[发明专利]一种输电导线的超声导波无损检测装置及损伤识别方法

说明书

本发明涉及一种输电导线的超声导波无损检测装置，包括控制器和超声导波检测组件，超声导波检测组件包括磁铁、第一线圈和第二线圈，第一线圈和磁铁形成一个电磁超声导波检测机构，第二线圈和磁铁形成一个洛伦兹力超声导波检测机构，本发明的优点：通过电磁超声导波检测机构和洛伦兹力超声导波检测机构分别对输电导线的铝绞线结构层和钢芯结构层进行检测，由于超声导波适用于长距离检测，可在一端安装实现对输电导线的无损检测，并通过控制器实现检测信号的实时接收，从而实现了对输电导线的钢芯铝绞线外层铝线和内层钢芯结构层的损伤检测，另外，本发明还提供了一种输电导线的损伤识别方法，用于处理上述超声导波无损检测装置发出的信号。

技术领域

本发明涉及一种输电导线的超声导波无损检测装置及损伤识别方法。

背景技术

输电导线在输电网络中跨越长距离传输电力，是基础设施建设中能源配置的核心骨架，在输电导线的服役过程中，由于跨度较大，且大面积的暴露在环境中，容易受到各种因素的影响，如拉应力和电压应力的影响，环境中风致振动、结冰、挂冰融化和雷击的影响，以及可能存在由人为形成的损伤破坏。当输电导线本身存在初始结构制造缺陷时，在外在因素的影响下，缺陷会进一步扩大和发展，从而出现保护层断裂、结构丝发生破坏(扭断、断裂、腐蚀、老化)以及接地导线的松动和断裂，并最终导致结构故障和失效。这些损伤破坏首先会出现在外围铝绞线层，在这一阶段如果不采取适当的保护措施，损伤会进一步的发展最终导致作为承力部件的钢芯发生结构失效，当钢芯部分发生破坏时，会造成非常严重的安全威胁和事故问题。

通常的输电导线检测方法有：人工目视检测法(直升机辅助)、射频噪声监测、涡流检测、红外系统监测等等。但是这些方法都存在着一定程度的缺陷，在普适性、操作难度、检测精度上有着难以避免的问题存在，如人工目视检测法(直升机辅助)，人工目视检查耗时长，效率低，且容易出现人为的误判，在空中采用直升机辅助检测还易因直升机故障坠亡造成检测人员的伤亡。

发明内容

本发明所要达到的目的就是提供一种输电导线的超声导波无损检测装置，能同时对输电导线的钢芯铝绞线的不同结构层进行检测，简化了操作难度。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种输电导线的超声导波无损检测装置，包括控制器和安装在输电导线上的超声导波检测组件，所述超声导波检测组件包括磁铁以及分别缠绕在输电导线上的第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和磁铁形成一个用于检测输电导线的铝绞线结构层的电磁超声导波检测机构，所述第二线圈和磁铁形成一个用于检测输电导线的钢芯结构层的洛伦兹力超声导波检测机构，所述电磁超声导波检测机构和洛伦兹力超声导波检测机构均包括激发端和接收端，所述接收端与控制器相连，所述控制器上还连接有对信号进行处理和分析的PC机。

优选的，所述磁铁还包括套设置在输电导线上的安装环，所述磁铁一体成型在安装环的内侧壁上。

优选的，所述磁铁包括N极和S极，所述N极设置在安装环的一端，所述S极设置在安装环的另一端。

优选的，所述接收端通过导线与控制器相连。

另外，本发明还提供了一种输电导线的损伤识别方法，用于处理上述所述的超声导波无损检测装置发出的信号，所述损伤识别方法依次包括以下步骤：

步骤一：建立不同材料不同传播距离的超声导波传播的波形字典矩阵，得到不同传播距离的波形向量d_m，以及所有传播距离的波形向量构成字典矩阵D，其中：

其中，

步骤二:基于步骤一获取的字典矩阵D对实际接收的信号y进行稀疏贝叶斯学习，其线性模型为：y＝Dw，即：

其中：y为检测得到的信号，w为波形匹配的权重；