用于检测衬垫中漏涂点的装置和方法与流程

一种用于检测电绝缘材料中漏涂点(针孔)的方法和设备。

背景技术：

0、发明背景

1、传统的漏涂点或针孔检测采用了一种包括高压源的设备，该高压源连接到位于绝缘层表面上的两个或更多个电极。一个电极沿被测表面扫过，当遇到绝缘层中的漏涂点时，火花从电极跳至针孔。检测机制识别任何火花事件并通常向操作者发出信号(例如，通过可听声音和/或视觉指示)，然后操作者可以将电极的位置记录为漏涂点的位置。

2、高压源是直流(dc)或交流(ac)的，但通常电压是脉冲式(ac)的，其中每个脉冲在短时间间隔内达到最高电压。高压源通常以足够快的速率产生脉冲以确保在使用者拉动或推动电极的同时覆盖测试区域。特别是对于ac脉冲，检测机制必须能够可靠地区分正常脉冲放电(无漏涂点)和火花(漏涂点)，这种区分通常基于在不存在和存在火花期间感测到的电流或电压幅度的变化。

3、遗憾的是，传统检测机制往往难以可靠地检测到漏涂点。这些机制对电缆中从脉冲发生器流向电刷的电流变化(相对于时间)很灵敏，并且是基于电感耦合来工作的，而电感耦合对电荷变化不灵敏。漏涂点会导致电极周围产生的电流和电荷瞬变。由于电缆中的电流与电刷和衬垫之间的阻抗成比例，因此当遇到漏涂点时，阻抗会瞬时变化，并且所感测到的电流的幅度会反映该变化。这样的检测机制确定峰值电流幅度是否超过指示存在漏涂点的阈值，并且当超过该阈值时，会生成可听声音和/或视觉指示以指示电极位于漏涂点处。

4、然而，类似的电流变化可能是由火花以外的原因发生的阻抗变化引起的，并且这样的阻抗变化可能无法与由漏涂点引起的阻抗变化进行区分，例如，当电极扫过绝缘表面时，施加到电极的电流或电压会出现瞬时变化，并且即使在绝缘表面或衬垫中没有火花或针孔，这些正常变化也经常被标记为漏涂点。另外地，衬垫下方土壤中的接地电导率的变化也会导致会误导检测机制产生假阳性(火花/针孔的错误指示)的变化。

5、传统漏涂点检测器已允许使用者/操作者手动调整灵敏度水平(即，选择用于指示火花的峰值电流幅度阈值)以便最大限度地减少假阳性。然而，这样的调整并不能完全解决假阳性和假阴性的问题。也就是说，虽然可以手动调整阈值，但这样的调整只是某个区域内的适当阈值的近似值。因此，虽然可以调整阈值以确保检测器足够灵敏以在已知存在漏涂点的地方发出阳性信号，但又不会灵敏到在已知不存在漏涂点的地方发出阳性信号，但这样的阈值可能不适用于衬垫中存在不同条件(例如，不同的表面探测率、电刷触点变化)的其他区域。简言之，在检测衬垫中的漏涂点时，即使选择的阈值在衬垫的某个区域运行良好也可能不太适合其他区域，从而导致错过漏涂点和/或在不存在漏涂点的地方指示漏涂点。

6、本文所披露的装置和方法显著克服了现有技术的上述缺点。

技术实现思路

1、本文披露了一种用于电绝缘表面中的漏涂点检测的方法和装置。该装置是一种便携式设备，包括：高压发生器；向衬垫输送电荷的至少两个移动电极；以及检测机构，该检测机构能够在因电极运动、可变土壤电阻率或其他原因造成的各种可变环境或操作条件下识别漏涂点。漏涂点检测器使用智能信号处理来最大限度地减少环境变化的影响，并在不需要手动调整的情况下准确标记漏涂点。

