支柱瓷绝缘子损伤检测技术的研究现状

支柱瓷绝缘子在长期运行过程中,由于多种应力作用,容易产生裂纹,严重影响电网的运行安全。为了确保支柱瓷绝缘子的安全可靠运行,开展支柱瓷绝缘子无损检测方法的研究显得尤为重要。介绍了支柱瓷绝缘的损伤机理,总结了目前常用的几种支柱瓷绝缘子的检测方法,通过对每种方法的检测原理和优缺点进行分析对比,阐述了检测不同缺陷所适用的检测手段,提出了支柱瓷绝缘子无损检测方法的发展趋势。     

太赫兹电磁波检测复合绝缘子内部缺陷可行性研究

复合绝缘子的电气性能和机械性能是输电线路安全运行的重要影响因素。研究使用太赫兹电磁波对复合绝缘子内部缺陷进行无损检测的可行性。该方法将激光器产生的太赫兹电磁波通过光路传输到绝缘子内部。利用脉冲电磁波在不同电磁介质内的传播特性,通过分析反射波的时域特征,判断复合绝缘子样品内部的情况。通过对平面形状样品和实际绝缘子样品进行试验,对比有无缺陷情况下的检测波形,证明了太赫兹方法是检测复合绝缘子内部缺陷的有效方法。     

基于微波反射法的复合绝缘子无损检测方法

为了对运行复合绝缘子内部缺陷进行无损探伤(NDT),提出一种基于高频微波的检测方法,利用微波在硅橡胶与缺陷以及缺陷与芯棒交界面处的折反射进行缺陷检测。首先通过计算不同缺陷类型处的折反射信号幅值,从理论上验证该方法可行性;其次,搭建了针对复合绝缘子的微波检测平台,并对加入不同类型人造缺陷的绝缘子样品上进行试验,优化各系统参数;最后对收集到的现场出现异常温升的绝缘子进行检测,找出缺陷位置,并解剖进行验证。实验结果表明:采用近场微波方法无需偶联剂,即可对复合绝缘子进行无接触、无损检测;可以检测到绝缘子内部的不同类型(介电常数)的缺陷;可识别尺寸小于0.4 mm的细微缺陷。通过实验验证了微波反射法应用于复合绝缘子内部缺陷检测的可行性。     

基于超声导波的盆式绝缘子缺陷检测技术可行性研究

盆式绝缘子的损伤情况直接影响到气体绝缘组合开关设备的运行,因此对其进行无损检测是评价其工作情况的有效手段。采用有限元仿真的方法,对其建立了有限元模型,然后根据相应理论知识求出其频散方程,最终绘制其相应的频散曲线,从而对超声导波在盆式绝缘子中的传播、衰减以及模态转换等现象进行了相应的研究,并且针对盆式绝缘子中的缺陷采用超声导波的方法进行相应的检测。研究结果表明,该方法可以准确地获得缺陷的位置和缺陷的大小,很大程度上提高了对于盆式绝缘子检测的准确性,对盆式绝缘子的无损检测具有良好的应用前景。     

电工环氧绝缘件缺陷无损检测方法研究进展

超/特高压输变电技术迅速发展对电力设备绝缘性能提出了更高的要求.环氧绝缘件是电力设备绝缘系统的重要组成部分,但在生产、运行过程中都会产生不同程度的缺陷,在多场耦合作用下极易引发沿面闪络或击穿故障,威胁电力设备乃至电力系统的安全稳定运行,研究环氧绝缘件中缺陷的无损检测及评价方法具有重要意义.该文研究了环氧绝缘件在生产、运行过程中容易出现的缺陷类型,分析了不同缺陷对绝缘性能造成的影响.介绍了基于电学特性的缺陷检测方法、高频检测方法和超声波检测方法的基本原理,并评估了不同方法对环氧绝缘件缺陷的检测效果.从检测精度以及优缺点等角度对相关检测方法进行了综合评价,并对未来环氧绝缘件缺陷检测的研究和发展方向进行了展望.     

