[发明专利]基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测系统及检测方法

说明书

本发明公开了基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测系统及检测方法，涉及电力检修作业的领域。基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测系统，包括：力锤、振动加速度传感器、采集卡和上位机，所述力锤和所述振动加速度传感器分别设置于盆式绝缘子的两端，并且所述力锤和所述振动加速度传感器均通过所述采集卡与所述上位机相连接。本发明实施例中所提供的基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测系统及检测方法，能够在GIS设备运行阶段对盆式绝缘子表面状态进行检测。

技术领域

本申请涉及电力检修作业的领域，尤其是涉及基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测系统及检测方法。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear，GIS)具有占地面积和空间小、安装快、受外界环境干扰小、运行安全可靠、维护工作量少、检修周期长等优点，因而在电网中得到了广泛的应用。参照图1，GIS包括外壳6，盆式绝缘子5设置于外壳6之中。

GIS在工厂中制造之后，通过运输单元的方式运往安装工地。GIS设备在运输、储存和安装中极易进入各种粉尘、颗粒等异物，这些异物在电场的作用下会逐渐向盆式绝缘子聚集，并在盆式绝缘子上形成表面污秽物，并极易导致绝缘子闪络。

运行过程中导致GIS盆式绝缘子闪络的主要原因就是其表面状态的改变。表面状态改变主要包括表面附着污秽、表面有气泡、表面有裂纹以及表面有金属杂质。同时，由于GIS采用全密封结构，目前难以直接观测盆式绝缘子的表面状况，所采用的手段也仅限于局部放电检测。因此，目前急需一种能够在GIS设备运行阶段就可对其表面状态进行检测的系统及方法。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测系统及检测方法，能够在GIS设备运行阶段对盆式绝缘子表面状态进行检测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测系统，包括：力锤、振动加速度传感器、采集卡和上位机，所述力锤和所述振动加速度传感器分别设置于盆式绝缘子的两端，并且所述力锤和所述振动加速度传感器均通过所述采集卡与所述上位机相连接。

在一些实施例中，所述力锤用于产生激励信号。

在一些实施例中，所述振动加速度传感器用于接收响应信号。

在一些实施例中，所述采集卡用于采集所述力锤施加的所述激励信号、以及所述振动加速度传感器接收到的所述响应信号。

在一些实施例中，所述上位机用于处理所述激励信号和所述响应信号，根据所述激励信号和所述响应信号构建传递函数，获得所述盆式绝缘子的传递函数曲线。

在一些实施例中，所述力锤采用SALC05KE力锤；所述振动加速度传感器采用15117振动加速度传感器；所述采集卡采用UA328采集卡。

本发明的一些实施例还提供了基于模态分析的盆式绝缘子表面状态检测方法，采用如上任一项所述的检测系统，所述检测方法包括以下步骤：在盆式绝缘子上设置激励点与响应点；采用力锤作为激励信号敲击所述激励点，并采用振动加速度传感器接收所述响应点处的响应信号；根据所述激励信号和所述响应信号构建传递函数，获得所述盆式绝缘子的传递函数曲线。

在一些实施例中，所述根据所述激励信号和所述响应信号构建传递函数，获得所述盆式绝缘子的传递函数曲线，包括：将所述激励信号进行傅里叶变换，得到力锤激励信号的频域函数S(ω)；将所述响应信号进行傅里叶变换，得到振动响应信号的频域函数R(ω)；计算传递函数H(ω)：

。

在一些实施例中，所述检测方法还包括：将所述激励信号和所述响应信号进行滤波处理。

在一些实施例中，所述激励点与所述响应点分别位于所述盆式绝缘子的两端，且两者关于所述盆式绝缘子的中心轴对称设置。