2、本披露的一个方面是一种检测衬垫中漏涂点的方法，该方法包括以下步骤：(a)创建从发生器到与衬垫接触的第一触点、到与第一触点间隔开的第二触点和到发生器的电路，该第二触点是发生器的电参考，(b)当第一触点在衬垫上移动时，从发生器向衬垫第一触点提供脉冲电流，(c)从电参考检测与脉冲电流相关联的至少一种电信号的多个信号，(d)连续处理从检测到的电信号中选择的最近多个电信号以生成至少一种电信号的基线值，其中，所检测到的电信号的值在基线的一侧被认为指示无漏涂点并且电信号的值在基线的另一侧被认为指示存在漏涂点，以及(e)当所检测到的电信号中的至少一个的值在基线的另一侧时，致动漏涂点信号。

3、在本披露的这一方面的一种形式中，第二触点与衬垫的顶部接触。在替代形式中，第二触点与衬垫下方的地面接触。

4、在本披露的这一方面的一种形式中，衬垫具有顶部表面和导电的底部表面，并且第一触点和第二触点与衬垫顶部表面接触。在进一步的形式中，衬垫是土工场地上的土工膜。在更进一步的形式中，土工膜包括在接缝处连接在一起的多个衬垫。

5、在本披露的这一方面的另一种形式中，该至少一种电信号是从电流强度和电压中选择的信号。

6、在本披露的这一方面的再另一种形式中，该至少一种电信号包括电流强度和电压二者，其中，所检测到的电流强度被连续处理以生成电流强度基线并且所检测到的电压被连续处理以生成电压基线。在进一步的形式中，当电流强度或电压中的任一者超过其所生成的基线时，生成漏涂点信号。

7、在本披露的这一方面的又另一种形式中，使用能量平均、滤波和傅里叶频谱中的至少一种从最近多个检测到的电信号中生成基线。

8、本披露的这一方面的另一种形式包括基线是大于最近多个检测到的电信号的平均值的选定值。

9、本披露的这一方面的再另一种形式包括所致动的漏涂点信号是可听声音和警告灯中的至少一种。

10、本披露的这一方面的又另一种形式包括所致动的漏涂点信号是位置指示，该位置指示对应于在所检测到的电信号的值在基线的另一侧时第一触点所接触的衬垫的区域。在进一步的形式中，所致动的漏涂点信号是衬垫上的网格坐标信号、音频信号、视觉信号和gps坐标信号中的至少一种。

11、在本披露的另一个方面中，一种用于检测衬垫中漏涂点的传感器包括：具有电参考的脉冲发生器；电极，该电极适于在发生器向电极提供脉冲电流的同时在与发生器电参考间隔开的衬垫上移动并与该衬垫保持接触；处理器，以及当任何检测到的电信号的值在基线的另一侧时，致动漏涂点信号。该处理器适于随着时间的推移从发生器电参考检测与脉冲电流相关联的至少一种电信号，在最近所选时间段内连续处理在所选时间段期间检测到的至少一种电信号，以及生成该至少一种电信号的基线，其中，所检测到的电信号的值在基线的一侧被认为指示无漏涂点并且电信号的值在基线的另一侧被认为指示存在漏涂点。

12、在本披露的这一方面的一种形式中，电参考可位于衬垫上。

13、在本披露的这一方面的另一种形式中，处理器适于检测从电流强度和电压中选择的信号。

14、在本披露的这一方面的另一种形式中，处理器适于检测电流强度和电压二者，连续处理电流强度以生成电流强度基线，以及连续处理电压以生成电压基线。在进一步的形式中，当所检测到的电流强度或所检测到的电压中的任一者在其所生成的基线的另一侧时，致动漏涂点信号。

15、在本披露的这一方面的再另一种形式中，处理器适于使用能量平均、滤波和傅里叶频谱中的至少一种从最近多个检测到的电信号中生成基线。

16、在本披露的这一方面的又另一种形式中，所致动的漏涂点信号是可听声音和警告灯中的至少一种。

17、在本披露的这一方面的再另一种形式中，漏涂点信号是位置指示，该位置指示对应于在所检测到的电信号值在基线的另一侧时电极所接触的衬垫的区域。

18、在本披露的再另一个方面中，一种检测衬垫中漏涂点的方法包括以下步骤：(a)创建从发生器到与衬垫接触的第一触点、到与第一触点间隔开的第二触点和到发生器的电路，该第二触点是发生器的电参考，(b)当第一触点在衬垫上移动时，从发生器向衬垫第一触点发送电流，(c)检测发生器电参考处的电流强度和电压，(d)将基线电流强度与发生器电参考处的电流强度进行比较，(e)将基线电压与发生器电参考处的电压进行比较，以及(f)当电流强度或电压中的任一者的值在其基线的被认为指示存在漏涂点的一侧时，致动漏涂点信号。

