本公開(kāi)屬于輸電線路外絕緣領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：

絕緣子在電力系統(tǒng)尤其是輸電線路中具有不可替代的作用，主要功能包括機(jī)械固定和電氣絕緣，其運(yùn)行性能影響到整條輸電線路乃至整個(gè)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。復(fù)合絕緣子具有質(zhì)量輕、防污閃能力強(qiáng)、維護(hù)方便、制作過(guò)程精簡(jiǎn)等諸多優(yōu)良特性。自20世紀(jì)50年代被發(fā)明以來(lái)，在世界各國(guó)電網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)當(dāng)中投入使用的復(fù)合絕緣子已經(jīng)有上千萬(wàn)只，其中，電壓等級(jí)在110kV以上的復(fù)合絕緣子的掛網(wǎng)運(yùn)行數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了500萬(wàn)，位居世界首位，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)第二位的美國(guó)。近年來(lái)，部分已經(jīng)投入運(yùn)行的復(fù)合絕緣子在使用一段時(shí)間之后，出現(xiàn)了內(nèi)部絕緣性能劣化乃至整體擊穿等問(wèn)題，有些甚至已經(jīng)引發(fā)質(zhì)量事故，給電力系統(tǒng)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。造成事故的主要原因?yàn)榻^緣子制造工藝存在問(wèn)題以及復(fù)合絕緣子性能老化。

復(fù)合絕緣子出現(xiàn)的主要問(wèn)題為存在護(hù)套和芯棒脫離、護(hù)套內(nèi)部出現(xiàn)氣孔或者斷層、芯棒裂痕和斷裂等缺陷。研究表明存在缺陷的復(fù)合絕緣子的電場(chǎng)分布很不均勻，在缺陷處將出現(xiàn)明顯的電場(chǎng)畸變，電場(chǎng)畸變處將會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生局部放電，使復(fù)合絕緣子性能劣化，影響輸電線路安全，造成運(yùn)行事故，給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本公開(kāi)揭示了一種復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：

所述方法包括以下步驟：

S100、將復(fù)合絕緣子樣品作為一個(gè)“黑盒”，對(duì)復(fù)合絕緣子樣品施加高頻脈沖電壓；

S200、利用示波器獲得施加的高頻脈沖電壓信號(hào)在復(fù)合絕緣子上產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)；

S300、將獲得的檢測(cè)信號(hào)的波形和復(fù)合絕緣子具體缺陷類(lèi)型的波形相對(duì)應(yīng)，建立檢測(cè)信號(hào)和復(fù)合絕緣子的具體缺陷類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步建立“檢測(cè)信號(hào)一缺陷類(lèi)型”對(duì)照?qǐng)D表；

S400、對(duì)待檢測(cè)的復(fù)合絕緣子施加高頻脈沖電壓，得到檢測(cè)信號(hào)波形，根據(jù)“檢測(cè)信號(hào)一缺陷類(lèi)型”對(duì)照?qǐng)D表獲得所述待檢測(cè)的復(fù)合絕緣子的缺陷。

本公開(kāi)的有益效果是：

針對(duì)輸電線路中使用的復(fù)合絕緣子內(nèi)部存在的缺陷無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)得到的問(wèn)題，將其轉(zhuǎn)化為一個(gè)無(wú)法直觀觀測(cè)的“黑盒”，對(duì)其施加高頻脈沖，獲得其典型波性特征，建立復(fù)合絕緣子內(nèi)部典型缺陷對(duì)應(yīng)的典型波形的數(shù)據(jù)庫(kù)，作為復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測(cè)的判斷依據(jù)。該復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷的檢測(cè)方法準(zhǔn)確、可靠。

該復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法方便、快捷，通過(guò)檢測(cè)信號(hào)可以反推得到復(fù)合絕緣子內(nèi)部的缺陷類(lèi)型；且無(wú)需對(duì)復(fù)合絕緣子進(jìn)行解體 檢測(cè)，帶來(lái)檢測(cè)誤差。

附圖說(shuō)明：

圖1為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法的基本原理圖；

圖2(a)、圖2(c)、圖2(e)、圖2(g)分別為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中復(fù)合絕緣子正常情況、芯棒內(nèi)部存在雜質(zhì)、芯棒內(nèi)部存在氣孔、芯棒斷裂情況下示波器測(cè)得的電壓、電流波形；

