is advisable to supplement the diagnostics of the insulator left in operation by comparing such energy spectra. According to the development of the proposed method, such a comparison is performed by comprehensively using three criteria (second, third and fourth), one of which (fourth) is comparative. The set of criteria includes:
- второй критерий, состоящий в том, что локальный максимум энергетического спектра в каждом из четырех частотных диапазонах 1,3-3,0 кГц, 3,0-5,5 кГц, 5,5-8,0 кГц и 8,0-9,7 кГц превышает 5% от глобального максимума энергетического спектра в контролируемой полосе частот при положительной температуре фиксации колебаний и, по меньшей мере, в диапазоне 3,0 -5,5 кГц при отрицательной температуре фиксации колебаний;- the second criterion, consisting in the fact that the local maximum of the energy spectrum in each of the four frequency ranges 1.3-3.0 kHz, 3.0-5.5 kHz, 5.5-8.0 kHz and 8.0- 9.7 kHz exceeds 5% of the global maximum of the energy spectrum in the controlled frequency band at a positive vibration recording temperature and at least in the range of 3.0 -5.5 kHz at a negative vibration recording temperature;
- третий критерий, который состоит в том, что локальные максимумы соседних из указанных четырех частотных диапазонов отделены друг от друга промежутками не менее 1,0 кГц, в каждом из которых энергетический спектр имеет локальный минимум менее 5%;- the third criterion, which is that the local maxima of the adjacent of the four frequency ranges indicated are separated from each other by intervals of at least 1.0 kHz, in each of which the energy spectrum has a local minimum of less than 5%;
- четвертый критерий, который можно характеризовать как сравнительный, состоит в том, что частоты указанных максимумов и минимумов совпадают с соответствующими частотами энергетического спектра собственных колебаний изолятора, ранее зафиксированных при температуре того же знака.- the fourth criterion, which can be characterized as comparative, is that the frequencies of the indicated maximums and minimums coincide with the corresponding frequencies of the energy spectrum of the insulator’s natural vibrations, previously recorded at a temperature of the same sign.
Совместное применение второго, третьего и четвертого критериев позволяет отнести изолятор, признанный годным, к одной из трех групп:The combined application of the second, third and fourth criteria allows us to classify the insulator, recognized as suitable, into one of three groups:
- бездефектные изоляторы, если энергетический спектр собственных колебаний изолятора удовлетворяет второму, третьему и четвертому критериям;- defect-free insulators, if the energy spectrum of the insulator’s natural vibrations satisfies the second, third and fourth criteria;
- изоляторы с допустимым неразвивающимся дефектом, если энергетический спектр собственных колебаний изолятора удовлетворяет второму и четвертому критериям, но не удовлетворяет третьему критерию;- insulators with an acceptable non-developing defect, if the energy spectrum of the insulator’s natural vibrations satisfies the second and fourth criteria, but does not satisfy the third criterion;
- изоляторы с допустимым развивающимся дефектом, если энергетический спектр собственных колебаний изолятора удовлетворяет второму и третьему критериям, но не удовлетворяет четвертому критерию.- insulators with an acceptable developing defect, if the energy spectrum of the insulator’s natural vibrations satisfies the second and third criteria, but does not satisfy the fourth criterion.
Другие сочетания второго, третьего и четвертого критериев при контроле годных к эксплуатации изоляторов в практике не встречаются.Other combinations of the second, third and fourth criteria when monitoring serviceable insulators are not found in practice.
Как видно из вышеизложенного, технический результат изобретения достигается уже после первоначально проведенного контроля, включающего возбуждение собственных колебаний изолятора, их регистрацию, вычисление энергетического спектра собственных колебаний изолятора в контролируемой полосе частот и проверку соответствия вычисленного энергетического спектра заданному диагностическому критерию, При этом указанный результат достигается, благодаря тому, что при диагностике изолятора используют однозначный и численно охарактеризованный первый диагностический критерий, который состоит в том, что максимальное значение энергетического спектра собственных колебаний годного к эксплуатации изолятора в каждом из диапазонов частот 1,0-1,3 кГц и 9,7-10,0 кГц не превышает 10% от глобального максимума энергетического спектра собственных колебаний изолятора в контролируемой полосе частот.As can be seen from the above, the technical result of the invention is achieved after the initial control, including the excitation of natural vibrations of the insulator, their registration, calculation of the energy spectrum of the natural vibrations of the insulator in the controlled frequency band and verification of compliance of the calculated energy spectrum with a given diagnostic criterion. In this case, the specified result is achieved, due to the fact that when diagnosing an insulator, an unambiguous and numerically characterized first diagnostic criterion is used, which consists in the fact that the maximum value of the energy spectrum of natural oscillations of an insulator suitable for use in each of the frequency ranges 1.0-1.3 kHz and 9.7- 10.0 kHz does not exceed 10% of the global maximum of the energy spectrum of the insulator’s natural oscillations in the controlled frequency band.