19、在本披露的这一方面的一种形式中，衬垫具有顶部表面和导电的底部表面，并且第一触点和第二触点与衬垫顶部表面接触。在进一步的形式中，衬垫是土工场地上的土工膜。在更进一步的形式中，土工膜包括在接缝处连接在一起的多个衬垫。

20、在本披露的这一方面的另一种形式中，所检测到的电流强度被连续处理以生成电流强度基线并且所检测到的电压被连续处理以生成电压基线。在进一步的形式中，当电流强度或电压中的任一者超过其所生成的基线时，生成漏涂点信号。

21、在本披露的这一方面的再另一种形式中，使用能量平均、滤波和傅里叶频谱中的至少一种从最近多个检测到的电信号中生成基线。

22、在本披露的这一方面的又另一种形式中，基线是最近多个检测到的电信号的所选平均值。

23、本披露的这一方面的另一种形式包括所致动的漏涂点信号是可听声音和警告灯中的至少一种。

24、本披露的这一方面的再另一种形式包括所致动的漏涂点信号是位置指示，该位置指示对应于在电流强度的值在电流强度基线的被认为指示存在漏涂点的一侧或者电压的值在电压基线的被认为指示存在漏涂点的一侧时第一触点所接触的衬垫的区域。

25、在本发明的又另一个方面中，一种用于检测衬垫中漏涂点的传感器包括：发生器，该发生器具有可位于衬垫上或与衬垫相邻的电参考；电极，该电极适于在发生器向电极发送电流的同时在与发生器电参考间隔开的衬垫上移动并与该衬垫保持接触；检测器，该检测器检测发生器电参考处的电流强度和电压；以及处理器，该处理器适于(i)将基线电流强度与发生器电参考处的电流强度进行比较，以及(ii)将基线电压与发生器电参考处的电压进行比较。当所检测到的电流强度的值在其基线电流强度的被认为指示存在漏涂点的一侧或者所检测到的电压的值在其基线电压的被认为指示存在漏涂点的一侧时，致动漏涂点信号。

26、在本披露的这一方面的一种形式中，处理器适于连续处理电流强度以生成基线电流强度，以及连续处理电压以生成基线电压。在进一步的形式中，处理器适于使用能量平均、滤波和傅里叶频谱中的至少一种从最近多个检测到的电信号中生成基线。

27、在本披露的这一方面的另一种形式中，当所检测到的电流强度或所检测到的电压中的任一者在其所生成的基线的被认为指示存在漏涂点的一侧时，致动漏涂点信号。

28、在本披露的这一方面的再另一种形式中，所致动的漏涂点信号是可听声音和警告灯中的至少一种。

29、在本披露的这一方面的又另一种形式中，漏涂点信号是位置指示，该位置指示对应于在检测器检测到电流强度和电压中的至少一个的值在其基线的被认为指示存在漏涂点的一侧时电极所接触的衬垫的区域。

30、本披露的另一个方面是一种限定用于检测具有变化轮廓的衬垫中的漏涂点的电路的传感器，该传感器包括具有电参考的发生器以及从发生器接收电流的触点。该触点适于在发生器向触点发送电流的同时在与发生器电参考间隔开的衬垫区域上移动，其中，该触点与衬垫区域的变化轮廓相适应。

31、在本披露的这一方面的一种形式中，触点是柔性导电片。

32、在本发明的这一方面的另一种形式中，触点是柔性链甲。

33、在本发明的这一方面的再另一种形式中，触点包括在导向轮上滚动的转向架；支撑在导向轮之间的柔性导电电缆；以及多个导电辊，这多个导电辊沿着电缆间隔开，其中，每个辊可绕电缆旋转。

34、本发明的其他目的、特征和优点从对整个说明书(包括所附权利要求和附图)的综述将变得显而易见。