基于脉冲红外热波技术的支柱瓷绝缘子无损检测方法

为了防止电网支柱瓷绝缘子断裂事故的发生,该文提出了一种利用脉冲红外热波技术对支柱瓷绝缘子缺陷进行无损检测的方法。该方法利用闪光灯对被检测绝缘子施加高能光脉冲,通过处理和分析红外热像仪采集到的红外热图序列识别绝缘子的缺陷。通过对支柱瓷绝缘子表面不同尺寸的裂纹缺陷进行检测实验,运用红外热图和温差-时间对数曲线两种方式识别缺陷,缺陷识别精度达到0.4mm,表明了脉冲红外热波无损检测方法对于支柱瓷绝缘子缺陷具有良好的检测效果,检测速度快,检测结果形象直观,可实现远距离检测。最后利用温度-时间对数曲线的二阶微分峰值时间对缺陷深度进行了定量分析。通过实验验证了脉冲红外热波技术应用于支柱瓷绝缘子无损检测的可行性。     

复合绝缘子典型内部缺陷的相控阵检测

为消除复合绝缘子内部缺陷对电网安全运行造成的隐患,提出了1种利用相控阵超声波探伤仪对4种典型人工缺陷的复合绝缘子试样进行无损检测的方法。该方法利用超声波换能器中多个独立压电晶片发射的超声波信号叠加后在异质界面中传播产生的扫描图像来判定绝缘子缺陷。通过对比研究4种人工缺陷情况下的相控阵扫描图像,得出的结论为:与界面埋纸条的检测图像干扰杂波较多、检出效率较低相比,该方法可清晰检测出平板硅橡胶破损、芯棒贯穿式钻孔缺陷和界面有明显空气隙的图像,且检出效率高,为检测复合绝缘子内部缺陷提供了新的思路。     

基于ICEEMDAN-SVM算法的复合绝缘子缺陷识别研究

为了对复合绝缘子进行快速、有效检测，提出了基于改进的自适应白噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)和支持向量机(SVM)相结合的缺陷信号识别方法 ,该方法将克服传统经验模态分解的模态混叠缺点，在对复合绝缘子进行超声导波检测时，可准确、快速识别回波信号，保障电力系统稳定运行。对绝缘子进行无缺陷、中部断面缺陷、中部气孔缺陷的有限元仿真，运用ICEEMDAN对绝缘子各缺陷类型的超声回波数据进行分解；计算出各模态下的样本熵、排列熵，并通过SVM进行复合绝缘子的缺陷类型识别。研究结果表明，基于ICEEMDAN与SVM的信号识别方法能够较好地提取复合绝缘子的故障特征并进行缺陷识别分类。     

绝缘子室温硫化硅橡胶涂层热波模型及其涂覆质量无损检测方法

绝缘子室温硫化硅橡胶（RTV）涂层的涂覆质量是评价其应用效果的重要指标,涂覆施工过程中引入破损、杂质、脱粘、厚度不均匀或不达标等,各种形式缺陷,将严重影响绝缘子外绝缘性能,给设备安全可靠运行带来隐患。该文提出一种基于光热辐射热波检测的RTV涂层涂覆质量无损检测技术,该方法通过分析试件在可控光热激励下的表面瞬态温度场得到其内部结构信息。首先建立绝缘子RTV涂层热波模型并进行求解;对RTV涂层典型缺陷进行了检测,并利用主成分分析和独立成分分析增强缺陷信号;最后从热波响应相位谱中提取最小相频二次方根倒数特征用于定量表征RTV涂层厚度。研究表明,该方法可以实现绝缘子RTV涂层涂覆质量的快速、准确、非接触检测,具有广阔的应用前景。     

融合迁移学习的绝缘子缺陷分级检测方法

针对Faster R-CNN算法对复杂环境下的小样本绝缘子缺陷检测精度不高的问题，本文提出了一种融合迁移学习和主体局部的绝缘子缺陷分级检测方法。整个方法使用融合残差模块和特征金字塔结构的卷积神经网络作为骨干网络进行特征提取，用于适应不同尺度的缺陷目标，保留更多有效信息。首先使用迁移学习的方法改善对缺陷所在绝缘子主体的检测效果；然后对检测出的绝缘子主体进行自动裁剪来改善复杂背景对缺陷区域检测的影响，使得模型能够更有效地挖掘出缺陷特征；最后将裁剪后的缺陷绝缘子局部图像送入第二阶段进行训练，进一步提高模型准确率。通过对无人机航拍采集的绝缘子缺陷图像进行检测实验。结果表明，本文方法相较于Faster R-CNN基线模型平均精度提高了37.5%，达到了89.6%。在对自爆和破损检测上，精度分别提高了34.9%和60.2%。     

