專利名稱：一種基于振動聲學(xué)的支柱絕緣子裂紋的檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電力傳輸領(lǐng)域，特別涉及一種基于振動聲學(xué)的支柱絕緣子裂紋的檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力設(shè)備的絕緣狀態(tài)對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，長期以來電力系統(tǒng)沿用 傳統(tǒng)的定期試驗(yàn)方式(稱預(yù)防性試驗(yàn))來檢測高壓設(shè)備的絕緣。但由于預(yù)防性試驗(yàn)電壓 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際運(yùn)行電壓，往往不能發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣缺陷；且定期的電網(wǎng)斷電，將給國民經(jīng)濟(jì) 造成損失。20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)外在帶電測量技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起一門新的監(jiān)測技
術(shù)--------電氣設(shè)備絕緣在線檢測與診斷技術(shù)。它能對被監(jiān)測設(shè)備的絕緣參數(shù)隨時進(jìn)行
測量，大大地縮短了運(yùn)行設(shè)備的檢測時間，為電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供可靠的保證。
發(fā)明內(nèi)容為了解決預(yù)防性試驗(yàn)的不足，保證設(shè)備和線路的安全，減少停電對國民經(jīng)濟(jì)的影 響，本實(shí)用新型提供了一種新的帶電檢測電氣設(shè)備絕緣在線檢測與診斷系統(tǒng)，通過該系統(tǒng) 來評估支柱絕緣子對激勵聲波的反應(yīng)頻譜來確定支柱絕緣子是否已經(jīng)損壞。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是支柱絕緣子保持其機(jī)械強(qiáng)度的基 本準(zhǔn)則是其特征頻率在時間上的不變化特質(zhì)，本實(shí)用新型通過評估支柱絕緣子對激勵聲波 的反應(yīng)頻譜來確定支柱絕緣子是否已經(jīng)損壞。支柱絕緣子的損傷狀況可以按照其機(jī)械強(qiáng)度 即承載能力(支柱絕緣子破壞時的最小受力)來判斷，而支柱絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度值可以通 過對絕緣子施加的一定頻率激勵聲波，評估絕緣子隨機(jī)械振動作用的反應(yīng)功率頻譜加以判 斷。支柱絕緣子的承載能力或發(fā)生破壞極限載荷，按照以下公式計(jì)算P1Zp0 = (W1ZW0)2其中P0——未破損之絕緣子的極限載荷；P1——破損之絕緣子的極限載荷；W0——未破損之絕緣子的震動功率譜密度尖峰頻率；W1——破損之絕緣子的震動功率譜密度尖峰頻率；因此，通過檢測絕緣子的固有頻率來監(jiān)測絕緣子的運(yùn)行工況，在理論和實(shí)踐上是 切實(shí)可行的。按照測量結(jié)果評估絕緣子機(jī)械狀況的準(zhǔn)則支柱式絕緣子保持其機(jī)械強(qiáng)度的基本準(zhǔn)則是其頻率特性在時間上的不變化特質(zhì)， 即要評估絕緣子對于帶《白雜波》式譜之震動激發(fā)的反應(yīng)功率譜密度。(1)絕緣子處于完好的狀態(tài)在4000-5000赫茲頻率范圍內(nèi)功率譜密度只有一個最大值(基本頻率或者主導(dǎo)頻率為4500赫茲，這是絕緣子中的基波頻率)。(2)絕緣子處于非完好狀態(tài)(必須報廢——絕緣子承載能力降低2. 5——25倍)；在以下頻率范圍內(nèi)功率譜密度出現(xiàn)數(shù)個強(qiáng)度可比量的最大值(差別在 3分貝區(qū)域之內(nèi)—— 1.5倍)1000——3000赫茲第一次出現(xiàn)，4000——5000赫茲第二次出現(xiàn)；在1000——2000赫茲范圍內(nèi)功率譜密度出現(xiàn)一個最大值；4000——5000赫茲第一次出現(xiàn)；8000——10000赫茲第二次出現(xiàn)。本實(shí)用新型支柱絕緣子振動聲學(xué)檢測系統(tǒng)示意圖如圖1所示，檢測系統(tǒng)包括待測 的絕緣子(1)、與聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)相連的激勵聲波發(fā)射觸頭(3)和反應(yīng)聲波 接受觸頭(4)，同時，聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)與計(jì)算機(jī)(5)相連。