圖2(b)、圖2(d)、圖2(f)、圖2(h)分別為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中復(fù)合絕緣子正常情況、芯棒內(nèi)部存在雜質(zhì)、芯棒內(nèi)部存在氣孔、芯棒斷裂情況下的電流的幅頻特性曲線。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖1-圖2和具體的實(shí)施例對(duì)本公開(kāi)進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明；

在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)揭示了一種復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：

所述方法包括以下步驟：

S100、將復(fù)合絕緣子樣品作為一個(gè)“黑盒”，對(duì)復(fù)合絕緣子樣品施加高頻脈沖電壓；

S200、利用示波器獲得施加的高頻脈沖電壓信號(hào)在復(fù)合絕緣子上產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)；

S300、將獲得的檢測(cè)信號(hào)的波形和復(fù)合絕緣子具體缺陷類(lèi)型的波形相對(duì)應(yīng)，建立檢測(cè)信號(hào)和復(fù)合絕緣子的具體缺陷類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，進(jìn)一步建立“檢測(cè)信號(hào)-缺陷類(lèi)型”對(duì)照?qǐng)D表；

S400、對(duì)待檢測(cè)的復(fù)合絕緣子施加高頻脈沖電壓，得到檢測(cè)信號(hào)波形，根據(jù)“檢測(cè)信號(hào)-缺陷類(lèi)型”對(duì)照?qǐng)D表獲得所述待檢測(cè)的復(fù)合絕緣子的缺陷。

在本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)具有典型缺陷的復(fù)合絕緣子樣品施加高頻脈沖電流，利用示波器等檢測(cè)儀器獲得典型缺陷樣品的檢測(cè)信號(hào)，建立檢測(cè)信號(hào)-典型缺陷的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以此作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)復(fù)合絕緣子內(nèi)部的典型缺陷進(jìn)行檢測(cè)。該發(fā)明對(duì)于電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和可靠供電具有重要意義。

本公開(kāi)提供了一種復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷檢測(cè)方法，由于復(fù)合絕緣子內(nèi)部典型缺陷無(wú)法直觀觀察獲得，于是將復(fù)合絕緣子等效為一個(gè)“黑盒”，通過(guò)向該“黑盒”施加高頻脈沖電流，作為輸入量。將示波器獲得的檢測(cè)信號(hào)的波形作為輸出量。通過(guò)對(duì)獲得的波形進(jìn)行進(jìn)一步的處理，提取其幅值、頻率等信號(hào)特征，并利用聚類(lèi)分析法對(duì)其進(jìn)行總結(jié)，建立復(fù)合絕緣子內(nèi)部典型缺陷與檢測(cè)信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，建立檢測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)對(duì)具有內(nèi)部缺陷的復(fù)合絕緣子樣品進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通過(guò)比對(duì)其輸出的檢測(cè)信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)已有信息的相似度，對(duì)復(fù)合絕緣子內(nèi)部存在的缺陷做出判斷。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述復(fù)合絕緣子的具體缺陷類(lèi)型包括：內(nèi)部氣孔、內(nèi)部雜質(zhì)、芯棒裂縫、芯棒與護(hù)套脫粘。

在本實(shí)施例中，復(fù)合絕緣子出現(xiàn)的主要問(wèn)題為存在護(hù)套和芯棒脫離、護(hù)套內(nèi)部出現(xiàn)氣孔或者斷層、芯棒裂痕和斷裂等缺陷。研究表明存在缺陷的復(fù)合絕緣子的電場(chǎng)分布很不均勻，在缺陷處將出現(xiàn)明顯的電場(chǎng)畸變，電場(chǎng)畸變處將會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生局部放電，使復(fù)合絕緣子性能劣化，影響輸電線路安全，造成運(yùn)行事故，給電力系統(tǒng)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。

在一個(gè)實(shí)施例中，步驟S100中所述的高頻脈沖電壓是利用高頻脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的。

