【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于输变电设备状态监测，尤其涉及一种基于超声波法的gis电缆终端环氧套管界面缺陷的检测方法。
技术介绍
1、气体绝缘组合电器gis是现代电力系统中广泛应用的一种开关设备，尤其适用于高压输配电系统。gis设备集成高压开关、互感器、电压互感器、隔离开关以及断路器等，采用sf6气体作为绝缘介质，由于其体积小、运行可靠、耐候性好、维护量低等优势，被广泛应用于城市变电站、发电厂以及需要高可靠性和高安全性的电力设施中。
2、gis电缆终端一般由金属导体、绝缘、环氧套管、应力锥、金属插入件等部件组成。其中，应力锥的硅橡胶材料直接与电缆的交联聚乙烯xlpe绝缘相匹配，而环氧套管则直接与应力锥的外表面相接。因此，gis电缆终端内部存在两个复合界面：环氧树脂和硅橡胶界面、以及硅橡胶和xlpe界面。在低温环境中，由于金属和环氧树脂的膨胀率不同，两者接合面处容易产生缺陷，从而导致局部放电，甚至击穿故障。近年来，gis电缆终端故障频繁发生，包括环氧套管的裂纹、应力锥烧蚀孔洞以及应力锥下端电缆的击穿等。特别是在寒冷环境中，gis电缆终端故障的概率更高。为了确保电力系统的安全稳定运行，对gis电缆终端的检测至关重要。目前，gis电缆终端的检测方法主要包括红外检测、高频局部放电检测、超高频局部放电检测。这些方法基于不同的传感器，通过检测局部放电发生时的物理、化学或电信号，来判断是否存在缺陷。局部放电检测是判断高压电缆状态的重要手段，但该方法仅对空气作为主要绝缘介质的设备中的点放电和悬浮放电敏感，对于其他类型的缺陷信号存在局限性，不利于全面
3、近年来，超声检测技术因其多项优点，在国内外电力设备运行状态检测中得到了广泛的研究和应用。超声波无损检测是一种有效的缺陷检测手段。超声波是指频率高于20khz的机械波，具有良好的方向性、较强的穿透力、宽广的检测范围、高效的检测能力以及设备简单等特点。超声波携带了大量材料信息，例如材料结构、均匀性、内部缺陷或局部放电和劣化等信息。超声波检测方法具有高检测精度和快速检测的优势，因此被广泛应用。
4、目前，针对gis电缆终端的检测主要针对环氧套管内部缺陷，并且环氧套管与应力锥界面存在缺陷的情况无法有效观测及检测。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于超声波法的gis电缆终端界面缺陷的检测方法，以解决gis电缆终端环氧套管与应力锥界面缺陷无法有效检测的问题。
2、本专利技术采取的技术方案是，包括下列步骤：
3、s1：多超声波传感器的布置
4、在gis电缆终端环氧套管表面安装超声波传感器，包括发射器和接收器，超声波发射器和接收器布置在环氧套管环氧套管表面的不同位置；
5、s2：超声波激励信号的发射
6、通过超声波传感器发射一定频率范围内的超声波激励信号，该激励信号为脉冲波、连续波或调制波形；
7、s3：超声波信号的接收
8、通过超声波传感器接收传播过gis电缆终端界面的超声波信号，该超声波信号包含与界面缺陷相关的信息；
9、s4：信号处理与确定缺陷位置
10、对接收到的超声波信号进行处理，通过分析处理后的超声波信号反射波之间的时间差和衰减情况，确定界面缺陷的具体位置。
11、本专利技术所述步骤s1超声波传感器选取共用型超声传感器，既负责发射超声波激励信号，也接收从界面反射回来的超声波信号。
12、本专利技术所述超声波传感器采用压电贴片传感器，其紧贴gis电缆终端环氧套管表面，在套管的圆周方向间隔布置，环绕套管一周，形成多点覆盖。
13、本专利技术所述超声波发射器和接收器布置在贴近界面可能产生缺陷的区域，以确保信号传播路径覆盖所有可能的缺陷部位。
14、本专利技术所述步骤s2中超声波激励信号的频率范围根据检测需求进行调节，选用在20khz至500khz范围内的超声波激励信号，以兼顾检测的穿透深度和分辨率。
15、本专利技术选用超声波激励信号为经过汉宁窗调制的正弦波信号，频率为50khz。
16、本专利技术所述步骤s3中超声波信号包括信号的反射、衰减和时延特性，多个接收器同步工作，以捕捉到不同传播路径上的信号。
17、本专利技术所述步骤s4中超声波信号处理包括以下步骤：
18、滤波：采用带通滤波器去除背景噪声，提升信噪比；
19、时延计算：比较发射信号与接收信号的时间延迟，以推断信号经过界面的传播时间差，并定位界面缺陷是否存在；
20、特征提取：提取超声波信号的关键特征，包括信号的幅值、衰减率、相位变化特性，以指示界面是否存在缺陷以及缺陷的性质和严重程度。
