基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法技术

本发明专利技术提供的一种基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法，包括步骤：S1.构造具有不同缺陷类型的绝缘子串；S2.通过超声波测量仪对瓷绝缘子串进行测量，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子片的超声波时域信号；S3.对超声波时域信号进行处理，获取超声波时域信号的特征频率和幅值；S4.构建缺陷型瓷绝缘子超声波信号的缺陷类型数据库；S5.对待测瓷绝缘子片进行超声波测量，得到待测瓷绝缘子片的超声波测量时域信号；S6.对超声波时域信号进行处理，获取超声波时域信号的特征频率和幅值；S7.将待测瓷绝缘子片的时频特征量与数据库进行对比，判断瓷绝缘子的缺陷类型。本发明专利技术能够判断瓷绝缘子的缺陷类型，实现对瓷绝缘子的有效检测。实现对瓷绝缘子的有效检测。

【技术实现步骤摘要】
基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法


[0001]本专利技术涉及电力系统瓷绝缘子领域，具体涉及基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法。

技术介绍

[0002]瓷绝缘子被广泛应用于高压输电线路中，不仅对输电导线起到支撑作用，而且对电力有绝缘的作用。在长时间的运行过程中，瓷绝缘子会受到环境气候以及化学腐蚀等的影响，这就导致了瓷绝缘于拉伸性能下降、瓷件出现裂纹或气孔等。为了确保瓷绝缘子的正常使用，保证电网系统的安全可靠运行，需要对瓷绝缘子的缺陷进行检测，而目前对于瓷绝缘子缺陷的检测，主要是通过人工的方式进行定期巡查，并经过粗略判断来确定瓷绝缘子是否有缺陷；或者是通过检验瓷绝缘子的绝缘电阻值进行简单地检测等：目前的检测手段不仅检测效率低、耗时长，同时，也不能完全检测出有缺陷的瓷绝缘子，检测效果差。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供的一种基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法，包括步骤：
[0004]S1.构造具有不同缺陷类型的瓷绝缘子串；
[0005]S2.控制瓷绝缘子串工作在设定运行电压下，同时通过超声设备对瓷绝缘子串进行测量，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子超声波时域信号；
[0006]S3.对超声波时域信号进行处理，获取超声波时域信号的特征数据，包括特征频率和幅值；
[0007]S4.基于获取的特征数据，得到每个缺陷类型对应的特征频率范围和幅值范围，将缺陷型瓷绝缘子缺陷类型和对应的特征频率范围和幅值范围对应存储形成缺陷类型数据库；
[0008]S5.控制待测瓷绝缘子串工作在设定运行电压下，同时通过超声波测量仪对待测瓷绝缘子进行超声波测量，得到待测瓷绝缘子的超声波时域信号；
[0009]S6.对超声波时域信号进行处理，获取待测瓷绝缘子的超声波时域信号的特征频率和幅值；
[0010]S7.将待测瓷绝缘子超声波信号的特征数据与瓷绝缘子缺陷类型数据库进行对比，判断待测瓷绝缘子的特征频率与幅值是否在数据库中所对应的范围内，若是，则将该范围对应的瓷绝缘子缺陷类型作为待测瓷绝缘子的缺陷类型；若否，则待测瓷绝缘子没有缺陷。
[0011]进一步，构造不同缺陷的瓷绝缘子串，具体包括：
[0012]S11.获取有缺陷的瓷绝缘子片；
[0013]S12.将有缺陷的瓷绝缘子片布置到正常瓷绝缘子串的不同位置，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子串；其中，所述瓷绝缘子片的缺陷类型包括：零值、低值、表面裂痕、破损。
[0014]进一步，所述步骤S12，具体包括：
[0015]将有缺陷的瓷绝缘子片分别布置到正常瓷绝缘子串的高压端、中压端以及低压端，得到单一缺陷的瓷绝缘子串；
[0016]将有缺陷的至少2个瓷绝缘子片同时布置到正常瓷绝缘子串的不同位置，得到组合缺陷的瓷绝缘子串。
[0017]进一步，所述步骤S2，具体包括：
[0018]S21.对超声波检测仪器进行校准；
[0019]S22.按照设定的检测距离，根据缺陷型瓷绝缘子串中瓷绝缘子的片数对缺陷型瓷绝缘子串施加相应的运行电压，使用校准后的超声波检测仪器依次对缺陷型瓷绝缘子串中每一个瓷绝缘子片进行测量，得到每一个瓷绝缘子片的超声波时域信号；
[0020]S23.重复步骤S22，对构造的每一个瓷绝缘子串进行测量。
[0021]进一步，所述步骤S3，采用小波变换的时频分析方法获取超声波时域信号的特征频率与幅值特征。
[0022]进一步，所述步骤S5，还包括：
[0023]由已校准的超声波检测仪器对待测瓷绝缘子所处环境进行超声波检测，并提取待测瓷绝缘子周围环境的超声波信号的特征频率和幅值。
[0024]进一步，所述步骤S7，具体包括：
[0025]若待测瓷绝缘子的超声波信号特征频率与幅值在瓷绝缘子缺陷类型数据库的范围内，且不存在于待测瓷绝缘子串周围环境的特征频率和幅值范围中，则将该范围对应的缺陷类型作为待测瓷绝缘子的缺陷类型；否则，待测的瓷绝缘子没有缺陷。