在本實(shí)施例中，能夠產(chǎn)生高頻脈沖電壓的其他器材均適用與產(chǎn)生本公開(kāi)所述的高頻脈沖電壓。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述方法還用于對(duì)步驟S100中高頻脈沖電壓進(jìn)行優(yōu)化，具體為：將步驟S200中的檢測(cè)信號(hào)與復(fù)合絕緣子正常樣品檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較，獲得所述檢測(cè)信號(hào)的靈敏度，進(jìn)而獲得復(fù)合絕緣子各缺陷對(duì)應(yīng)的較佳的高頻脈沖電壓。

在本實(shí)施例中，所述檢測(cè)信號(hào)的靈敏度是指缺陷波形及幅頻特性曲線與正常樣品的波形和幅頻特性曲線的區(qū)分度，當(dāng)區(qū)分度最大時(shí)，選擇此時(shí)使用的高頻脈沖電壓作為施加電壓。

在一個(gè)實(shí)施例中，獲得步驟S300中所述復(fù)合絕緣子具體缺陷類(lèi)型的波形具體包括：通過(guò)示波器獲得高頻脈沖電壓施加于復(fù)合絕緣子樣品后得到的檢測(cè)信號(hào)的波形信息，對(duì)得到的檢測(cè)信號(hào)的波形信息利用聚類(lèi)分析法進(jìn)行分析和處理獲得復(fù)合絕緣子的具體缺陷類(lèi)型對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)的波形。

在本實(shí)施例中，首先通過(guò)人工制造或調(diào)研收集獲得大量的具有內(nèi)部典型缺陷的復(fù)合絕緣子樣品，對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)處理。針對(duì)具有不同類(lèi)型的典型內(nèi)部缺陷的復(fù)合絕緣子，對(duì)其施加高頻脈沖電流，作為“黑盒”的激勵(lì)源，利用示波器等檢測(cè)儀器獲得通過(guò)復(fù)合絕緣子樣品的檢測(cè)信號(hào)，如圖圖2(a)、圖2(c)、圖2(e)、圖2(g)所示：分別為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中復(fù)合絕緣子正常情況、芯棒內(nèi)部存在雜質(zhì)、芯棒內(nèi)部存在氣孔、芯棒斷裂情況下示波器測(cè)得的波形；將示波器等檢測(cè)儀器獲得的檢測(cè)信號(hào)輸入電腦當(dāng)中進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理，獲得其相關(guān)的參數(shù)特征?；诖罅康姆诸?lèi)實(shí)驗(yàn)建立典型缺陷的檢測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)“聚類(lèi)分析法”將檢測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中的相關(guān)信息進(jìn)行分類(lèi)處理，獲得檢測(cè)信號(hào)與缺陷類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

在工程實(shí)際中進(jìn)行復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷的檢測(cè)時(shí)，對(duì)需檢測(cè)的復(fù)合絕緣子樣品施加高頻脈沖，獲得其檢測(cè)信號(hào)，如圖圖2(b)、圖2(d)、圖2(f)、圖2(h)分別為本公開(kāi)一個(gè)實(shí)施例中復(fù)合絕緣子正常情況、芯棒內(nèi)部存在雜質(zhì)、芯棒內(nèi)部存在氣孔、芯棒斷裂情況下的幅頻特性曲線，對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理，得到檢測(cè)信號(hào)的波形特征。將獲得檢測(cè)信號(hào)的波形特征與之前建立的復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷的檢測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)中的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比、識(shí)別，從而判斷得到被檢復(fù)合絕緣子內(nèi)部缺陷的缺陷類(lèi)型。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述檢測(cè)信號(hào)的波形信息包括：波形的幅值、上升沿時(shí)間和頻率。

在本實(shí)施例中，所述波形信息具體指其幅-頻特性，以及幅頻特性 曲線中的頻率分布及其峰值大??；對(duì)比識(shí)別即為比較示波器波形的幅值、上升沿、頻率大小以及幅-頻特性曲線的頻率分布范圍和其峰值大小。

盡管以上結(jié)合附圖對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但本公開(kāi)并不局限于上述的具體實(shí)施方案和應(yīng)用領(lǐng)域，上述的具體實(shí)施方案僅僅是示意性的、指導(dǎo)性的，而不是限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本說(shuō)明書(shū)的啟示下和在不脫離本公開(kāi)權(quán)利要求所保護(hù)的范圍的情況下，還可以做出很多種的形式，這些均屬于本公開(kāi)保護(hù)之列。