一种在役绝缘子远程探伤方法与流程

1.本发明涉及绝缘子探伤技术领域，尤其涉及一种在役绝缘子远程探伤方法。


背景技术：

2.绝缘子承担着支撑输电线路、隔离输电线路与其它导电物体、维护电力系统安全运行的重要作用，其性能的优异与否与电力系统安全稳定运行息息相关。绝缘子在日晒雨淋后会发生界面击穿、闪络和伞裙老化、机械强度降低、芯棒脆断等问题。存在缺陷的绝缘子电场分布不均，在缺陷位置产生电场畸变，高场强的长期作用会促使绝缘子护套、芯棒和界面等部位发生局部放电，造成绝缘子性能劣化，严重时甚至会引起绝缘子击穿和断裂，严重影响线路的安全运行。
3.在现有技术中，对于绝缘子探伤一般采用磁共振的形式探伤，但是由于磁共振单次探伤时间较长，对于整个绝缘子探伤时，需要多点、多面的移动探伤，其效率较低。
4.为此，本发明提出一种在役绝缘子远程探伤方法，旨在解决现有技术探伤效率低的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种在役绝缘子远程探伤方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种在役绝缘子远程探伤方法，其功能实现所需部件主要包括探伤器、用于搭载探伤器至绝缘子处的承载器和地面信号接收终端，具体步骤如下：
8.s1：利用探伤器先对绝缘子进行三百六十度无死角拍摄，并将拍摄画面传输至地面信号接收端；
9.s2：地面信号接收端根据传输的画面，以表面损伤为根据进行绝缘子的初步探伤，即根据绝缘子表面的污损情况大致判断其损伤情况，并根据图像确定可疑损伤位置；
10.s3：根据可以损伤位置，控制承载器移动，并通过探伤器进行进一步快速探伤；
11.s4：根据s3中的探伤反馈数据，对于数据波动较大，存在疑惑的探伤处进行标记；
12.s5：根据s4中的标记，控制承载器移动，进行深度高精度探伤，随后根据探伤结果即可对整个绝缘子进行精确探伤。
13.优选地：所述探伤器至少包括摄像机、声振耦合探伤模块和微核磁共振检测仪，所述s1中，利用的为所述探伤器中的摄像机，所述s3中，利用的为所述探伤器中的声振耦合探伤模块；所述s5中，利用的为所述探伤器中的微核磁共振检测仪。
14.进一步地：所述承载器为小型旋翼载重飞行器。
15.在前述方案的基础上：所述声振耦合探伤模块包括处于同一控制电路中的信号发生器、功率放大器、声振加载器、定向声音传感器、加速度传感器、傅立叶变换器、声振耦合频率计算器、声振耦合振幅计算器、特征分析器、绝缘子故障判断器、单片机、计算机、数据
采集模块、通讯模块。
16.在前述方案中更佳的方案是：所述声振耦合探伤模块探伤具体流程为：
17.a1：通过信号发生器，向待检测绝缘子法兰施加频率范围为100
‑
8000hz的激励信号；
18.a2：对待测绝缘子在激励信号下进行模态分析。
19.作为本发明进一步的方案：所述a2中，模态分析的具体步骤为：
20.a21：由信号发生器想待检测绝缘子法兰施加激励信号；
21.a22：由加速度传感器、声振耦合频率计算器和声振耦合振幅计算器共同对绝缘子的振动信号采集；
22.a23：采集后的振动信号经声振加载器转化为声音信号后，经定向声音传感器收集，并经傅里叶变换器变换后传输至数据采集模块；
23.a24：数据采集模块将信号传输至作为上位机的单片机和下位机的计算机，配合特征分析器与绝缘子故障判断器共同进行数据处理与结果分析；
24.a25：随后将分析结果经通讯模块传输至地面信号接收终端。
25.同时，所述a24中，数据处理与结果分析的具体步骤为：
26.a241：接收信号后，对待测绝缘子的固有频率分布与完好的绝缘子的固有频率分布对比；
27.a242：若存在明显差异，则判定待测绝缘子存在缺陷；
28.a243：若不存在差异或者差异不明显，则标记出待测绝缘子固有频率差异最大的频率范围，以此确定功率谱分析激励信号；
29.a244：将功率谱分析激励信号下对绝缘子进行功率谱分析，即利用频谱图中峰值数量是否变化以及峰值是否频移进行判定是否出现缺陷。
30.作为本发明的一种优选的：所述承载器通过快速结合分离组件连接探伤器，且所述探伤器自带夹持部。
