【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及远场检测，尤其涉及一种太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法及系统。
技术介绍
1、水力作为无公害、无污染的发电新能源，为电力行业做出了巨大贡献。水电配套的超高压大容量发电工程应用中，发电机定子线棒承担着各设备之间的载流连接，一旦出现故障将对发电的可靠性和安全运行造成严重影响。而线棒绝缘层是由多股自带绝缘的导线经过编织、换位、绕包和胶化成型后，通过真空压力浸渍或多胶模压固化形成绝缘层，固化后使得绝缘层层间无间隙，提高绝缘性能。线棒绝缘层在分股编织，减轻涡流损耗，弱化集肤效应，增大线棒铜股线载流量的同时，以不同角度的换位，来避免股间并联因槽内磁通和端部漏磁通感应而可能产生的循环电流，减少发热损耗。但水电配套的超高压大容量发电系统往往会受到环境水分、潮气或硫化湿气等因素影响，造成发电机组载流工作的线棒绝缘层会受侵蚀气隙、侵蚀粗糙化、老化细裂甚至粉化等隐蔽性缺陷造成局部绝缘性能弱化，进而导致绝缘层的绝缘性能急剧下降引发电晕、弧闪烧蚀甚至放电击穿故障，严重影响发电系统的安全稳定运行。
2、由于发电机定子线棒绝缘层材料以及绕包固化工艺的特殊性，目前成熟的无损检测技术，如超声波探伤、x射线探伤都由于衰减因素无法对发电机定子线棒绝缘层材料内部隐蔽缺陷实现精准检测，严重制约了巡检运维的保障能力。因此，需考虑穿透性更强、灵敏度更高的新型无损检测手段，在巡检运维期实现对发电机定子线棒绝缘层材料内部隐蔽缺陷早发现、早处理，避免因不能及时发现绝缘层内部缺陷影响威胁发电系统的安全稳定运行。
3、以太赫兹脉冲波进行无损
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术提供了一种太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法及系统解决使用的高分辨率飞秒量级的太赫兹耗时太长，且容易造成资源浪费，无法平衡检测效率与精度的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
4、第一方面，本专利技术提供了一种太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，包括：结合发电机定子线棒的材料数据，构建发电机定子线棒绝缘层数学模型，并依据所述数学模型建立新品备件的模型为基准参考模型；
5、利用皮秒量级频率范围为0.8thz-2.5thz的太赫兹系统采用相干探测方式对发电机定子线棒绝缘层进行无损检测，以获取内部存在缺陷的样品和新品备件的样品在检测周期内的原始周期连续信号数据；
6、基于傅里叶变换将原始周期连续信号进行分解，得到时域和频域信号数据；
7、同步对比存在内部缺陷的样品和新品备件的样品在检测周期内的原始周期连续信号数据，基于分解得到的频谱，依据被测样品厚度对应的拟合系数将时域和频域信号数据沿频率方向拟合成相位谱，以得到与频谱具备相同吸收峰的频率处的振幅、相位差数据，代入所述数学模型，并结合基准参考模型，识别出内部存在缺陷的样品的缺陷形状、尺寸及位置，以获取发电机定子线棒绝缘层内部缺陷形状、尺寸及位置与太赫兹脉冲波波段特征的对应关系，建立典型缺陷的特征量数据库；
8、基于所述基准参考模型和典型缺陷的特征量数据库对待检修的发电机定子线棒绝缘层内部进行快速地远场无损检测。
9、作为本专利技术所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法的一种优选方案，其中：所述基于傅里叶变换将原始周期连续信号进行分解，得到时域和频域信号数据，具体包括：
10、时域数据包括，多组不同频率、振动的简单弦波集合；
11、频域数据包括，每组弦波的频率分量占比、频率带宽分布的频谱和各组弦波对应振幅的相位谱数据。
12、作为本专利技术所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法的一种优选方案，其中：所述获取内部存在缺陷的样品和新品备件的样品在检测周期内的原始周期连续信号数据，包括：
13、在采样频率为k时，检测周期t内随时间变化获取n个采样点的原始周期连续信号和，结合三角函数线性组合表示为：
14、；
15、其中，为内部存在缺陷的样品a1原始周期连续信号数据；为新品备件的样品a0原始周期连续信号数据；和分别对应样品a1和样品a0在检测周期t内采样点频率分量占比，t1和t0分别对应样品a1和样品a0的采样点周期。
16、作为本专利技术所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法的一种优选方案，其中：所述频率带宽分布的频谱表示为：
17、；
18、其中，为内部存在缺陷的样品a1频谱；为新品备件的样品a0频谱。
19、作为本专利技术所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法的一种优选方案，其中：根据时域和频域信号数据得到检测周期t内各组弦波波峰相对频率轴的时间差数据，将对应各组弦波的时间差除以所在频率的周期得到的相位差沿频率方向拟合成相位谱，得到各组弦波对应振幅的相位谱数据。