工作過程它包括以下步驟(1)用頻譜范圍在1000 10000Hz的聲波對待測支柱 絕緣子逐個進(jìn)行激勵并檢測絕緣子受迫振動的固有頻率；(2)將被測支柱絕緣子的受迫振 動的連續(xù)聲波頻譜檢測結(jié)果，輸入預(yù)先建立的支柱絕緣子內(nèi)部裂紋判別函數(shù)，得到支柱絕 緣子內(nèi)部裂紋的判定。本實(shí)用新型的有益效果是(1)本頂目投入少，購置一整套振動聲學(xué)檢測設(shè)備，不需要停電就可以了解運(yùn)行設(shè) 備的損壞狀況，減少停電對國民經(jīng)濟(jì)的影響；(2)在運(yùn)行電壓下，絕緣的缺陷容易暴露出來，可對運(yùn)行中的支柱絕緣子進(jìn)行跟蹤 監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)支柱絕緣子內(nèi)部的故障隱患；(3)振動聲學(xué)在線檢測所得到的數(shù)據(jù)為設(shè)備的“狀態(tài)檢修”提供依據(jù)，可以減少不 必要的檢修次數(shù)，節(jié)約人力、物力；(4)振動聲學(xué)檢測技術(shù)操作簡單，不需要配備專業(yè)的檢測人員，可以由檢修人員或 運(yùn)行人員兼職檢測工作，可大大降低專業(yè)人員的培訓(xùn)費(fèi)用。

圖1為本實(shí)用新型支柱絕緣子振動聲學(xué)檢測系統(tǒng)示意圖。圖2為狀態(tài)良好的支柱絕緣振動功率譜密度評定圖。圖3為斷裂出在底法蘭上時，不良狀況絕緣子振動功率譜密度評定圖。圖4為斷裂出在上法蘭上時，不良狀況絕子振動功率譜密度評定圖。圖1中1、待測的支柱絕緣子；2、聲波發(fā)射/記錄/控制單元；3、激勵聲波發(fā)射觸 頭；4、反應(yīng)聲波接受觸頭；5、計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
對于待測的支柱絕緣子(1)，在聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)的控制之下，由激 勵聲波發(fā)射觸頭(3)對待測的支柱絕緣子(1)發(fā)射一定頻率的聲波，使待測的支柱絕緣子
(1)受迫振動，再由反應(yīng)聲波接受觸頭(5)接收待測的支柱絕緣子(1)發(fā)出的受迫振動的 連續(xù)聲波，并由聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)做記錄，然后由聲波發(fā)射/記錄/控制單元
(2)將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)(5)，在計(jì)算機(jī)中形成聲波頻譜，輸入預(yù)先建立的支柱絕緣子內(nèi)部 裂紋判別函數(shù)，得到支柱絕緣子內(nèi)部裂紋的判定如圖2為狀態(tài)良好的支柱絕緣振動功率譜密度評定圖；圖3為斷裂出在底法蘭上時，不良狀況絕緣子振動功率譜密度評定圖；圖4為斷裂出在上法蘭上時，不良狀況絕子振動功率譜密度評定圖。
權(quán)利要求一種基于振動聲學(xué)的支柱絕緣子裂紋的檢測系統(tǒng)，其特征是檢測系統(tǒng)包括待測的絕緣子(1)、與聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)相連的激勵聲波發(fā)射觸頭(3)和反應(yīng)聲波接受觸頭(4)，同時，聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)與計(jì)算機(jī)(5)相連。
專利摘要一種基于振動聲學(xué)的支柱絕緣子裂紋的檢測系統(tǒng)，屬于電力傳輸領(lǐng)域，檢測系統(tǒng)包括待測的絕緣子(1)、與聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)相連的激勵聲波發(fā)射觸頭(3)和反應(yīng)聲波接受觸頭(4)，同時，聲波發(fā)射/記錄/控制單元(2)與計(jì)算機(jī)(5)相連。本實(shí)用新型可以對支柱絕緣子進(jìn)行現(xiàn)場帶電監(jiān)測，檢測時，只需對支柱絕緣子進(jìn)行一次連續(xù)聲波的采集，便可以分別通過預(yù)先建立的各類判別函數(shù)，進(jìn)行支柱絕緣子內(nèi)部裂紋的檢測。
文檔編號G01N29/12GK201569642SQ20092024435
公開日2010年9月1日 申請日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者孫國強(qiáng), 宋朝暉, 池永斌 申請人:黑龍江省電力科學(xué)研究院