[发明专利]一种瓷套模态测试方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及特高压输电设备制造领域，尤其涉及一种瓷套模态测试方法、装置及 系统。

背景技术

高压瓷套(以下简称瓷套)主要用于输变电设备引线的绝缘支撑或作绝缘容器用， 瓷套适用于环境温度为-40℃至相应标准规定的正值温度。瓷套按使用特点可分为普 通型和耐污型，或者分为平原型和高原型。瓷套的内外表面一般为棕釉，根据用户需 求也可为其它釉色，瓷套的伞形可为普通伞或开放型大小伞，也可按用户需求制成其 它形状。对于机械强度要求高的瓷套一般选用高强瓷制作，这种瓷氧化铝含量较高， 具有相当好的机械强度和热稳定性能，可以确保产品具有优良的内水压强度，弯曲强 度以及长期运行可靠度，对于气压瓷套为保证气密性，瓷套两端均经过精密的研磨加 工。

目前国内外有很多瓷套模态测试方法，由于高压瓷套的类型较多，其内部为空心， 填充物一般是空气或油等物质。因此，无损检测方法难以在带电情况下开展检测工作。 通常的瓷套模态测试主要采用常规的无损检测方法，包括超声波探伤等方法。这些传 统的无损检测技术无法在瓷套服役过程中(即带电情况下)开展检测。

针对相关技术中瓷套模态测试方法无法带电检测的问题，目前尚未提出有效的解 决方案。

发明内容

本发明提供了一种瓷套模态测试方法、装置及系统，以至少解决相关技术中瓷套 模态测试方法无法带电检测的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种瓷套模态测试方法，其中，该方法包括：

获取瓷套上多个测试点处由于力锤多次锤击所产生的振动响应数据以及锤击力 度信息；基于所述振动响应数据和所述锤击力度信息建立瓷套的模态分析有限元模 型；对所述模态分析有限元模型进行仿真，得到瓷套的全频率内的模态振型。

优选地，在获取瓷套上多个测试点处由于力锤多次锤击所产生的振动响应数据之 前，所述方法还包括：根据所述瓷套的大小及测试要求从所述瓷套的底部至顶部进行 网格划分，得到多个所述测试点，多个所述测试点沿着所述瓷套轴向分布。

优选地，所述瓷套的每个测试点处对应安装有一个三向加速度传感器；获取瓷套 上多个测试点处由于力锤多次锤击所产生的振动响应数据，包括：利用所述三向加速 度传感器采集所述振动响应数据。

优选地，所述力锤多次锤击所述瓷套的位置为激励位置；其中，所述激励位置位 于所述瓷套下方的法兰处。

优选地，基于所述振动响应数据和所述锤击力度信息建立瓷套的模态分析有限元 模型，包括：基于所述振动响应数据和所述锤击力度信息生成频响曲线、力衰减曲线 和频响函数曲线；其中，所述振动响应数据与所述锤击力度信息为一一对应的映射关 系；将所述频响曲线、所述力衰减曲线和所述频响函数曲线中的数据叠加，建立所述 模态分析有限元模型。

优选地，还包括：根据所述映射关系控制所述力锤的锤击力度，以控制所述振动 响应数据。

优选地，对所述模态分析有限元模型进行仿真，得到瓷套的全频率内的模态振型， 包括：利用有限元仿真软件对所述模态分析有限元模型进行仿真，得到所述瓷套的 0～10000Hz内的模态振型及其频率。

根据本发明的另一个方面，提供了一种瓷套模态测试装置，其中，该装置包括： 数据获取模块，用于获取瓷套上多个测试点处由于力锤多次锤击所产生的振动响应数 据以及锤击力度信息；模型构建模块，用于基于所述振动响应数据和所述锤击力度信 息建立瓷套的模态分析有限元模型；仿真模块，用于对所述模态分析有限元模型进行 仿真，得到瓷套的全频率内的模态振型。

优选地，所述模型构建模块包括：曲线生成单元，用于基于所述振动响应数据和 所述锤击力度信息生成频响曲线、力衰减曲线和频响函数曲线；其中，所述振动响应 数据与所述锤击力度信息为一一对应的映射关系；模型建立单元，用于将所述频响曲 线、所述力衰减曲线和所述频响函数曲线中的数据叠加，建立所述模态分析有限元模 型。

优选地，所述仿真模块，还用于利用有限元仿真软件对所述模态分析有限元模型 进行仿真，得到所述瓷套的0～10000Hz内的模态振型及其频率。