附图说明
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述：
[0027]图1为本专利技术的流程图。
具体实施方式
[0028]以下结合说明书附图对本专利技术做出进一步详细说明，如图所示：
[0029]本专利技术提供的一种基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法，包括步骤：
[0030]S1.构造具有不同缺陷类型的瓷绝缘子串；
[0031]S2.控制瓷绝缘子串工作在设定运行电压下，同时通过超声设备对瓷绝缘子串进行测量，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子超声波时域信号；
[0032]S3.对超声波时域信号进行处理，获取超声波时域信号的特征数据，包括特征频率和幅值；
[0033]S4.基于获取的特征数据，得到每个缺陷类型对应的特征频率范围和幅值范围，将缺陷型瓷绝缘子缺陷类型和对应的特征频率范围和幅值范围对应存储形成缺陷类型数据库；
[0034]S5.控制待测瓷绝缘子串工作在设定运行电压下，同时通过超声波测量仪对待测瓷绝缘子进行超声波测量，得到待测瓷绝缘子的超声波时域信号；
[0035]S6.对超声波时域信号进行处理，获取待测瓷绝缘子的超声波时域信号的特征频
[0056]破损：特征频率：X7～X8[0057]幅值：Y7～Y
8；
[0058]并将缺陷型瓷绝缘子缺陷类型和对应的特征频率范围和幅值范围对应存储形成缺陷类型数据库，其中，各种缺陷的特征数据的范围根据现有的方式进行确定，比如经验法。
[0059]本实施例中，所述步骤S5，具体包括：
[0060]S51.对超声波检测仪器进行校准；其中，所述检测仪器为超声波测量仪，同样地，按照步骤S21的方式，对超声波测量仪进行校准；
[0061]S52.按照设定的检测距离，使用校准后的超声波测量仪依次对缺陷型瓷绝缘子串中每一个瓷绝缘子片进行测量，得到每一个瓷绝缘子片的超声波时域信号；其中，在检测时，根据缺陷型瓷绝缘子串中瓷绝缘子的片数对缺陷型瓷绝缘子串施加相应的运行电压；本实施例中，设定的检测距离为10m，所述待测瓷绝缘子串为实际运行线路上的瓷绝缘子串，对实际运行的110kV电压等级的7片XP
‑
70型瓷绝缘子串中每一个瓷绝缘子片逐次进行测量；
[0062]S53.使用校准后的检测仪器对待测瓷绝缘子串所处周围环境进行超声波检测，提取待测瓷绝缘子串周围环境的超声波信号的特征频率和幅值。
[0063]本实施例中，所述步骤S6，采用小波变换的时频分析方法获取超声波时域信号的特征频率与幅值特征。
[0064]本实施例中，所述步骤S7，具体包括：
[0065]若待测瓷绝缘子的超声波信号特征频率与幅值在瓷绝缘子缺陷类型数据库的范围内，且不存在于待测瓷绝缘子串周围环境的特征频率和幅值范围中，则将该范围对应的缺陷类型作为待测瓷绝缘子的缺陷类型，具体包括：
[0066]若通过时频分析的待测瓷绝缘子片的特征频率为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法，其特征在于：包括步骤：S1.构造具有不同缺陷类型的瓷绝缘子串；S2.控制绝缘子串工作在设定运行电压下，同时通过超声设备对瓷绝缘子串进行测量，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子超声波时域信号；S3.对超声波时域信号进行处理，获取超声波时域信号的特征数据，包括特征频率和幅值；S4.基于获取的特征数据，得到每个缺陷类型对应的特征频率范围和幅值范围，将缺陷型瓷绝缘子缺陷类型和对应的特征频率范围和幅值范围对应存储形成缺陷类型数据库；S5.控制待测瓷绝缘子串工作在设定运行电压下，同时通过超声波测量仪对待测瓷绝缘子进行超声波测量，得到待测瓷绝缘子的超声波时域信号；S6.对超声波时域信号进行处理，获取待测瓷绝缘子的超声波时域信号的特征频率和幅值；S7.将待测瓷绝缘子超声波信号的特征数据与瓷绝缘子缺陷类型数据库进行对比，判断待测瓷绝缘子的特征频率与幅值是否在数据库中所对应的范围内，若是，则将该范围对应的瓷绝缘子缺陷类型作为待测瓷绝缘子的缺陷类型；若否，则待测瓷绝缘子没有缺陷。2.根据权利要求1所述的基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法，其特征在于：构造不同缺陷的瓷绝缘子串，具体包括：S11.获取有缺陷的瓷绝缘子片；S12.将有缺陷的瓷绝缘子片布置到正常瓷绝缘子串的不同位置，得到不同缺陷类型的瓷绝缘子串；其中，所述瓷绝缘子片的缺陷类型包括：零值、低值、表面裂痕、破损。3.根据权利要求1所述的基于超声波信号的瓷绝缘子缺陷检测方法，其特征在于：所述步骤S12，具体包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑凯，张志劲，雷雨，蒋兴良，杨富淇，梁田，郑华龙，武剑，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司超高压分公司，
类型：发明
国别省市：