一种绝缘子裂纹检测方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种瓷绝缘子裂纹检测方法、装置及系统，方法包括：采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号；根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号、有限元模型分别确定待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率和预先获取的瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系确定待测瓷绝缘子的裂纹位置。本发明专利技术建立含裂纹瓷绝缘子的有限元模型，分析不同裂纹位置和大小对瓷绝缘子固有频率的影响，从而达到检测瓷绝缘子裂纹的目的，提高瓷绝缘子的安全可靠性。

Insulator crack detection method, device and system

The invention provides a ceramic insulator crack detection method, device and system. The method comprises: collecting experimental modal analysis response signal to be detected in porcelain insulator and porcelain insulator without crack; finite element according to the physical properties of porcelain insulator porcelain insulator model establish the modal analysis of the porcelain insulator are determined respectively; the natural frequency of the detected porcelain no crack insulator and porcelain insulator according to the finite element model of response signal, the detection of porcelain insulator and porcelain insulator without crack; determine the crack position to be measured according to the natural frequency of porcelain insulators and crack position between the inherent frequency of the detection of porcelain insulator and porcelain insulator without crack and pre acquisition of porcelain insulator. The method to establish the finite element model of cracked porcelain insulator, analysis of the influence of different crack location and size of the porcelain insulator inherent frequency, so as to achieve the purpose of detecting porcelain insulator cracks, improve the safety and reliability of porcelain insulators.

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种瓷绝缘子裂纹检测方法、装置及系统，方法包括：采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号；根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号、有限元模型分别确定待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率和预先获取的瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系确定待测瓷绝缘子的裂纹位置。本专利技术建立含裂纹瓷绝缘子的有限元模型，分析不同裂纹位置和大小对瓷绝缘子固有频率的影响，从而达到检测瓷绝缘子裂纹的目的，提高瓷绝缘子的安全可靠性。【专利说明】一种绝缘子裂纹检测方法、装置及系统
本专利技术属于检测
，尤其是关于高压输电设备检测技术，具体的讲是一种绝缘子裂纹检测方法、装置及系统。
技术介绍
高压支柱瓷绝缘子是输电线路和变电站的重要组成部分，主要用于发电厂、变电站母线等的绝缘和机械固定以及作为隔离开关等的组成部件。高压支柱瓷绝缘子一般由实心瓷体和上、下金属附件通过水泥胶装组成。随着电力行业的迅猛发展，对高压支柱瓷绝缘子(含瓷套)的服役性能要求越来越高，及时掌握它们的服役状态，对于电力系统的安全运行具有至关重要的意义。在役绝缘子由于长期处于露天，工作环境恶劣，受外界影响因素很多，例如风、雨、冰雹、雪、日晒和气候温差的变化都使得瓷体的附加应力增大，易在法兰处出现裂纹或者折断。一方面，原因在于高温烧结成的瓷件，如果在制作过程中配方不当，原料混合不均，易形成瓷件内部缺陷，由于没有固有的形变能且韧性极低，长期承受运行中的机械负荷和风雨等，从而使末裙与法兰交界处附加应力增大，若瓷体存在微小缺陷，可能造成破坏。另一方面，瓷套从出厂、运输、安装等环节操作不当均可能造成损坏，如在基建时不能及时发现缺陷，会对以后的运行安全带来极大的隐患。据国家电力公司统计，因瓷体断裂引起的供电事故目前已成为电力系统故障率的第一位，给工业生产和人民生活造成了巨大的损失和影响。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种瓷绝缘子裂纹检测方法，包括:采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号；根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号、有限元模型分别确定待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率和预先获取的瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系确定待测瓷绝缘子的裂纹位置。同时，本专利技术还提供了一种瓷绝缘子裂纹检测装置，包括:信号采集模块，用于采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号；模型建立模块，用于根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；固有频率计算模块，用于根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号、有限元模型分别确定待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率；结果生成模块，用于根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率和预先获取的瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系确定待测瓷绝缘子的裂纹位置。此外，本专利技术还提供了一种瓷绝缘子裂纹检测系统，包括:加速度传感器、数据采集装置以及瓷绝缘子裂纹检测计算机，所述加速度传感器通过数据采集装置与瓷绝缘子裂纹检测计算机相连接；其中，所述加速度传感器，用于采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子的响应信号；数据采集装置，用于接收采集到的模态分析实验中待检测瓷绝缘子的响应信号；所述瓷绝缘子裂纹检测计算机包括:模型建立模块，用于根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；固有频率计算模块，用于根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号、有限元模型分别确定待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率；结果生成模块，用于根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率和预先获取的瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系确定待测瓷绝缘子的裂纹位置。本专利技术利用力学分析计算获得不同裂纹位置和大小对瓷绝缘子固有频率的影响，然后利用模态测试分析方法获取完好的绝缘子和带裂纹绝缘子的固有频率，综合力学分析计算结果与模态测试结果，建立含裂纹瓷绝缘子的有限元模型，分析不同裂纹位置和大小对瓷绝缘子固有频率的影响，从而达到检测瓷绝缘子裂纹的目的，提高瓷绝缘子的安全可靠性。为让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术公开了一种瓷绝缘子裂纹检测方法的流程图；图2为预先获取瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系的流程图；图3为本专利技术的瓷绝缘子裂纹检测装置的框图；图4为本专利技术的瓷绝缘子裂纹检测装置一实施方式的示意图；图5为本专利技术一种瓷绝缘子裂纹检测系统的示意图；图6为本专利技术实施例中瓷绝缘子裂纹检测计算机的功能框图；图7为本专利技术根据裂纹位置确定固有频率的力学分析框架；图8为运用集中柔度模型结合解析方法列振动方程求解的示意图；图9为本专利技术实施例中锤击测试绝缘子简化建模；图10为本专利技术实施例中一绝缘子的示意图。【具体实施方式】下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术公开了一种瓷绝缘子裂纹检测方法，包括:步骤S101，采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号；步骤S102，根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；步骤S103，根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号、有限元模型分别确定待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率；步骤S104，根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率和预先获取的瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系确定待测瓷绝缘子的裂纹位置。其中，如图2所示，预先获取瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系，具体包括:步骤S201，将瓷绝缘子简化为弹性铰模型；步骤S202，利用集中柔度模型模拟瓷绝缘子的裂纹计算瓷绝缘子的裂纹引起的局部柔度；步骤S203，根据所述裂纹引起的局部柔度确定所述弹性铰模型的刚度系数；步骤S204，根据所述弹性铰模型的刚度系数、振动模态函数及无裂纹瓷绝缘子的固有频率确定瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置的关系。同时，本专利技术还提供了一种瓷绝缘子裂纹检测装置，如图3所示，本专利技术的瓷绝缘子裂纹检测装置包括:信号采集模块301，用于采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号；模型建立模块302，根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；固有频率计算模块303，用于根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瓷绝缘子裂纹检测方法，其特征在于，所述的方法包括：采集模态分析实验中待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号；根据瓷绝缘子的物理属性建立瓷绝缘子的有限元模型对瓷绝缘子进行模态分析；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的响应信号、有限元模型分别确定待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率；根据所述待检测瓷绝缘子和无裂纹瓷绝缘子的固有频率和预先获取的瓷绝缘子的固有频率与裂纹位置关系确定待测瓷绝缘子的裂纹位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王春水，胡先龙，刘建屏，苏德瑞，陈君平，季昌国，杨斌，
申请(专利权)人：国家电网公司，华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：