Page 89 - 无损检测2025年第三期

试验研究
试验研究

DOI：10.11973/wsjc240455

基于 SSA-VMD-DTW 的绝缘子脱黏缺陷成像

周志鹏，陈友兴，王召巴，逯丰亮
（中北大学 信息与通信工程学院 太原 030051）

摘 要：复合绝缘子的高声衰减性和黏接结构特殊性会导致C扫描图像中出现异常高亮区域，
为了有效消除其对自动化判别的影响，提出一种基于SSA-VMD-DTW算法的C扫描成像方法。首
先，采集了3组不同距离的信号，分析对比3组原始数据的脱黏信号、界面信号和异常高亮信号，其
信号差别能够明显区分；然后，对原始信号进行SSA-VMD模态分解去噪，计算IMF2分量与标准
参考信号的DTW距离，将得到的相关系数矩阵与原始C扫描图像进行加权处理。试验结果表明，
该方法可有效消除C扫描图像中的异常高亮区域，为后续的自动化缺陷判别奠定基础，同时也为相
似结构工件的脱黏缺陷检测提供一种成像思路。
关键词：复合绝缘子；相控阵超声；脱黏缺陷；麻雀搜索算法；变分模态分解；动态时间规整

中图分类号：TB553；TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2025)03-0055-07

Imaging of insulator debonding defect based on SSA-VMD-DTW

ZHOU Zhipeng, CHEN Youxing, WANG Zhaoba, LU Fengliang
（School of Information and Communication Engineering, North University of China, Taiyuan 030051, China）
Abstract: The high attenuation of composite insulator and the specificity of bonding structure will lead to abnormal
highlight area in C-scan images. In order to effectively eliminate its influence on automatic discrimination, a C-scan imaging
algorithm based on SSA-VMD-DTW was proposed. First, three groups of original signals at different distances were
collected. The de-bonding signals, interface signals and abnormal highlight signals of the three groups of original data were
analyzed and compared, which could clearly distinguish the signal differences. Then, the original signal was denoised by
SSA-VMD mode decomposition, and the DTW distance between the IMF2 component and the standard reference signal was
calculated, and the correlation coefficient matrix was obtained and weighted with the original C-scan images. Experimental
results showed that the proposed method could effectively eliminate the abnormal highlights in C-scan images, and it laid a
foundation for the automatic defect identification and provided an imaging idea for the defect detection of similar components.
Key words: composite insulator; phased array ultrasound; debonding defect; sparrow search algorithm ; variational
mode decomposition; dynamic time warping

随着我国电力工业的高速发展，绝缘子的使用量 作工艺的特殊性，在生产过程中容易产生端部密封不
大幅增加。硅橡胶复合绝缘子因耐污闪性能高、比强 良、芯棒-护套黏接不良等缺陷；在使用过程中，受到
度高、性价比高等特点，较其他类型绝缘子的使用更 酸雨等自然因素的影响，其内部缺陷会进一步扩大，
为广泛 。然而，复合绝缘子由于材料、结构以及制 最终导致断串及芯棒击穿故障 [2-4] ，对输电线路的安
[1]
全稳定运行构成严重威胁。因此，有必要在生产端对
收稿日期：2024-09-23
复合绝缘子的黏接质量进行检测评估，防患于未然。
基金项目：山西省自然科学基金项目(20210302124202)；国家自
然基金联合基金重点支持项目(U23A20636) 目前，相关学者针对复合绝缘子内部缺陷的检
作者简介：周志鹏(1999—），男，硕士研究生，研究方向为相控阵 测提出了诸多方法，如太赫兹无损检测法 、微波致
[5]
超声检测
热检测法 、超声导波检测法 、错位散斑干涉检测
[7]
[6]
通信作者：陈友兴(1978—），男，教授，博士，研究方向为自动化
法 等。但上述检测方法普遍检测效率低且实际应
[8]
无损检测和信号处理，chenyouxing@nuc.edu.cn
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2025 年 第 47 卷 第 3 期
无损检测