复合绝缘子气隙缺陷判别方法、检测方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种复合绝缘子气隙缺陷判别方法、检测方法、装置及存储介质，所述气隙缺陷判别方法包括：采集复合绝缘子的表面反射太赫兹回波和内部反射太赫兹回波；计算表面反射太赫兹回波与内部反射太赫兹回波的相位差；计算前一太赫兹波扫描点与当前太赫兹波扫描点所产生的内部反射太赫兹回波的幅值比；根据所述相位差、幅值比结合预设的气隙缺陷判别条件对所述复合绝缘子进行内部气隙缺陷判别。本发明专利技术提供的复合绝缘子气隙缺陷判别方法、检测方法、装置及存储介质，通过对复合绝缘子的太赫兹回波分析计算实现复合绝缘子内部气隙缺陷判别，能够精确的地识别内部气隙缺陷，有助于维护电网运行安全。

【技术实现步骤摘要】
复合绝缘子气隙缺陷判别方法、检测方法、装置及存储介质
本专利技术涉及太赫兹无损检测
，尤其涉及一种复合绝缘子气隙缺陷判别方法、检测方法、装置及存储介质。
技术介绍
现有的电力复合绝缘子通常包括外部护套和内部芯棒。外部护套一般采用硅橡胶材料，主要用于绝缘、环境耐受；内部芯棒设于外部护套内，整体为圆柱状实心结构，一般采用玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料，主要用于承受拉力，同时也具备绝缘性能。在复合绝缘子制造过程和运行过程中，外部护套和内部芯棒的界面可能会发生分层从而形成气隙缺陷，而这种气隙缺陷在高压电场的作用下，会产生局部放电，长时间的局部放电会导致复合绝缘子发生断裂或击穿等问题，影响电网运行安全。因此在复合绝缘子投入使用前，有必要对其进行内部气隙缺陷检测，以排除安全隐患。现有技术中已有的缺陷检测技术包括超声波检测技术和射线检测技术，但由于复合绝缘子内部芯棒为玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料，存在多种高分子材料的界面，传统的超声波、射线等检测技术由于衰减和干涉过大的原因，在检测复合绝缘子内部气隙等缺陷时存在精度低、识别率差等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种复合绝缘子气隙缺陷判别方法、检测方法、装置及存储介质，能够明显提高复合绝缘子的气隙缺陷识别精度。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种复合绝缘子气隙缺陷判别方法，所述方法包括：采集复合绝缘子的表面反射太赫兹回波和内部反射太赫兹回波；计算表面反射太赫兹回波与内部反射太赫兹回波的相位差；计算前一太赫兹波扫描点与当前太赫兹波扫描点所产生的内部反射太赫兹回波的幅值比；根据所述相位差、幅值比结合预设的气隙缺陷判别条件对所述复合绝缘子进行内部气隙缺陷判别。第二方面，本专利技术提供了一种复合绝缘子气隙缺陷判别装置，包括：采集模块：用于采集复合绝缘子的表面反射太赫兹回波和内部反射太赫兹回波；相位差计算模块：用于计算表面反射太赫兹回波与内部反射太赫兹回波的相位差；幅值比计算模块：用于计算前一太赫兹波扫描点与当前太赫兹波扫描点所产生的内部反射太赫兹回波的幅值比；判别模块：用于根据所述相位差、幅值比结合预设的气隙缺陷判别条件对所述复合绝缘子进行内部气隙缺陷判别。第三方面，本专利技术还提供了一种复合绝缘子气隙缺陷判别装置，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1或2所述方法的步骤。第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。第五方面，本专利技术提供了一种复合绝缘子气隙缺陷检测方法，所述方法包括：采用第一方面所述的方法对被测复合绝缘子气隙缺陷进行判别；当判别结果为存在内部气隙缺陷时，根据太赫兹波入射至气隙缺陷所需时间计算气隙缺陷所处深度；根据太赫兹波穿过气隙缺陷所需时间计算气隙缺陷的高度；根据被测复合绝缘子的无气隙缺陷区域的内部反射太赫兹回波曲线、有气隙缺陷区域的内部反射太赫兹回波曲线，确定气隙缺陷的周向及轴向尺度。