复合绝缘子超宽带射频传感智能金具及其使用方法技术

本发明专利技术提供了一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具及其使用方法。使用方法包括以下步骤：提供分别布设于复合绝缘子两端的第一金具和第二金具，第一金具内部安装有超宽带信号发射机和四个第一射频探针，第二金具内部安装有超宽带信号接收机和四个第二射频探针；通过超宽带信号发射机对第一射频探针进行馈电，激励出HE11模式的射频微波；通过第二射频探针收集传输来的射频微波信号，利用超宽带信号接收机对射频微波信号进行处理，并通过超宽带信号接收机将处理后的射频微波信号传输至远端服务器，最后通过远端服务器对处理后的射频微波信号进行后台分析复合绝缘子内部是否存在缺陷。采用本发明专利技术中的使用方法，可准确诊断复合绝缘子内部是否存在缺陷。

Ultra-Wideband Radio Frequency Sensing Intelligent Fittings with Composite Insulators and Their Application

The invention provides an ultra-wideband radio frequency sensing intelligent metal tool with composite insulators and a method for its use. The use method includes the following steps: providing the first and second fittings respectively arranged at the two ends of the composite insulator; installing the UWB signal transmitter and four first radio frequency probes in the first fittings; installing the UWB signal receiver and four second radio frequency probes in the second fittings; feeding the first radio frequency probe through the UWB signal transmitter to stimulate the HE11. The radio frequency microwave signal is collected and transmitted by the second radio frequency probe. The radio frequency microwave signal is processed by the ultra-wideband signal receiver. The processed radio frequency microwave signal is transmitted to the remote server through the ultra-wideband signal receiver. Finally, the processed radio frequency microwave signal is analyzed by the remote server. Is there any defect? By adopting the use method of the invention, the defect inside the composite insulator can be accurately diagnosed.