基于太赫兹波的复合绝缘子界面检测研究

复合绝缘子的交界面缺陷问题严重威胁着电网的安全运行。为了有效评估复合绝缘子的界面性能,研究基于太赫兹波的无损检测方法。首先理论分析了太赫兹反射波在不同性能界面中的传播过程。测试界面气隙、蚀损缺陷情形的太赫兹反射波,分析太赫兹波在含缺陷界面中的反射传播特性。针对气隙缺陷,提出通过太赫兹波形特征比对的定量检测方法;针对蚀损缺陷,提出基于波形差值的成像检测方法。根据太赫兹波形特征信息,可对界面气隙和蚀损缺陷进行分类诊断。对实际缺陷的测试表明,太赫兹时域反射波在复合绝缘子界面缺陷检测中具有较高的应用价值。     

相控阵超声波检测复合绝缘子内部缺陷

为消除因硅橡胶复合绝缘子内部缺陷对电网安全运行造成的隐患,利用相控阵超声波探伤仪对复合绝缘子在正常黏接、硅橡胶中部气孔缺陷、硅橡胶中部断面缺陷以及伞裙护套与芯棒黏接不良等4种情况进行无损检测.通过对比研究复合绝缘子在3种缺陷情况下超声波脉冲回波反射(A扫)图像和相控阵扇形扫描(S扫)图像,发现超声波相控阵法能够更加直观、快速地检测出缺陷信息.最后,总结了绝缘子在正常黏合及缺陷情况下相控阵超声波图像的特征差异,验证了相控阵超声波检测技术应用于复合绝缘子内部缺陷检测的可行性,为检测复合绝缘子的内部缺陷提供一种新思路.     

基于错位散斑干涉的复合绝缘子缺陷检测方法

提出一种基于错位散斑干涉的复合绝缘子内部缺陷检测方法,用于剔除生产中的不合格绝缘子以及诊断运行中复合绝缘子的隐蔽缺陷。该方法通过测量内部缺陷引起的表面异常形变来诊断复合绝缘子的缺陷及其严重程度,相比其他无损检测技术具有速度快、精度高、非接触、全场成像等特点。检测在芯棒、护套以及交界面区域设置了人工缺陷的绝缘子样品,通过得到的干涉条纹图和相位分布图快速、直观地检测到了缺陷信息。通过人工缺陷检测试验证实了错位散斑干涉方法应用于复合绝缘子内部缺陷检测的可行性。     

变电站绝缘子及瓷套的超声波探伤

绝缘子及瓷套是变电站运行的重要组成设备,在运行中长期承受机械负荷,使附加应力增大,若绝缘子存在微小缺陷,就可能造成损坏。因此,为确保电网的安全运行,必须开展对绝缘子的无损检测研究。本文分析了支柱绝缘子及瓷套裂纹检测技术现状,阐明了超声波探伤的可行性,着重研究了采用爬波测定近表面裂纹深度及采用纵波斜探头测定内部和对称侧缺陷的工艺方法,同时也介绍了在实际中的应用。     

福建省电力试验研究院2005年科研项目通过鉴定、评审一览表

01运行合成绝缘子沿面微弱电晕监测技术的研究鉴定意见：项目研究在测量绝缘子沿面微弱电晕的放电灵敏度和量化方面处于国际领先水平，具有推广应用价值。项目内容：课题所研制的紫外微弱电晕监测仪具有抗干扰性强、分辨率及灵敏度高、非接触性在线检测等特点，能分辩合成绝缘子、玻璃及瓷绝缘子串沿面放电的强弱。该系统能够比较准确的监测合成绝缘子沿面的伞裙放电，评价合成绝缘子的绝缘性能。产量化前景：项目作为国内外首次创新使用的检测合成绝缘子技术方法，填补了国内外空白。能有效方便地检测合成绝缘子绝缘性能下降，其成本相对于国内外其他合成绝缘子检测方法也有相当优势，具有巨大的市场前景和经济社会效益。02高压瓷瓶超声波检测技术研究鉴定意见：项目对三种类型高压支柱瓷绝缘子的受力情况进行分析，应用ANSYS软件进行有限元分析，通过计算得出了临界裂纹尺寸，在此方面的探索性研究在国内未见相关文献报道，属于国内首创。项目设计并制作爬波探头能够有效检测出支柱瓷绝缘子法兰附近深度1mm及以上表面的裂纹；研究并制作的纵波小角度探头能够有效检测出支柱瓷绝缘子法兰附近内部1mm及以上的缺陷和表面10mm及以上的裂纹，该成果在同类技术的研究中处于国内先进水平。...     