第六方面，本专利技术提供了一种复合绝缘子气隙缺陷检测装置，包括：第二方面所述的判别装置，还包括：深度计算模块：当判别结果为存在内部气隙缺陷时，根据太赫兹波入射至气隙缺陷所需时间计算气隙缺陷所处深度；高度计算模块：用于根据太赫兹波穿过气隙缺陷所需时间计算气隙缺陷的高度；尺度确定模块：用于根据被测复合绝缘子的无气隙缺陷区域的内部反射太赫兹回波曲线、有气隙缺陷区域的内部反射太赫兹回波曲线，确定气隙缺陷的周向及轴向尺度。第七方面，本专利技术还提供了一种复合绝缘子气隙缺陷检测装置，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面所述方法的步骤。第八方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。基于上述技术方案，本专利技术提供的复合绝缘子气隙缺陷判别方法、检测方法、装置及存储介质，通过对复合绝缘子的太赫兹回波分析计算实现复合绝缘子内部气隙缺陷判别；且通过进一步对太赫兹回波曲线的分析计算能够准确地检测出气隙缺陷所处位置、周向及轴向尺度，可以精确得到缺陷区域的空间分布并对缺陷位置和大小以空间曲线图的形式直观展示，有助于设备运维人员判断缺陷严重程度，评估被测设备性能是否满足要求。附图说明图1是本专利技术实施例中采用太赫兹波扫描复合绝缘子时产生太赫兹回波的示意图；图2是本专利技术实施例中被检测复合绝缘子样品的横截面示意图；图3是本专利技术实施例中被检测复合绝缘子样品缺陷位置和不含缺陷位置的回波比较图；图4是本专利技术实施例中被检测复合绝缘子样品缺陷范围空间曲线；图中：1、外部护套；2、内部芯棒；3、气隙缺陷。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，不能以此来限制本专利技术的保护范围。应当理解，太赫兹波从一种介质进入另一种介质必然产生太赫兹回波。本专利技术实施例中的太赫兹回波可以通过太赫兹波对复合绝缘子进行垂直入射扫描获取，扫描用太赫兹波波形具有2个波峰和2个波谷，频率范围为0.1～2THz，频谱分辨率为0.357GHz。本领域技术人员应当知晓，该扫描用太赫兹波的穿透力能够穿过复合绝缘子的外部护套1进入内部芯棒2，但不足以穿透复合绝缘子的整个内部芯棒2，具体如图1所示，扫描用太赫兹波A0对复合绝缘子进行垂直周向扫描时，无气隙缺陷区域仅产生两种太赫兹回波，具体包括：由外部护套1反射出的表面反射太赫兹回波Ar1和由内部芯棒2反射出的内部反射太赫兹回波Ar2；有气隙缺陷区域则能够且只能够产生三种太赫兹回波，具体包括：由外部护套1反射出的表面反射太赫兹回波Ar1、由气隙缺陷3外表面反射出的内部反射太赫兹回波Ar3(即太赫兹波从外部护套1射入气隙缺陷3时所产生的内部反射太赫兹回波)和由气隙缺陷3内表面反射出的内部反射太赫兹回波Ar4(即太赫兹波从气隙缺陷3射入内部芯棒2所产生的内部反射太赫兹回波)。本专利技术实施例提供的复合绝缘子气隙缺陷判别方法，包括如下步骤：步骤101：采集复合绝缘子的表面反射太赫兹回波和内部反射太赫兹回波；步骤102：计算表面反射太赫兹回波与内部反射太赫兹回波的相位差；对于存在内部气隙缺陷的区域，气隙缺陷内外表面将分别产生一种内部反射太赫兹回波，应分别计算表面反射太赫兹回波与两种内部反射太赫兹回波的相位差；步骤103：计算前一太赫兹波扫描点与当前太赫兹波扫描点所产生的内部反射太赫兹回波的幅值比。由于空气的折射率与硅橡胶材料的折射率不同，所以太赫兹波从硅橡胶材料射入气隙缺陷产生的内部反射太赫兹回波相较于太赫兹波从硅橡胶材料射入环氧树脂复合材料产生的内部反射太赫兹回波的幅值会发生突变。步骤104：根据所述相位差、幅值比结合预设的气隙缺陷判别条件对所述复合绝缘子进行内部气隙缺陷判别。如图1所示，太赫兹波在异质界面的会产生回波，回波的反射系数(n′1为第1种材料的折射率、n'2为第2种材料的折射率，A0为入射太赫兹波幅值，Ar1为第1种材料的太赫兹回波幅值)。当复合绝缘子存在内部气隙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.复合绝缘子气隙缺陷判别方法，其特征在于，所述方法包括：采集复合绝缘子的表面反射太赫兹回波和内部反射太赫兹回波；计算表面反射太赫兹回波与内部反射太赫兹回波的相位差；计算前一太赫兹波扫描点与当前太赫兹波扫描点所产生的内部反射太赫兹回波的幅值比；根据所述相位差、幅值比结合预设的气隙缺陷判别条件对所述复合绝缘子进行内部气隙缺陷判别。