31.同时，所述快速结合分离组件包括限位母环和限位公扣，所述限位母环的内壁分别开设有与限位母环同轴的环形限位槽和与限位母环轴线垂直的柱形限位槽，且所述限位母环的内壁还开设有用于配合限位公扣的配合喇叭口，所述限位公扣的内壁滑动有滑杆，滑杆的外壁转动连接有连杆，连杆的另一端转动连接有与柱形限位槽配合的插销，所述插销滑动连接于限位公扣的内壁上。
32.作为本发明的一种更优的方案：所述滑杆的顶部外壁固定安装有永磁磁铁，限位公扣的内壁固定安装有电磁铁，所述滑杆的外壁套设有弹簧二，所述限位公扣的底部外壁通过弹簧一连接有连接板，连接板的顶部外壁固定安装有按压式信号开关，且所述按压式信号开关、电磁铁连接有同一电路，电路内还连接有放置于承载器内部的手动控制开关与电源。
33.本发明的有益效果为：
34.1.该在役绝缘子探伤方法，先利用摄像机对绝缘子表面污损进行初步检测，判定可疑损伤位置，随后利用声振耦合探伤模块进行声振快速探伤，最后再利用微核磁共振检测仪根据快速探伤的可以位置进行最终精确探伤，达到了点面结合，重点区域微核磁共振探伤，保证高探测率、高准确识别率和低虚警率，解决绝缘子故障误判与错判问题。
35.2.该在役绝缘子探伤方法，声振耦合探伤模块采用谐波小波变换小波系数的每层系数量化处理，提取绝缘子声振耦合速度场、能量分布特征及频谱特征，根据特征值与特征向量通过流形学习与bp神经网络聚类绝缘子缺陷类型，输出测试结果能大幅提高检测速率与精度，且以载重飞行器搭载探伤部分，解决了人工高空作业带来的安全隐患。
36.3.该在役绝缘子探伤方法，通过承载器将探伤器运载至绝缘子处，绝缘子依靠其自身携带的夹持部，对绝缘子进行夹持固定，随后可通过快速结合分离组件实现承载器与探伤器的分离，从而可防止承载器本身的振动与噪音对探伤精度带来的影响。
37.4.该在役绝缘子探伤方法，当需要分离时，滑杆向上移动，从而通过连杆带动插销收缩，使得插销与柱形限位槽分离，此时承载器向上飞行即可实现与探伤器的脱离，当需要结合时，飞行器带动限位公扣插入配合喇叭口内，并控制滑杆下移，此时插销首先伸出，插入环形限位槽的内壁，即可将实现分离，承载探伤器移动，方便快捷，且效率较高，并且即使在运载的过程中，探伤器出现转动，即限位母环与限位公扣发生相对转动，当转动至插销与柱形限位槽对齐位置时，插销会插入柱形限位槽内，从而对转动进行限位，承载稳定性较高。
38.5.该在役绝缘子探伤方法，当处于分离状态需要实现结合时，首先闭合手动控制开关，随后将限位公扣插入配合喇叭口内部，当连接板与限位母环的端面结合时，继续插入，弹簧一会收缩，此时限位公扣向下按压按压式信号开关，使其产生电信号，回路闭合，电磁铁通电，产生与永磁磁铁磁场方向相反的磁场，对永磁磁铁施加斥力，从而推动滑杆下降，当处于结合状态，需要分离时，控制手动控制开关断开，电磁铁断电，永磁磁铁受到弹簧二的弹力向上，将滑杆与插销抽出即可，使得本装置可实现结合时的自动定位功能。
附图说明
39.图1为本发明提出的一种在役绝缘子远程探伤方法的流程结构示意图；
40.图2为本发明提出的一种在役绝缘子远程探伤方法的快速结合分离组件主视结构示意图；
41.图3为本发明提出的一种在役绝缘子远程探伤方法的快速结合分离组件剖视结构示意图；
42.图4为本发明提出的一种在役绝缘子远程探伤方法的限位母环剖视结构示意图；
43.图5为本发明提出的一种在役绝缘子远程探伤方法的电路控制结构示意图。
44.图中：1
‑
限位母环、2
‑
弹簧一、3
‑
按压式信号开关、4
‑
限位公扣、5
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电磁铁、6
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永磁磁铁、7
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弹簧二、8
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滑杆、9
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连杆、10
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插销、11
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配合喇叭口、12