基于微波透射法的复合绝缘子硅橡胶老化状态检测方法

该文提出了基于微波透射法的复合绝缘子硅橡胶老化检测数值模拟方法，开展了硅橡胶材料微波检测试验，验证了数值模拟方法的有效性；根据老化规律定义了硅橡胶不同老化状态，通过矩形波导固定扫频检测，分析了透射系数S₂₁幅值的变化规律，确定了最佳检测参数；采用波导移动扫描方法，研究了微波对硅橡胶局部老化程度和位置的检测效果；通过实际10 kV复合绝缘子局部老化微波无损检测，进一步验证了该方法的有效性。研究结果表明：硅橡胶不同老化状态下，S₂₁幅值有明显差异；当提离距离为6 mm、检测频率为4.17 GHz时，通过ΔS₂₁幅值大小及幅值变化区域可有效识别硅橡胶的老化程度和位置。该研究对于复合绝缘子老化状态的无损检测具有重要意义。     

基于超声相控阵复合绝缘子检测方法研究

为了研究复合绝缘子伞群、护套、芯棒内部缺陷检测方法,本文采用探头直接接触法对平面硅橡胶进行超声相控阵扫查,并分析实验扫描结果;对绝缘子护套与芯棒进行钻孔,模拟实际运行中产生的缺陷,采用水囊柔性耦合方法对绝缘子护套和芯棒进行超声相控阵扇形扫查。     

支柱瓷绝缘子的超声检测有效性

超声检测的结果依赖于试块与实际检测对象的吻合程度。为了提高运行中支柱瓷绝缘子检测的有效性和可靠性,结合支柱瓷绝缘子的瓷柱表面特征、以及产生的缺陷状况,设计制作了含有不同缺陷的系列模拟试块,并用研制的不同频率、不同折射角的小角度纵波探头和爬波探头对其进行测试研究。试验结果表明,小角度纵波探头对瓷柱内部缺陷有很好的检测灵敏度,而检测表面小裂纹时会受到瓷柱表面瓷砂的严重干扰;爬波探头不受瓷砂的影响,能灵敏地检测瓷柱表面裂纹。所以,单独使用小角度纵波方法或爬波方法,均不能完全检测出绝缘子瓷体内部与表面的小缺陷;应将两种方法结合使用,才能保证实际检测的有效性。     

复合绝缘子交界面缺陷及脉冲热流远场无损检测研究

现有工程经验表明,复合绝缘子的交界面缺陷是导致复合绝缘子发热乃至异常断裂的关键因素,针对复合绝缘子交界面缺陷无损检测方法的研究具有重要科学意义与工程价值。本文首先对交界面故障情况、机理以及现有的交界面检测方法进行了综述,然后建立了一维数值模型及三维仿真模型,研究了脉冲热流在多层材料中的传播过程。研究结果表明,在对数坐标下对辐射量进行求导运算,有无缺陷区域的辐射量变化率差异相比之前将增大7倍。文章以此为基础提出了一种基于脉冲热流的远场无损检测方法。该方法检测距离超过30 cm,无需对绝缘子逐点测试,测试速度快,同时检测精度可达1 mm。     

基于卷积神经网络的绝缘子RTV喷涂缺陷检测方法

绝缘子室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized silicone rubber, RTV)涂层的二次喷涂可以有效延长绝缘子的使用寿命，保障电力系统的安全运行。针对喷涂质量的评估问题，提出一种基于卷积神经网络的RTV喷涂缺陷自动检测方法：首先构建绝缘子RTV喷涂区域提取网络模型，对绝缘子RTV喷涂区域进行精确分割；然后构建绝缘子RTV喷涂缺陷检测网络模型，对5种喷涂缺陷进行语义分割。实验结果证明，所构建的喷涂缺陷检测网络模型在评价指标上优于主流的语义分割网络，具有良好的性能，能够满足应用需求。