[发明专利]基于超声波的盆式绝缘子法兰螺栓松动监测方法及系统

说明书

本发明公开了基于超声波的盆式绝缘子法兰螺栓松动监测方法及系统，涉及电力装备状态监测领域，步骤如下：S1、将盆式绝缘子法兰螺栓松动时测得的超声信号和螺栓未松动时测得的超声信号进行均方根偏差计算；S2、根据步骤S1中均方根偏差变化，判断松动螺栓的数目和位置。本发明发射件和接收件与法兰紧密贴合，通过超声仪器发射和接收超声信号，利用螺栓松动和为松动时超声信号幅值的变化进行均方根偏差计算，确定松动螺栓的数量和位置。

技术领域

本发明涉及电力装备状态监测技术领域，尤其涉及一种基于超声波的盆式绝缘子法兰螺栓松动监测方法及系统。

背景技术

随着我国超高压和特高压电网的高速发展，GIS以其卓越的性能被广泛应用于各级变电站中。在GIS设备中，盆式绝缘子起到了机械支撑、气室隔离以及绝缘等作用，是GIS设备的重要组成部分。在GIS工作过程中，盆式绝缘子除了要受到断路器故障分闸电动力的作用，还要承受正常分合闸机械振动的影响，这些异常的振动对盆式绝缘子危害极大，可能会引起螺栓松动，使绝缘子变形、形成裂纹，从而导致气体泄漏，压力下降，造成绝缘事故，严重时会导致电力中断。由此可见，GIS盆式绝缘子螺栓状态是影响GIS工作可靠性的关键环节。

在螺栓松动状态监测方面，国内外产生了一系列研究成果，应用较多的监测方法有扭矩扳手法、应变片测量法、机电阻抗法、声弹性效应法等。上述螺栓松动状态监测方法多适用于理想平板间的螺栓结构，目前国内外对于 GIS机械故障监测技术方面的研究较少，针对盆式绝缘子法兰螺栓松动监测的研究更是鲜有报道。

因此，提供一种对盆式绝缘子紧固螺栓松动的监测，来解决现有技术中所存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于超声波的盆式绝缘子法兰螺栓松动监测方法，适用于结构复杂的螺栓结构，方便、快速和有效的实现紧固螺栓松动的监测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于超声波的盆式绝缘子法兰螺栓松动监测方法，包括以下步骤：

S1、将盆式绝缘子法兰螺栓松动时测得的超声信号和螺栓未松动时测得的超声信号进行均方根偏差计算；

S2、根据步骤S1中均方根偏差变化，判断松动螺栓的数目和位置。

优选的，在步骤S1之前还包括：

将发射件、接收件分别设置待测螺栓所连接的法兰两侧；发射件与超声信号仪的输出端连接，接收件与超声信号仪的输入端连接；超声信号仪将激励信号施加到发射件上，发射件产生超声信号，通过接收件接收当前透过盆式绝缘子法兰的超声信号。

优选的，发射件和接收件分布在待测螺栓所连接的法兰两侧。

优选的，盆式绝缘子法兰为GIS盆式绝缘子法兰。

优选的，步骤S1中均方根偏差计算公式为：

式中：V_i为螺栓松动状态下的超声信号幅值；V_0i为螺栓标准扭矩下的超声信号幅值；N为超声信号时域内数据点个数。

优选的，步骤S1中，盆式绝缘子法兰螺栓松动后，透射过法兰接触面的超声信号幅值与未松动时相比幅值减小。

优选的，发射件、接收件与待测法兰之间涂抹超声耦合剂。

优选的，发射件、接收件为压电传感器。

基于超声波的盆式绝缘子法兰螺栓松动监测系统，包括：基准信号模块、透射超声信号获取模块、均方根偏差计算模块和螺栓松动判断模块；

透射超声信号获取模块，用于获取透过法兰的超声信号；