【技术实现步骤摘要】
复合绝缘子超宽带射频传感智能金具及其使用方法
本专利技术涉及电力设备运行状态检修领域，具体涉及一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具及其使用方法。
技术介绍
复合绝缘子因其重量轻、强度高、耐污闪性能强、制造维护方便等众多优点，弥补了瓷和玻璃绝缘子的不足，在电网中的应用越来越广泛。目前，在全国电网中使用的复合绝缘子数量高达几百万支，运行时间最长的已超过二十年。复合绝缘子护套的主要成分是硅橡胶，当长期暴露在室外环境中时，硅橡胶受日晒、雨淋、高温、严寒、沙蚀、酸蚀、强电场等物理化学作用，其聚合物链逐渐发生分解和挥发等变化，性能逐步下降，导致复合绝缘子出现粉化、硬化、裂化、电蚀损、憎水性丧失等特征，从而随着使用年限的增加，复合绝缘子耐污闪性能变差、绝缘可靠性降低。同时，复合绝缘子在不合规范操作或在长期运行过程中会出现机械强度下降、金具松动、酸性气体侵入等问题，致使复合绝缘子的芯棒发生脱落或脆断。因此，实际使用中需要对复合绝缘子进行检测，以保证复合绝缘子使用的安全性和可靠性。目前，国内外研究者对复合绝缘子检测技术开展了大量研究，按检测作业方式可分为接触式和非接触式两种。前者包括短路叉法或火花间隙法、光电检测杆法、电场测量法、脉冲电流法、泄漏电流法等；后者包括紫外成像法、红外热像法、声脉冲法、激光多普勒法等。接触式检测作业需要到现场逐个进行测量，甚至登杆登塔，劳动强度大，效率低，危险性高。非接触检测法如激光多普勒法可检测开裂的复合绝缘子，但是对未开裂的复合绝缘子不起作用，且设备体积庞大，不适合野外作业；声脉冲法因耦合、衰减及超声换能器性能问题目前尚未在远距离遥测上有重大突破，不适合运行现场检测，而主要用于企业生产在线检测及实验室鉴定；紫外成像法进行检测时需要绝缘子发生局部放电，要求在正常温度、高湿度环境中进行，而且检测设备价格昂贵、功能单一，检测结果容易受观察角度的影响。当前应用较为广泛的非接触式检测技术是红外热像检测法，红外热像检测法能够检测出由局部放电、泄漏电流流过绝缘物质时的介电损耗或电阻损耗等引起的绝缘子局部温度升高，但温度量易受阳光、大风、潮气、环境温度及一些能引起绝缘子表面温度急剧变化因素的影响；而红外热像检测法对于复合绝缘子存在着界面气隙、内部裂纹等缺陷隐蔽性缺陷检测效果明显不如对导通性缺陷的检测效果。而位于射频区间的微波具有很强的穿透力，能够有效地检测出复合绝缘子的内部细微裂纹，因此有必要研究复合绝缘子超宽带射频传感智能金具。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术提供了一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具及其使用方法，可以快速诊断复合绝缘子内部是否存在缺陷。为实现上述目的，本专利技术公开了一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的使用方法，包括以下步骤：提供分别布设于复合绝缘子两端的第一金具和第二金具，所述第一金具内部安装有超宽带信号发射机和四个第一射频探针，所述第二金具内部安装有超宽带信号接收机和四个第二射频探针；通过所述超宽带信号发射机对四个所述第一射频探针的不同馈电方式馈电激励出HE11模式的射频微波，所述HE11模式的射频微波沿复合绝缘子的内部进行传输；通过四个所述第二射频探针收集经复合绝缘子的内部传输来的射频微波信号，并利用所述超宽带信号接收机对射频微波信号进行放大、混频、检波和滤波处理；通过所述超宽带信号接收机中的通讯模块将处理后的射频微波信号传输至远端服务器；通过所述远端服务器对处理后的射频微波信号进行后台分析，通过数据后处理算法生成对应于HE11模式的射频微波的TM01模式微波电平，并根据TM01模式微波电平诊断复合绝缘子内部是否存在缺陷。本专利技术的有益效果在于：实现对复合绝缘子的远程在线检测；利用HE11模式射频微波的穿透力，能够有效的检测出复合绝缘子的内部细微裂纹等缺陷，保证复合绝缘子的安全使用；与现有技术中的接触式检测相比大幅降低了检测成本和难度，具有更好的适应性。同时与紫外成像法、红外热像法、声脉冲法和激光多普勒法等非接触式检测方法相比，检测的准确度高、检测成本低，不受外界环境因素的影响。本专利技术复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的进一步改进在于，于通过所述四个第二射频探针收集经复合绝缘子内部传输射频微波信号的步骤中，通过所述四个第二射频探针收集射频微波信号的时域和频域特征参数。通过收集时域和频域信号，进行时域和频域信号综合分析，进一步保证检测结果的准确性。本专利技术复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的进一步改进在于，于通过所述远端服务器对处理后的射频微波信号进行后台分析步骤中，通过校正算法修正复合绝缘子的结构和材料因素对射频微波传输的影响，处理得到TM01模式微波信号，并综合缺陷数据库信息输出诊断结果。综合考虑复合绝缘子的结构和材料因素对射频微波传输的影响，更好地保证诊断结果精准度。本专利技术复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的进一步改进在于，所述第一金具安装于所述复合绝缘子的高压端，所述第二金具安装于所述复合绝缘子的接地端。本专利技术还公开了一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具，包括分别布设于复合绝缘子两端的第一金具和第二金具，所述第一金具内部的靠近复合绝缘子的芯棒的一端形成有第一空腔，所述第二金具内部的靠近复合绝缘子的芯棒的一端形成有第二空腔，所述第一空腔的靠近所述芯棒的一端固设有四个第一射频探针，所述第一空腔的远离所述芯棒的一端嵌设有超宽带信号发射机，所述第二空腔的靠近所述芯棒的一端固设有四个第二射频探针，所述第二空腔的远离所述芯棒的一端嵌设有超宽带信号接收机，所述超宽带信号发射机通过第一传输线缆连接于所述第一射频探针，所述超宽带信号接收机通过第二传输线缆连接于所述第二射频探针，所述超宽带信号接收机包括放大模块、混频模块、检波模块、滤波模块以及连接于远端服务器的通讯模块，四个所述第一射频探针和四个所述第二射频探针分别沿绝缘子芯棒轴线的周向阵列分布。本专利技术复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的进一步改进在于，所述四个第一射频探针包括一体连接于所述第一金具的第一固定端和内置于所述第一空腔中的第一外露端，所述四个第二射频探针包括一体连接于所述第二金具的第二固定端和内置于所述第二空腔中的第二外露端，所述第一传输线缆埋设于所述第一金具中，所述第二传输线缆埋设于所述第二金具中。本专利技术复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的进一步改进在于，所述复合绝缘子的高压端安装有所述第一金具，所述复合绝缘子的接地端安装有所述第二金具。附图说明图1是本专利技术复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的使用方法的流程图。图2是本专利技术复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的结构示意图。具体实施方式为利于对本专利技术的了解，以下结合附图及实施例进行说明。参阅图1可知，本专利技术公开了一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的使用方法，包括以下步骤：步骤101：提供分别布设于复合绝缘子两端的第一金具1和第二金具2，第一金具1内部安装有超宽带信号发射机12和四个第一射频探针13，第二金具2内部安装有超宽带信号接收机22和四个第二射频探针23；步骤102：通过超宽带信号发射机12对四个第一射频探针13的不同馈电方式馈电激励出HE11模式的射频微波，HE11模式的射频微波沿复合绝缘子的内部进行传输；步骤103：通过四个第二射频探针23收集经复合绝缘子的内部传输来的射频微波信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：提供分别布设于复合绝缘子两端的第一金具和第二金具，所述第一金具内部安装有超宽带信号发射机和四个第一射频探针，所述第二金具内部安装有超宽带信号接收机和四个第二射频探针；通过所述超宽带信号发射机对四个所述第一射频探针的不同馈电方式激励出HE11模式的射频微波，所述HE11模式的射频微波沿复合绝缘子的内部进行传输；通过四个所述第二射频探针收集经复合绝缘子的内部传输来的射频微波信号，并利用所述超宽带信号接收机对射频微波信号进行放大、混频、检波和滤波处理；通过所述超宽带信号接收机中的通讯模块将处理后的射频微波信号传输至远端服务器；通过所述远端服务器对处理后的射频微波信号进行后台分析，通过数据后处理算法生成对应于HE11模式的射频微波的TM01模式微波电平，并根据TM01模式微波电平诊断复合绝缘子内部是否存在缺陷。

