一种非接触式的gil振动检测方法及装置
阅读说明：本技术 一种非接触式的gil振动检测方法及装置 (Non-contact GIL vibration detection method and device ) 是由 赵科 李洪涛 高山 杨景刚 丁然 陈少波 刘咏飞 杨騉 马径坦 刘媛 李玉杰 于 2021-06-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开的了一种非接触式的GIL振动检测方法及装置,所述装置包括待测GIL间隔、激光器、振动补偿模块、摇臂支架、位移平台、信号解调模块、故障诊断模块、移动智能终端以及数据存储及通信模块。激光器以及安装于其下端的振动补偿模块通过摇臂支架和位移平台连接,激光器将所测数据传输至信号解调模块、故障诊断模块、移动智能终端以及数据存储及通信模块。本发明可实现对气体绝缘金属封闭输电线路在非接触状态下的振动状态检测,针对不同的特征断面,获取运行中GIL各个特征断面上的振动特性在空间维度上的对应关系,确定外壳的振动测点分布,对所分析的设备振动分布信息以及诊断结果进行直观的显示。(The invention discloses a non-contact GIL vibration detection method and a non-contact GIL vibration detection device. The laser and the vibration compensation module installed at the lower end of the laser are connected with the displacement platform through the rocker arm support, and the laser transmits measured data to the signal demodulation module, the fault diagnosis module, the mobile intelligent terminal and the data storage and communication module. The invention can realize the vibration state detection of the gas insulated metal closed transmission line in a non-contact state, acquire the corresponding relation of the vibration characteristics on each characteristic section of the GIL in operation on the space dimension aiming at different characteristic sections, determine the distribution of vibration measuring points of the shell and visually display the analyzed equipment vibration distribution information and the diagnosis result.)
技术领域
本发明属于本发明涉及电力设备技术领域，特别是涉及一种非接触式的GIL振动检测方法及装置。
背景技术
随着科学进步和社会的发展，对电力设备的维护要求也不断提高，主要体现在对不间断运行的电力设备的维护也越来越高。GIL是在GIS的基础上研发的气体绝缘输电线路，在大规模离岸风电、核电、地下输电、变电站改扩建、特高压输电以及复杂输电线路交叉跨越等特殊工程应用中，是架空线路的有效替代方案。近年来，随着我国对GIL技术的运用越来越频繁，对GIL投入的资源比重越来越大，对设备是否能够安全稳定运行也越来越重视。对GIL来说，准确检测并发现GIL外壳的振动状态是预防并处理设备潜在问题的关键，对设备的安全可靠运行起着至关重要的作用。
目前针对GIL振动状态的检测方法，如接触式加速度传感器GIL振动检测技术在操作距离和适用范围方面均有一定的不足， GIL线路往往包含数百个标准间隔，单个间隔长度可达数十米，采用单点接触式加速度传感器存在测点众多，检测系统成本高昂，测量效率低下的不足，同时由于GIL为压力容器且运行电压等级较高，一旦设备发生故障，对设备本身和现场的运维人员均会造成严重后果。因此需要一种非接触式的振动监测装置，通过这一装置，检测GIL设备在运行过程中的振动情况，为设备的安全维护提供技术保障。
发明内容
本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述,或者可从该描述显而易见,目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种非接触式的GIL振动检测方法及装置。
第一方面，本发明提供一种非接触式的GIL振动检测方法，包括以下步骤：
S01：将激光器对准待测GIL间隔的特征断面；
S02：根据不同检测断面，选择激光点的扫描路径及扫描范围；
S03：收集所扫描测点的光波信号，对所述光波信号进行滤波降噪以及解调处理，获得各个测点的振动数据；
S04：对每个测点进行GIL振动时频特征及空间振动分析，通过对所测断面各测点振动信息的叠加，得到GIL对应检测断面的时频特征和振动分布。
进一步地，在现场测试中，根据待测GIL间隔敷设高度以及电压等级的不同，调整激光器与待测设备的相对位置，竖直方向配置0.6m、1.2m、1.8m的高度调整挡位，摇臂旋转方向满足0°~180°的旋转范围，使本装置能够最大限度的扫描待测GIL设备。
