一种GIS罐体裂纹的无损检测装置、方法及数据库制造方法及图纸

本申请公开了一种GIS罐体裂纹的无损检测装置、方法及数据库，设备包括数据分析系统，控制系统，红外热成像仪采集系统及热激励单元；方法包括安装红外热成像仪与热激励单元并调节与GIS罐体的相对位置；设定红外热成像仪的采集时间和采集频率；控制热激励单元的加载电压和频率；红外热成像仪采集GIS罐体的动态温度信息，并发送至数据分析系统；数据分析系统对红外热成像图进行分析，识别GIS罐体内的缺陷；数据库包括GIS罐体内部裂纹特征标准数据库，红外热图数据获取模块，数据预处理模块，数据分析模块和数据输出模块。本申请提供的无损检测设备、方法及数据库通过红外热成像技术对GIS罐体内部进行检测，有效解决现有技术的不足。

A nondestructive testing device, method and database for GIS tank cracks

The application discloses a nondestructive testing device, method and database for a GIS tank crack. The equipment includes a data analysis system, a control system, an infrared thermal imager acquisition system and a thermal excitation unit. The method includes the installation of an infrared thermal imager and a thermal excitation unit and the relative position of the GIS tank, and the infrared thermal imaging is set. The acquisition time and frequency of the instrument, the loading voltage and frequency of the thermal excitation unit are controlled, the dynamic temperature information of the GIS tank is collected by the infrared thermal imager and sent to the data analysis system. The data analysis system analyses the infrared thermal imaging map and identifies the defects in the GIS tank. The database includes the internal cracks in the GIS tank. Standard database, infrared thermogram data acquisition module, data preprocessing module, data analysis module and data output module. The non-destructive testing equipment, method and database provided by this application can detect the inside of the GIS tank through infrared thermal imaging technology, and effectively solve the shortage of the existing technology.

【技术实现步骤摘要】
一种GIS罐体裂纹的无损检测装置、方法及数据库
本申请实施例涉及电力设备无损检测
，特别涉及一种GIS罐体裂纹的无损检测装置、方法及数据库。
技术介绍