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环形限位槽、13
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柱形限位槽、14
‑
连接板。
具体实施方式
45.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
46.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
47.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、
“
右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
48.在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
49.实施例1：
50.一种在役绝缘子远程探伤方法，如图1
‑
2所示，其功能实现所需部件主要包括探伤器部分、用于搭载探伤器至绝缘子处的承载器部分和地面信号接收终端，具体步骤如下：
51.s1：利用探伤器先对绝缘子进行三百六十度无死角拍摄，并将拍摄画面传输至地面信号接收端；
52.s2：地面信号接收端根据传输的画面，以表面损伤为根据进行绝缘子的初步探伤，即根据绝缘子表面的污损情况大致判断其损伤情况，并根据图像确定可疑损伤位置；
53.s3：根据可以损伤位置，控制承载器移动，并通过探伤器进行进一步快速探伤；
54.s4：根据s3中的探伤反馈数据，对于数据波动较大，存在疑惑的探伤处进行标记；
55.s5：根据s4中的标记，控制承载器移动，进行深度高精度探伤，随后根据探伤结果即可对整个绝缘子进行精确探伤。
56.为了解决逐级深度探测问题；所述探伤器至少包括摄像机、声振耦合探伤模块和微核磁共振检测仪，所述s1中，利用的为所述探伤器中的摄像机，所述s3中，利用的为所述探伤器中的声振耦合探伤模块；所述s5中，利用的为所述探伤器中的微核磁共振检测仪。
57.为了解决人工高空作业问题；所述承载器为小型旋翼载重飞行器。
58.为了解决快速探伤问题；所述声振耦合探伤模块包括处于同一控制电路中的信号发生器、功率放大器、声振加载器、定向声音传感器、加速度传感器、傅立叶变换器、声振耦合频率计算器、声振耦合振幅计算器、特征分析器、绝缘子故障判断器、单片机、计算机、数据采集模块、通讯模块。
59.所述声振耦合探伤模块探伤具体流程为：
60.a1：通过信号发生器，向待检测绝缘子法兰施加频率范围为100
‑
8000hz的激励信号；
61.a2：对待测绝缘子在激励信号下进行模态分析。
62.所述a2中，模态分析的具体步骤为：
63.a21：由信号发生器想待检测绝缘子法兰施加激励信号；
64.a22：由加速度传感器、声振耦合频率计算器和声振耦合振幅计算器共同对绝缘子的振动信号采集；
65.a23：采集后的振动信号经声振加载器转化为声音信号后，经定向声音传感器收集，并经傅里叶变换器变换后传输至数据采集模块；
66.a24：数据采集模块将信号传输至作为上位机的单片机和下位机的计算机，配合特征分析器与绝缘子故障判断器共同进行数据处理与结果分析；
67.a25：随后将分析结果经通讯模块传输至地面信号接收终端。
68.所述a24中，数据处理与结果分析的具体步骤为：
69.a241：接收信号后，对待测绝缘子的固有频率分布与完好的绝缘子的固有频率分布对比；
70.a242：若存在明显差异，则判定待测绝缘子存在缺陷；
71.a243：若不存在差异或者差异不明显，则标记出待测绝缘子固有频率差异最大的频率范围，以此确定功率谱分析激励信号；
72.a244：将功率谱分析激励信号下对绝缘子进行功率谱分析，即利用频谱图中峰值数量是否变化以及峰值是否频移进行判定是否出现缺陷。
73.本实施例在使用时,先利用摄像机对绝缘子表面污损进行初步检测，判定可疑损伤位置，随后利用声振耦合探伤模块进行声振快速探伤，最后再利用微核磁共振检测仪根据快速探伤的可以位置进行最终精确探伤，达到了点面结合，重点区域微核磁共振探伤，保证高探测率、高准确识别率和低虚警率，解决绝缘子故障误判与错判问题，另外，声振耦合探伤模块采用谐波小波变换小波系数的每层系数量化处理，提取绝缘子声振耦合速度场、能量分布特征及频谱特征，根据特征值与特征向量通过流形学习与bp神经网络聚类绝缘子缺陷类型，输出测试结果能大幅提高检测速率与精度，且以载重飞行器搭载探伤部分，解决了人工高空作业带来的安全隐患。