【技术特征摘要】
1.一种复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：提供分别布设于复合绝缘子两端的第一金具和第二金具，所述第一金具内部安装有超宽带信号发射机和四个第一射频探针，所述第二金具内部安装有超宽带信号接收机和四个第二射频探针；通过所述超宽带信号发射机对四个所述第一射频探针的不同馈电方式激励出HE11模式的射频微波，所述HE11模式的射频微波沿复合绝缘子的内部进行传输；通过四个所述第二射频探针收集经复合绝缘子的内部传输来的射频微波信号，并利用所述超宽带信号接收机对射频微波信号进行放大、混频、检波和滤波处理；通过所述超宽带信号接收机中的通讯模块将处理后的射频微波信号传输至远端服务器；通过所述远端服务器对处理后的射频微波信号进行后台分析，通过数据后处理算法生成对应于HE11模式的射频微波的TM01模式微波电平，并根据TM01模式微波电平诊断复合绝缘子内部是否存在缺陷。2.根据权利要求1所述的复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的使用方法，其特征在于：于通过所述四个第二射频探针收集经复合绝缘子的内部传输来的射频微波信号的步骤中，通过所述四个第二射频探针收集射频微波信号中的时域和频域特征参数。3.根据权利要求1所述的复合绝缘子超宽带射频传感智能金具的使用方法，其特征在于：于通过所述远端服务器对处理后的射频微波信号进行后台分析步骤中，通过校正算法修正复合绝缘子的结构和材料因素对射频微波传输的影响，处理得到TM01模式微波信号，并综合缺陷数据库信息输出诊断结果。4.根据权利要求1所述的复合绝缘子超宽带射频传感智能金...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹骏刚，吴润琪，马钢，陈小军，刘艳，
申请(专利权)人：江苏双汇电力发展股份有限公司，湖南大学，扬州市双宝电力设备有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32