21、本专利技术的优点是：采用了多接收器同步工作的方式，可实现对界面状态的全面监测，在环氧套管表面布置多个超声波传感器，从不同的角度和路径接收经过界面传播的超声波信号。每个接收器捕捉到的信号可能会有不同的传播路径和特性，通过对来自多个接收器的信号进行综合分析，可以更加全面地了解界面的整体状况。多接收器的设计能够显著提高检测的可靠性，减少单个接收器可能存在的盲区，确保所有潜在的界面缺陷都能够被有效捕捉到。
22、本专利技术采用超声波法对gis电缆终端环氧套管与应力锥界面缺陷进行检测，有效识别界面上可能存在的各种缺陷，包括裂纹、气隙、空洞等缺陷，可对缺陷进行精确定位，采用多传感器进行检测，提高检测缺陷覆盖率。传统的带电检测方法往往难以在电缆终端装配完成后及gis设备组装前对gis电缆终端的潜在缺陷进行无损检测，尤其是由于安装工艺不当或材料应力导致的细微缺陷。通过该方法的应用，解决了gis电缆终端装配后，针对安装过程产生的缺陷无法有效检测的问题。通过该专利技术可确保设备的安全运行水平，减少故障发生的概率，为设备的安全运行提供了有力的保障。
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1.一种基于超声波法的GIS电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波法的GIS电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤S1超声波传感器选取共用型超声传感器，既负责发射超声波激励信号，也接收从界面反射回来的超声波信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于超声波法的GIS电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述超声波传感器采用压电贴片传感器，其紧贴GIS电缆终端环氧套管表面，在套管的圆周方向间隔布置，环绕套管一周，形成多点覆盖。
4.根据权利要求3所述的一种基于超声波法的GIS电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述超声波发射器和接收器布置在贴近界面可能产生缺陷的区域，以确保信号传播路径覆盖所有可能的缺陷部位。
5.根据权利要求1所述的一种基于超声波法的GIS电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤S2中超声波激励信号的频率范围根据检测需求进行调节，选用在20kHz至500kHz范围内的超声波激励信号，以兼顾检测的穿透深度和分辨率。
6.根据权利要求
7.根据权利要求1所述的一种基于超声波法的GIS电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤S3中超声波信号包括信号的反射、衰减和时延特性，多个接收器同步工作，以捕捉到不同传播路径上的信号。
8.根据权利要求1所述的一种基于超声波法的GIS电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤S4中超声波信号处理包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于超声波法的gis电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波法的gis电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述步骤s1超声波传感器选取共用型超声传感器，既负责发射超声波激励信号，也接收从界面反射回来的超声波信号。
3.根据权利要求2所述的一种基于超声波法的gis电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述超声波传感器采用压电贴片传感器，其紧贴gis电缆终端环氧套管表面，在套管的圆周方向间隔布置，环绕套管一周，形成多点覆盖。
4.根据权利要求3所述的一种基于超声波法的gis电缆终端界面缺陷的检测方法，其特征在于：所述超声波发射器和接收器布置在贴近界面可能产生缺陷的区域，以确保信号传播路径覆盖所有可能的缺陷部位。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春博，赵春明，杨代勇，于群英，张赛鹏，刘丹，刘俊博，李守学，陈捷元，赵天成，钟昱尧，李岩，葛志成，司昌健，董洪达，祝英杰，刘赫，李成钢，李彦阳，李嘉帅，
申请(专利权)人：吉林省电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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