Page 100 - 无损检测2021年第五期

综 述

DOI : 10.11973 / ws j c202105013

机器学习在复合绝缘子缺陷超声检测中的

应用与展望

孙洪宇 ,彭丽莎 ,屈凯峰 ,王 珅 ,赵 伟 ,黄松岭 1

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( 1. 清华大学 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室, 北京 100084 ;

2. 北京云道智造科技有限公司, 北京 100190 )
摘 要:在综述不同无损检测方法的基础上, 重点介绍了 3 种复合绝缘子缺陷的超声检测方

法, 分析了各自的优势和不足, 并讨论了基于机器学习原理的超声检测缺陷识别方法, 总结了深度
学习在超声缺陷识别预测中的优势, 探讨了基于深度学习的复合绝缘子超声检测中的 3 大难题, 给
出了可行的解决策略, 可为该领域的进一步研究提供技术参考。

关键词:绝缘设备;复合绝缘子;超声检测;机器学习;深度学习

中图分类号: O347 ; TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2021 ) 05-0058-06

A pp licationandp ros p ectofmachinelearnin g inultrasonictestin g ofcom p ositeinsulatordefects

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SUNHon gy u , PENGLisha , UKaifen g 2 , WANGShen , ZHAO Wei , HUANGSon g lin g 1
Q

( 1.StateKe yLaborator yofPowerS y stemandGenerationE q ui p mentControlandSimulation , Tsin g huaUniversit y ,

Bei j in g100084 , China ; 2.Bei j in gYundaoZhizaoTechnolo gyCo. , Ltd. , Bei j in g100190 , China )

Abstract : Basedonareviewofdifferentnondestructivetestin gmethods , wefocusedonthreeultrasonictestin g

methodsforcom p ositeinsulatordefectsandanal y zedtheirres p ectiveadvanta g esand disadvanta g es. Wealso

discussedtheultrasonicdefectidentification method basedonthe machinelearnin g p rinci p le , summarizedthe

advanta g esofdee p learnin g inultrasonicdefectreco g nitionandp rediction , anddiscussedthethreema j orp roblems

intheultrasonictestin g ofcom p ositeinsulatorsbasedondee p learnin g .Finall y , afeasiblesolutionstrate gy is g iven ,

whichcanp rovideatechnicalreferenceforfurtherresearchinthisfield.

Ke ywords : insulatin ge q ui p ment ; com p ositeinsulator ; ultrasonictestin g ; machinelearnin g ; dee p learnin g
作为一种重要的输电网电气绝缘设备, 绝缘子 兼具高机械强度、 高便携度以及高环境耐受度等优
在保证电力系统安全稳定运行方面发挥着 重要作 点 [ 4 ] , 但是, 复合绝缘子在使用过程中由于环境的污
用。绝缘子在实现输电线路隔离的同时, 也为输电 染和服役时间的增加, 将不可避免地出现故障, 影响
线路提供了机械支撑, 使其在相对恶劣的环境中仍 输电线路的绝缘性能 [ 5 ] , 因此, 对复合绝缘子进行质
能安全可靠地运行 [ 1-3 ] 。与传统的玻璃绝缘子和瓷 量检测是保障其安全运行的必要前提。目前用于复
绝缘子不同, 复合绝缘子以橡胶等聚合物为主要材 合绝缘子缺陷检测的方法有: 适用于端部金具的射
料, 凭借其优异的防污闪性能得到了广泛应用。其 线检测、 磁粉检测和涡流检测; 适用于芯棒压接的声
发射检测; 适用于复合绝缘子内部缺陷的超声检测。
收稿日期: 2020-10-23
此外, 其它检测手段如喷水法、 观察法、 红外成像法、
基金项目: 国家自然科学基金项目( 52077110 ); 国家自然科学基
电晕放电法等, 在复合绝缘子检测领域也具有一定
金青年项目( 52007088 )
的应用价值 [ 6 ] 。
作者简介: 孙洪宇( 1993- ), 男, 博士研究生, 主要研究方向为超
超声检测方法由于具有高灵敏度、 高检测速度
声无损检测、 声学超材料、 等离子体物理和深度学习
通信作者: 黄松岭, 博士, 主要研究方向为电磁测量与无损检测 以及高缺陷识别率等优点, 在复合绝缘子无损检测
技术, huan g slin g @tsin g hua.edu.cn 中得到了大量的应用 [ 7 ] 。超声检测可以对绝缘子内
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2021 年 第 43 卷 第 5 期

无损检测