封闭式气体绝缘组合电器(GasInsulatedSwitchgear，GIS)将变电站中除了变压器以外的依次设备，如断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线等多种高压电气设备组合而成的一套装置，这些设备会被封闭在金属罐体内部，罐体内会充入一定压力的SF6气体作为绝缘介质。由于SF6气体具有良好的绝缘性能和灭弧性能，因此GIS被广泛应用于高压输电系统，尤其是高压变电站。GIS虽具有运行可靠性强、安装方便、维护工作量小、故障率低、检修周期长等优点，但由于其全封闭的特点，一旦系统出现故障，实施故障定位和故障检修都比较困难。GIS罐体在制造过程中，在工艺上可能会产生缺陷，在设备安装过程中，容易引入灰尘、导电颗粒等杂质。随着运行时间的增加，GIS罐体内部容易发生局部放电现象，这将导致裂纹扩展，使得罐体损伤引发SF6泄漏，严重影响电力系统的安全可靠运行。因此，对GIS罐体内部裂纹进行无损检测对于设备安全运行具有重要的意义。现有技术中，变电站对GIS罐体内部裂纹的无损检测主要采用两种方式，分别为超声检测法和射线检测法。超声检测法是利用超声换能器发射超声机械振动波，振动波耦合到GIS罐体并在罐体内部传播，通过超声波的多种传播特性，测得罐体内部的缺陷。射线检测法是利用X射线发射仪产生射线透过罐体，根据有裂纹部位和无裂纹部位对射线的吸收能力的不同，检测透过被测罐体的射线强度的差异，判断罐体是够存在缺陷。这两种检测方法都有一定的局限性。超声检测法需要使用耦合剂将超声换能器和被检测罐体进行耦合，而且每次检测只能在单点小范围进行，检测速度慢，周期长。而射线检测法设备投资大，检测用的射线对人体有一定的危害，不适合现场在线检测。
技术实现思路
本申请提供了一种GIS罐体裂纹的无损检测装置、方法及数据库，已解决现有技术中其它无损检测方法检测速度慢、周期长、投资大、对人身危害等问题，并且本申请提供的无损检测装置具有测量快速、单次测量面积大、测量结果直观、设备轻便等特点，适合现场在线检测。本申请提供了一种GIS罐体裂纹的无损检测装置，所述无损检测装置包括数据分析系统，控制系统，红外热成像仪采集系统及热激励单元，其中，所述数据分析系统与所述控制系统电连接；所述控制系统包括热激励加载控制单元和红外数据采集控制单元；所述热激励加载控制单元的输出端分别连接至所述热激励单元的两端；所述红外热成像仪采集系统包括红外热成像仪和数据采集卡；所述红外数据采集控制单元的输出端与所述红外热成像仪电连接；所述热激励单元位于GIS罐体的一侧。可选的，所述数据分析系统包括计算机和显示器。可选的，所述计算机包括存储器，预处理器和对比分析器；所述存储器用于存储来自红外热成像仪采集的GIS罐体动态温度信息；所述预处理器用于将GIS罐体动态温度信息转化为红外热像图序列，并将红外热像图序列经离散处理及微分处理，得到温度-时间微分热图序列；所述对比分析器用于将得到的温度-时间微分热图序列与标准序列进行比对，识别内部缺陷。所述热激励单元包括整流电路，逆变电路和励磁线圈；所述整流电路的输出端连接至所述逆变电路的输入端，所述逆变电路的输出端连接至所述励磁线圈。本申请还提供了一种GIS罐体裂纹的无损检测方法，所述无损检测方法包括以下步骤：安装红外热成像仪与热激励单元并调节与GIS罐体的相对位置；通过控制系统设定红外热成像仪的采集时间和采集频率；通过控制系统控制热激励单元的加载电压和频率；红外热成像仪采集GIS罐体的动态温度信息，并发送至数据分析系统；数据分析系统对红外热成像图进行分析，识别GIS罐体内的缺陷。可选的，所述安装红外热成像仪与热激励单元并调节与GIS罐体的相对位置包括：调节热激励单元的位置使其正对被检测区域，并使热激励单元与GIS罐体保持适当的距离；调节红外热成像仪与热激励单元间的距离；调节红外热成像仪的焦距，使显示器可以清晰显示GIS罐体的红外热像图。可选的，所述数据分析系统对红外热成像图进行分析，识别GIS罐体内的缺陷包括：采用预处理器将采集到的动态热成像图转化为红外热成像图序列；对红外热成像图序列进行离散处理，得到每一个像元的离散温度-时间序列；对每一个像元的离散温度-时间序列进行微分处理，得到每一个像元的温度-时间微分序列；将所有像元的温度-时间微分序列与标准序列进行比对，得到GIS罐体内部缺陷的类型和分布信息。本申请还提供了一种GIS罐体裂纹的无损检测特征数据库，所述特征数据库包括GIS罐体内部裂纹特征标准数据库，红外热图数据获取模块，数据预处理模块，数据分析模块和数据输出模块；所述红外热图数据获取模块用于获得所述红外热成像仪采集的红外热像图数据，并将数据发送至所述数据预处理模块；所述数据预处理模块用于对数据进行离散及微分处理，并将处理后的数据发送至所述数据分析模块；所述数据分析模块用于将预处理后的数据与所述GIS罐体内部裂纹特征标准数据库中的数据进行比对，并将分析结果发送至所述数据输出模块；所述数据输出模块根据分析结果，导出分析报告。可选的，所述GIS罐体内部裂纹特征标准数据库包括用户登录模块，数据库查询模块，数据库添加模块和数据库修改模块。