进一步地，针对待测GIL不同的特征断面（如法兰侧、波纹管侧及盆式绝缘子侧等），确定激光的单点扫描路径和扫描点数；根据装置在待测设备的激光点扫描结果，获取待测GIL对应特征断面的振动测点分布；对每个振动测点信号进行降噪滤波与解调，获得各个测点的振动数据。
进一步地，对各个测点的振动数据进行叠加，获得待测GIL对应特征断面的时频特征及空间振动分布，将其与该振动分布对应的物理现象结合，构建出所测断面振动特征与外部机械缺陷的关系，建立缺陷数据库训练深度学习神经网络，实现GIL内外部机械缺陷与多元融合振动特征的关联。
第二方面，本发明还提供一种实现上述方法的一种非接触式的GIL振动检测装置，所述装置包括：
待测GIL间隔、激光器、振动补偿模块、摇臂支架、位移平台、信号解调模块、故障诊断模块、移动智能终端以及数据存储及通信模块；
所述激光器以及安装于其下端的所述振动补偿模块通过摇臂支架和位移平台连接，所述激光器所测数据传输至所述信号解调模块、所述故障诊断模块、所述移动智能终端以及所述数据存储及通信模块；
所述激光器用于对待测GIL间隔的特征断面进行扫描；所述摇臂支架旋转方向满足0°~180°的旋转范围，使所述激光器能够最大限度的扫描待测GIL设备；所述振动补偿模块及所述信号解调模块用于对每个振动测点信号进行降噪滤波与解调，获得各个测点的振动数据，对各个测点的振动数据进行叠加，获得待测GIL对应特征断面的时频特征及空间振动分布；所述故障诊断模块用于构建所测断面振动特征与外部机械缺陷的关系，获得所测GIL断面的故障分析；所述移动智能终端用于故障诊断结构显示；所述数据存储及通信模块用于数据存储及通信。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明可实现对气体绝缘金属封闭输电线路在非接触状态下的振动状态检测，获取运行中GIL振动特性在空间维度上的对应关系，确定外壳的振动测点分布，对所分析的设备振动分布信息以及诊断结果进行直观的显示。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种非接触式GIL振动检测装置方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种非接触式GIL振动检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1，一种非接触式的GIL振动检测方法，包括以下步骤：
S01：将激光器对准待测GIL间隔的特征断面；
作为一个实施例，根据待测GIL间隔敷设高度以及电压等级的不同，调整激光器与待测设备的相对位置，竖直方向配置0.6m、1.2m、1.8m的高度调整挡位，待测断面与激光器的检测距离不小于20m。
S02：根据不同检测断面，选择激光点的扫描路径及扫描范围；
作为一个实施例，针对待测GIL不同的特征断面（如法兰侧、波纹管侧及盆式绝缘子侧等），确定激光的单点扫描路径和扫描点数，旋转方向满足0°~180°的旋转范围，使本装置能够最大限度的扫描待测GIL设备。
S03：收集所扫描测点的光波信号，对其进行滤波降噪以及解调处理，获得各个测点的振动数据；
根据待测设备断面的激光点扫描结果，获取待测GIL对应特征断面的振动测点分布；通过信号解调模块对每个振动测点信号进行降噪滤波与解调，获得各个测点的振动数据。
S04：对每个测点进行GIL振动时频特征及空间振动分析，通过对所测断面各测点振动信息的叠加，得到GIL对应检测断面的振动分布；
对各个测点的振动数据进行叠加，获得待测GIL对应特征断面的时频特征及空间振动分布，将装置收集的振动信息与该振动分布对应的物理现象结合，通过故障诊断模块构建出所测断面振动特征与外部机械缺陷的关系，建立缺陷数据库训练深度学习神经网络，实现GIL内外部机械缺陷与多元融合振动特征的关联，得出所测GIL断面的故障分析及诊断结果并显示。
作为一个实施例，图2展示了一种非接触式的GIL振动检测装置的示意图，该装置实现上述非接触式的GIL振动检测方法，包括：
待测GIL间隔1、激光器2、振动补偿模块3、摇臂支架4、位移平台5、信号解调模块6、故障诊断模块7、移动智能终端8以及数据存储及通信模块9。装置中的激光器2以及安装于其下端的振动补偿模块3通过摇臂支架4和位移平台5连接，激光器2所测数据传输至信号解调模块6、故障诊断模块7、移动智能终端8以及数据存储及通信模块9。
激光器2用于对待测GIL间隔1的特征断面进行扫描；所述摇臂支架4旋转方向满足0°~180°的旋转范围，使所述激光器2能够最大限度的扫描待测GIL设备；所述振动补偿模块3及所述信号解调模块6用于对每个振动测点信号进行降噪滤波与解调，获得各个测点的振动数据，对各个测点的振动数据进行叠加，获得待测GIL对应特征断面的时频特征及空间振动分布；所述故障诊断模块7用于构建所测断面振动特征与外部机械缺陷的关系，获得所测GIL断面的故障分析；所述移动智能终端8用于故障诊断结构显示；所述数据存储及通信模块9用于数据存储及通信。
在现场测试中，根据待测GIL间隔敷设高度以及电压等级的不同，调整本装置与待测设备的相对位置；针对待测GIL不同的特征断面，确定激光的单点扫描路径和扫描点数；根据装置在待测设备的激光点扫描结果，获取待测GIL对应特征断面的振动测点分布；对每个振动测点信号进行降噪滤波与解调，获得各个测点的振动情况。将各个测点的振动数据进行叠加，获得待测GIL对应特征断面的时频特征及空间振动分布，将其与该振动分布对应的物理现象结合，构建出所测断面振动特征与外部机械缺陷的关系，得出所测GIL断面的故障分析及诊断结果并显示。
本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
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