【技术特征摘要】
1.复合绝缘子气隙缺陷判别方法，其特征在于，所述方法包括：采集复合绝缘子的表面反射太赫兹回波和内部反射太赫兹回波；计算表面反射太赫兹回波与内部反射太赫兹回波的相位差；计算前一太赫兹波扫描点与当前太赫兹波扫描点所产生的内部反射太赫兹回波的幅值比；根据所述相位差、幅值比结合预设的气隙缺陷判别条件对所述复合绝缘子进行内部气隙缺陷判别。2.根据权利要求1所述的复合绝缘子气隙缺陷判别方法，其特征在于，所述气隙缺陷判别条件包括：若存在相位差＝±180°且则判定当前太赫兹波扫描点存在内部气隙缺陷，式中：n1为空气的折射率、n2为被测复合绝缘子外部护套的折射率，n3为被测复合绝缘子内部芯棒的折射率；否则，判定当前太赫兹波扫描点不存在内部气隙缺陷。3.复合绝缘子气隙缺陷判别装置，其特征在于，包括：采集模块：用于采集复合绝缘子的表面反射太赫兹回波和内部反射太赫兹回波；相位差计算模块：用于计算表面反射太赫兹回波与内部反射太赫兹回波的相位差；幅值比计算模块：用于计算前一太赫兹波扫描点与当前太赫兹波扫描点所产生的内部反射太赫兹回波的幅值比；判别模块：用于根据所述相位差、幅值比结合预设的气隙缺陷判别条件对所述复合绝缘子进行内部气隙缺陷判别。4.复合绝缘子气隙缺陷判别装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据权利要求1或2所述方法的步骤。5.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1或2所述方法的步骤。6.复合绝缘子气隙缺陷检测方法，其特征在于，所述方法包括：采用权利要求1或2所述的方法对被测复合绝缘子气隙缺陷进行判别；当判别结果为存在内部气隙缺陷时，根据太赫兹波入射至气隙缺陷所需时间计算气隙缺陷所处深度；根据太赫兹波穿过气隙缺陷所需时间计算气隙缺陷的高度；根据被测复合绝缘子的无气隙缺陷区域的内部反射太赫兹回波曲线、有气隙缺陷区域的内部反射太赫兹回波曲线，确定气隙缺陷的周向及轴向尺度。7.根据权利要求6所述的复合绝缘子气隙缺陷检测方法，其特征在于，采用公式(1)计算气隙缺陷所处深度：式中：L表示气隙缺陷所处深度；0.5·Δt1表示太赫兹波入射至气隙缺陷所需时间；Δt1＝t1-t0，t0表示采集到被测复合绝缘子表面反射太赫兹回波的时刻，t1表示采集到太赫兹波射入气隙缺陷时产生的内部反射太赫兹回波的时刻；c表示太赫兹波在空气中的传播速度；n2表示被测复合绝缘子外部护套的折射率。8.根据权利要求6所述的复合绝缘子气隙缺陷检测方法，其特征在于，采用公式(2)计算气隙缺陷的高度：h＝0.5*Δt2*c(2)式中：h表示气隙缺陷的高度，0.5*Δt2表示太赫兹波穿过气隙缺陷所需时间；Δt2＝t2-t1，t1表示采集到太赫兹波射入气隙缺陷时产生的内部反射太赫兹回波的时刻；t2表示采集到太赫兹波射出气隙缺陷时产生的内部反射太赫兹回波的时刻，c表示太赫兹波在空气中的传播速度。9.根据权利要求6所述的复合绝缘子气隙缺陷检测方法，其特征在于，确定气隙缺陷的周向及...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建军，张建国，周志成，陈大兵，李成钢，杨立恒，胡鹏，张晓琴，郭东亮，伍旺松，张中浩，梅红伟，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，清华大学深圳研究生院，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32