由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种GIS罐体裂纹的无损检测装置、方法及数据库，所述装置包括数据分析系统，控制系统，红外热成像仪采集系统及热激励单元，其中，所述数据分析系统与所述控制系统电连接；所述控制系统包括热激励加载控制单元和红外数据采集控制单元；所述热激励加载控制单元的输出端分别连接至所述热激励单元的两端；所述红外热成像仪采集系统包括红外热成像仪和数据采集卡；所述红外数据采集控制单元的输出端与所述红外热成像仪电连接；所述热激励单元位于GIS罐体的一侧；所述方法包括安装红外热成像仪与热激励单元并调节与GIS罐体的相对位置；通过控制系统设定红外热成像仪的采集时间和采集频率；通过控制系统控制热激励单元的加载电压和频率；红外热成像仪采集GIS罐体的动态温度信息，并发送至数据分析系统；数据分析系统对红外热成像图进行分析，识别GIS罐体内的缺陷；所述数据库包括GIS罐体内部裂纹特征标准数据库，红外热图数据获取模块，数据预处理模块，数据分析模块和数据输出模块。本申请提供的一种GIS罐体裂纹的无损检测装置、方法及数据库通过红外热成像技术对GIS罐体内部进行检测，有效解决现有技术的不足，具有测量快、测量面积大、可在线检测等特点，提高电力设备安全运行性能。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请一种GIS罐体裂纹的无损检测装置的结构示意图；图2为本申请一种GIS罐体裂纹的无损检测方法的流程图；图3为本申请一种GIS罐体裂纹的无损检测方法中步骤S10的流程分解图；图4为本申请一种GIS罐体裂纹的无损检测方法中步骤S50的流程分解图；图5为本申请一种GIS罐体裂纹的无损检测数据库构成图；图6为本申请一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种GIS罐体裂纹的无损检测装置，其特征在于，所述无损检测装置包括数据分析系统，控制系统，红外热成像仪采集系统及热激励单元，其中，所述数据分析系统与所述控制系统电连接；所述控制系统包括热激励加载控制单元和红外数据采集控制单元；所述热激励加载控制单元的输出端分别连接至所述热激励单元的两端；所述红外热成像仪采集系统包括红外热成像仪和数据采集卡；所述红外数据采集控制单元的输出端与所述红外热成像仪电连接；所述热激励单元位于GIS罐体的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种GIS罐体裂纹的无损检测装置，其特征在于，所述无损检测装置包括数据分析系统，控制系统，红外热成像仪采集系统及热激励单元，其中，所述数据分析系统与所述控制系统电连接；所述控制系统包括热激励加载控制单元和红外数据采集控制单元；所述热激励加载控制单元的输出端分别连接至所述热激励单元的两端；所述红外热成像仪采集系统包括红外热成像仪和数据采集卡；所述红外数据采集控制单元的输出端与所述红外热成像仪电连接；所述热激励单元位于GIS罐体的一侧。2.根据权利要求1所述的一种GIS罐体裂纹的无损检测装置，其特征在于，所述数据分析系统包括计算机和显示器。3.根据权利要求2所述的一种GIS罐体裂纹的无损检测装置，其特征在于，所述计算机包括存储器，预处理器和对比分析器；所述存储器用于存储来自红外热成像仪采集的GIS罐体动态温度信息；所述预处理器用于将GIS罐体动态温度信息转化为红外热像图序列，并将红外热像图序列经离散处理及微分处理，得到温度-时间微分热图序列；所述对比分析器用于将得到的温度-时间微分热图序列与标准序列进行比对，识别内部缺陷。4.根据权利要求1所述的一种GIS罐体裂纹的无损检测装置，其特征在于，所述热激励单元包括整流电路，逆变电路和励磁线圈；所述整流电路的输出端连接至所述逆变电路的输入端，所述逆变电路的输出端连接至所述励磁线圈。5.一种GIS罐体裂纹的无损检测方法，其特征在于，所述无损检测方法包括以下步骤：安装红外热成像仪与热激励单元并调节与GIS罐体的相对位置；通过控制系统设定红外热成像仪的采集时间和采集频率；通过控制系统控制热激励单元的加载电压和频率；红外热成像仪采集GIS罐体的动态温度信息，并发送至数据分析系统；数据分析系统对红外热成像图进行分析，识别GIS罐...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭晨鋆，王黎明，于虹，陈文灿，马显龙，梅红伟，李昊，赵晨龙，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：云南,53