[发明专利]一种绝缘子自动探伤检测仪及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝缘子自动探伤检测仪及检测方法，它是一种基于超声波探伤和红外成像探伤的检测装置。该装置能够远距离，不断电并且实时地检测绝缘子是否发生故障，并对接受信号进行分析以及判断，从而实现对绝缘子实时的检测和报警。其中包括图像处理、数据采集、数据处理、总线与接口技术等。该装置属于参数测量与监测类装置技术领域。

背景技术

绝缘子是电网中尤其是输电线路的主要绝缘部件，是保障电气性能的关键部件。运行中的绝缘子长期工作于强电场、机械应力、污秽及温湿度等共存的复杂环境中，出现故障的几率很大。随着运行时间的增加，受机电联合作用，绝缘子的绝缘性能和机械性能均会下降。近年来，因高压支柱绝缘子损坏而造成的电力事故频繁发生。瓷绝缘子的断裂，造成设备损坏甚至人身伤害事故。使变电站供电线路部分或全部停电，造成巨大经济损失和社会影响。因此，为了提高绝缘子的可靠性，需要在绝缘子发生故障以前，对绝缘子进行必要的检查和维修，避免故障的发生。

绝缘子在运行过程中会一直暴露在空气中，大气中的悬浮颗粒沉积在绝缘子表面, 日积月累形成成绝缘水平下降，甚至发生闪络，这被称为污秽放电。在放电过程中，带电质点在电场作用下加速， 电弧产生高温，空气分子剧烈的热运动，与放电通道相邻的空气产生了压力，使之向外运动，而由于空气的弹性阻力，使这部分空气在平衡位置附近产生振动，并通过相邻空气媒质一直传播下去, 形成声波。由于放电的时间非常短，因此产生的声波的频谱很宽，可以从几十Hz至几MHz。因此，检测绝缘子部位是否有超声波信号发出是绝缘子检测中的一项重要内容。

目前，对于高压电线连接塔上的绝缘子检测方式主要是利用超声波传感器进行接触式探伤，如横波探伤和纵波探伤。因此只能进行断电后离线检测，缺少灵活、高效的在线实时监测装置。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种绝缘子自动探伤检测仪及检测方法，利用超声波探伤，检测绝缘子部位是否有超声波信号的发出，再利用红外成像技术，对绝缘子进行成像处理，检测绝缘子表面热场变化是否存在异常现象，从而判断绝缘子是否发生故障。这种方案克服了常规技术即接触式检测方法的弊端，做到了无需断电的在线实时检测，而且用两种技术手段保障了结果的准确性，提高了检测准确率。

本发明的技术解决方案是：

一种绝缘子自动探伤检测仪，其特殊之处在于：

具有依次连接的超声波接收模块、信号调理单元、模数转换单元，依次连接的红外机芯、数字接收模块，连接在模数转换单元和数字接收模块输出端的信号处理模块，与信号处理模块连接的数据存储单元、SD存储卡和用来输入设置参数的键盘，接在信号处理模块输出端的故障报警单元、显示单元，为超声波接收模块、信号处理模块、信号调理单元、数据存储单元提供电源的电源模块。

超声波接收模块采用型号为DYA-40-12的超声波传感器。

模数转换单元由信号处理模块用SPI总线进行配置。

信号调理单元由前置放大电路、滤波电路和后置放大电路组成。

数据存储单元采用FLASH存储器。

显示单元为LCD显示屏。

一种绝缘子自动探伤检测方法，其特殊之处在于：

1、采用如上述绝缘子自动探伤检测仪；

2、超声波探伤，由超声波接收模块接收故障绝缘子所发出的超声波信号，并将信号强度转化为相对的电压值，经过信号调理单元调理后进行AD采样，将模拟信号转换为数字信号送入信号处理模块，并将数据存入数据存储单元，由信号处理模块调用数据存储单元中的数据，判断所得的超声波信号的大小是否超过阈值，再将结果由显示单元显示，如果超过阈值判断有故障，由故障报警单元报警；

3、红外探伤，由红外机芯感知外界红外辐射情况，并以整列图像的形式将目标显示出来，通过LVDS协议传输16bits数字图像信息，数字接收模块完成通信接口协议并将接收到的数据发送到信号处理模块，由信号处理模块完成对数据的处理及分析，将红外图像以及分析结果由显示单元显示出来并且存储到SD存储卡中，如果有故障则报警并由显示单元显示出红外图像并且标示出故障位置。

信号处理模块对数据进行处理及分析时，首先进行图像滤波、图像分割，得到超声波探伤故障区域的绝缘子红外图像，转化为二值化图像，分析图像，判断是否正常，如正常显示正常红外图像，如果不正常标示问题区域并由故障报警电路报警。

数据存储单元采用FLASH存储器。