20、作为本专利技术所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法的一种优选方案，其中：所述构建发电机定子线棒绝缘层数学模型为基于电磁理论和麦克斯韦电磁方程对发电机定子线棒绝缘层建立的数学模型。
21、作为本专利技术所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法的一种优选方案，其中：所述太赫兹系统产生平均功率为5w，频率范围为0.8thz-2.5thz，脉宽范围为2-10ps的皮秒量级脉冲波。
22、第二方面，本专利技术提供了一种太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的装置，包括，模型构建模块，用于结合发电机定子线棒的材料数据，构建发电机定子线棒绝缘层数学模型，并依据所述数学模型建立新品备件的模型为基准参考模型；
23、检测获取模块，用于利用皮秒量级频率范围为0.8thz-2.5thz的太赫兹系统采用相干探测方式对发电机定子线棒绝缘层进行无损检测，以获取内部存在缺陷的样品和新品备件的样品在检测周期内的原始周期连续信号数据；
24、分解模块，用于基于傅里叶变换将原始周期连续信号进行分解，得到时域和频域信号数据；
25、对比识别及数据库建立模块，用于同步对比存在内部缺陷的样品和新品备件的样品在检测周期内的原始周期连续信号数据，基于分解得到的频谱，依据被测样品厚度对应的拟合系数将时域和频域信号数据沿频率方向拟合成相位谱，以得到与频谱具备相同吸收峰的频率处的振幅、相位差数据，代入所述数学模型，并结合基准参考模型，识别出内部存在缺陷的样品的缺陷形状、尺寸及位置，以获取发电机定子线棒绝缘层内部缺陷形状、尺寸及位置与太赫兹脉冲波波段特征的对应关系，建立典型缺陷的特征量数据库；
26、检测模块，用于基于所述基准参考模型和典型缺陷的特征量数据库对待检修的发电机定子线棒绝缘层本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于， 包括：
2.如权利要求1所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述基于傅里叶变换将原始周期连续信号进行分解，得到时域和频域信号数据，具体包括：
3.如权利要求1或2所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述获取内部存在缺陷的样品和新品备件的样品在检测周期内的原始周期连续信号数据，包括：
4.如权利要求3所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述频率带宽分布的频谱表示为：
5.如权利要求4所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，根据时域和频域信号数据得到检测周期T内各组弦波波峰相对频率轴的时间差数据，将对应各组弦波的时间差除以所在频率的周期得到的相位差沿频率方向拟合成相位谱，得到各组弦波对应振幅的相位谱数据。
6.如权利要求5所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述构建发电机定子线棒绝缘层数学模型为基于电磁理论和麦克斯韦电磁方程对发电机定子线棒绝缘层建立的数学模型
7.如权利要求6所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述太赫兹系统产生平均功率为5W，频率范围为0.8THz-2.5THz，脉宽范围为2-10ps的皮秒量级脉冲波。
8.一种太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的系统，其特征在于，
9.一种电子设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于， 包括：
2.如权利要求1所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述基于傅里叶变换将原始周期连续信号进行分解，得到时域和频域信号数据，具体包括：
3.如权利要求1或2所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述获取内部存在缺陷的样品和新品备件的样品在检测周期内的原始周期连续信号数据，包括：
4.如权利要求3所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，所述频率带宽分布的频谱表示为：
5.如权利要求4所述的太赫兹检测发电机定子线棒绝缘缺陷的方法，其特征在于，根据时域和频域信号数据得到检测周期t内各组弦波波峰相对频率轴的时间差数据，将对应各组弦波的时间差除以所在频率的周期得到的相位差...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹崇梓，
申请(专利权)人：三峡金沙江云川水电开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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