74.实施例2：
75.一种在役绝缘子远程探伤方法，如图3
‑
5所示，为了解决承载器本身的振动与声音对检测精度影响的问题；本实施例在实施例1的基础上作出以下改进：所述承载器通过快速结合分离组件连接探伤器，且所述探伤器自带夹持部，本实施例中，对夹持部不做限定，可以为夹爪配合电动伸缩杆、气动杆、液压杆以及丝杠、电动滑块等多种可实现对绝缘子夹持的机械结构，且这些结构在现有技术中均公开充分并较为成熟，本实施例未对其做出创造性劳动，故不做展示和赘述，本领域技术人员可从上述夹持形式随意选用；使用时，可通过承载器将探伤器运载至绝缘子处，绝缘子依靠其自身携带的夹持部，对绝缘子进行夹持固定，随后可通过快速结合分离组件实现承载器与探伤器的分离，从而可防止承载器本身的振动与噪音对探伤精度带来的影响。
76.为了实现分离与结合的快捷与可靠性，如图3
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5所示，所述快速结合分离组件包括限位母环1和限位公扣4，所述限位母环1的内壁分别开设有与限位母环1同轴的环形限位槽12和与限位母环1轴线垂直的柱形限位槽13，且所述限位母环1的内壁还开设有用于配合限位公扣4的配合喇叭口11，所述限位公扣4的内壁滑动有滑杆8，滑杆8的外壁转动连接有连杆9，连杆9的另一端转动连接有与柱形限位槽13配合的插销10，所述插销10滑动连接于限位公扣4的内壁上；当需要分离时，滑杆8向上移动，从而通过连杆9带动插销10收缩，使得插销10与柱形限位槽13分离，此时承载器向上飞行即可实现与探伤器的脱离，当需要结合时，飞行器带动限位公扣4插入配合喇叭口11内，并控制滑杆8下移，此时插销10首先伸出，插入环形限位槽12的内壁，即可将实现分离，承载探伤器移动，方便快捷，且效率较高，并且即使在运载的过程中，探伤器出现转动，即限位母环1与限位公扣4发生相对转动，当转动至插销10与柱形限位槽13对齐位置时，插销10会插入柱形限位槽13内，从而对转动进行限位，承载稳定性较高。
77.为了实现结合与分离时机的控制，如图3、5所示，所述滑杆8的顶部外壁通过螺栓
固定有永磁磁铁6，限位公扣4的内壁通过螺栓固定有电磁铁5，所述滑杆8的外壁套设有弹簧二7，所述限位公扣4的底部外壁通过弹簧一2连接有连接板14，连接板14的顶部外壁通过螺栓固定有按压式信号开关3，且所述按压式信号开关3、电磁铁5连接有同一电路，电路内还连接有放置于承载器内部的手动控制开关与电源，当处于分离状态需要实现结合时，首先闭合手动控制开关，随后将限位公扣4插入配合喇叭口11内部，当连接板14与限位母环1的端面结合时，继续插入，弹簧一2会收缩，此时限位公扣4向下按压按压式信号开关3，使其产生电信号，回路闭合，电磁铁5通电，产生与永磁磁铁6磁场方向相反的磁场，对永磁磁铁6施加斥力，从而推动滑杆8下降，当处于结合状态，需要分离时，控制手动控制开关断开，电磁铁5断电，永磁磁铁6受到弹簧二7的弹力向上，将滑杆8与插销10抽出即可，使得本装置可实现结合时的自动定位功能。
78.本实施例中,当处于分离状态需要实现结合时，首先闭合手动控制开关，随后将限位公扣4插入配合喇叭口11内部，当连接板14与限位母环1的端面结合时，继续插入，弹簧一2会收缩，此时限位公扣4向下按压按压式信号开关3，使其产生电信号，回路闭合，电磁铁5通电，产生与永磁磁铁6磁场方向相反的磁场，对永磁磁铁6施加斥力，从而推动滑杆8下降，通过连杆9带动插销10伸出，插入环形限位槽12内限位，并且即使在运载的过程中，探伤器出现转动，即限位母环1与限位公扣4发生相对转动，当转动至插销10与柱形限位槽13对齐位置时，插销10会插入柱形限位槽13内，从而对转动进行限位，当处于结合状态，需要分离时，控制手动控制开关断开，电磁铁5断电，永磁磁铁6受到弹簧二7的弹力向上，将滑杆8与插销10抽出即可。
79.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。