Аналогичные процедуры контроля механической прочности эксплуатируемых изоляторов с достижением вышеуказанного технического результата выполняют и после последующих переходов среднесуточной температуры воздуха через нулевое значение. При этом, после второго (обратного) перехода среднесуточной температуры через ноль по шкале Цельсия появляется возможность дополнительно применять для оценки состояния изолятора комплексный диагностический критерий, состоящий из второго, третьего и четвертого критериев, один из которых (четвертый) является сравнительным, разделять эксплуатируемые изоляторы на три вышеуказанные группы и обоснованно устанавливать индивидуальный для каждого изолятора временной интервал до следующего контроля механической прочности.Similar procedures for monitoring the mechanical strength of operating insulators to achieve the above technical result are carried out after subsequent transitions of the average daily air temperature through zero. At the same time, after the second (reverse) transition of the average daily temperature through zero on the Celsius scale, it becomes possible to additionally apply a complex diagnostic criterion to assess the condition of the insulator, consisting of the second, third and fourth criteria, one of which (the fourth) is comparative, to divide the operated insulators into the three above groups and it is reasonable to set an individual time interval for each insulator until the next mechanical strength control.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816106C1 true RU2816106C1 (en) | 2024-03-26 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2262690C1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-10-20 | ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон-Томич" | Method and device for acoustical testing of porcellaneous bearing rod insulators |
| RU2272283C1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-03-20 | ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон-Томич" | Method for acoustic control of mechanical state of high voltage insulators |
| RU2275647C2 (en) * | 2003-07-02 | 2006-04-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ЛОГОТЕХ" | Method for diagnostics of technical state of supporting-rod porcelain high-voltage isolator |
| RU59258U1 (en) * | 2006-08-14 | 2006-12-10 | ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон" | DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS |
| CN203838124U (en) * | 2014-03-28 | 2014-09-17 | 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 | Post insulator vibration acoustic detection test block |
| CN115290759A (en) * | 2022-08-05 | 2022-11-04 | 河北变检电力科技有限公司 | Intelligent porcelain insulator nondestructive testing analysis method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2275647C2 (en) * | 2003-07-02 | 2006-04-27 | Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "ЛОГОТЕХ" | Method for diagnostics of technical state of supporting-rod porcelain high-voltage isolator |
| RU2262690C1 (en) * | 2004-02-10 | 2005-10-20 | ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон-Томич" | Method and device for acoustical testing of porcellaneous bearing rod insulators |
| RU2272283C1 (en) * | 2004-07-23 | 2006-03-20 | ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон-Томич" | Method for acoustic control of mechanical state of high voltage insulators |
| RU59258U1 (en) * | 2006-08-14 | 2006-12-10 | ООО "Научно-производственное предприятие "Метакон" | DEVICE OF ULTRASONIC CONTROL OF HIGH VOLTAGE VOLTAGE INSULATORS |
| CN203838124U (en) * | 2014-03-28 | 2014-09-17 | 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 | Post insulator vibration acoustic detection test block |
| CN115290759A (en) * | 2022-08-05 | 2022-11-04 | 河北变检电力科技有限公司 | Intelligent porcelain insulator nondestructive testing analysis method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230228618A1 (en) | A dynamic identification method of bridge scour based on health monitoring data | |
| US11187621B2 (en) | Fault diagnosis during testing of turbine unit | |
| RU2626231C1 (en) | Method of diagnostics of technical condition and electromechanical device remaining lifetime estimation with asynchronous motor | |
| US7912669B2 (en) | Prognosis of faults in electronic circuits | |
| CN112580202B (en) | State evaluation method for high Wen Jixiang adapter tube and tube seat based on metal inspection | |
| JPH02108980A (en) | Life controller for plant | |
| WO2014123443A1 (en) | Method and device for vibration diagnosis and forecasting sudden engine failure | |
| Oscar et al. | The monitoring system of an actual technical condition for pumping units with frequency analysis | |
| Dabetwar et al. | Damage classification of composites using machine learning | |
| CN112597642A (en) | High-temperature container state evaluation method based on metal detection | |
| RU2816106C1 (en) | Method for non-destructive acoustic control of ceramic support-rod insulators | |
| CN113742932A (en) | Method for predicting and diagnosing faults of gearbox of wind turbine generator | |
| WO2019135747A1 (en) | Probabilistic life evaluation algorithm for gas turbine engine components | |
| CN110851936B (en) | Through hole welding spot reliability evaluation test method and device | |
| RU2667119C2 (en) | Products residual defectiveness monitoring method | |
| Davidenko et al. | Analysis of the modern methods of the power transformers health index calculation | |
| JPH0694589A (en) | Life diagnosis method for high temperature part | |
| JPH1020925A (en) | Plant diagnostic device | |
| Zhang et al. | Detection capability for incipient faults in a noisy environment using PDF and CDF based techniques: a comparative study | |
| EP3671175A1 (en) | Condition diagnosing device, condition diagnosing method, and condition diagnosing program | |
| RU2756781C2 (en) | Method for long-term prediction of the individual resource of a hydraulic unit in the conditions of frequently changing operating factors | |
| RU2753578C1 (en) | Method for diagnostics of the technical conditions of rotary equipment | |
| RU103575U1 (en) | SYSTEM OF PARAMETRIC DIAGNOSTICS OF THE COMPRESSOR OF A GAS TURBINE ENGINE | |
| JPH01110223A (en) | Method and apparatus for monitoring mechanical safety of component | |
| RU2769990C1 (en) | Method for vibration diagnostics of dc electric motors using the wavelet analysis method |