Page 128 - 《应用声学》2023年第3期

第 42 卷 第 3 期 Vol. 42, No. 3
2023 年 5 月 Journal of Applied Acoustics May, 2023

⋄ 研究报告 ⋄

基于卷积神经网络的气体绝缘组合开关盆式

绝缘子螺栓松动检测方法 ∗

梁基重 1 葛 健 3 宋建成 3† 徐玉东 1 刘 宏 1 钟黎明 1 刘奇峰 2

(1 国网山西省电力公司电力科学研究院 太原 030001)
(2 国网吕梁供电公司 吕梁 033000)
(3 太原理工大学 矿用智能电器技术国家地方联合工程实验室 太原 030024)

摘要：盆式绝缘子是气体绝缘组合开关中的关键绝缘器件，通过螺栓与两侧气室法兰进行紧固连接，当螺栓预
紧力分布不均时会导致盆式绝缘子应力分布不均，严重时会引起绝缘子破裂，从而影响电力设备运行的安全
性和可靠性。文章搭建了盆式绝缘子螺栓松动超声波检测系统，以获取不同螺栓不同工况下的超声信号，基于
卷积神经网络对超声信号进行特征提取。实验结果表明，卷积神经网络可以自动提取盆式绝缘子螺栓松动特
征量，当迭代次数为 320、学习率为 0.001 时，10 种螺栓松动工况的识别准确率达到 100%。该检测方法可实现
对盆式绝缘子法兰螺栓松动的检测，判断螺栓松动状态，具有一定的工程实用价值。
关键词：气体绝缘组合开关；盆式绝缘子；超声波；卷积神经网络；螺栓松动检测；压电片
中图法分类号: TM930 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2023)03-0566-11
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2023.03.015

Looseness detection method of gas insulated switchgear basin insulator bolts
based on convolutional neural network

LIANG Jizhong 1 GE Jian 3 SONG Jiancheng 3 XU Yudong 1 LIU Hong 1
ZHONG Liming 1 LIU Qifeng 2

(1 State Grid Shanxi Electric Power Research Institute, Taiyuan 030001, China)
(2 State Grid Lvliang Power Supply Company Lyuliang, Lyuliang 033000, China)
(3 National & Provincial Joint Engineering Laboratory of Mining Intelligent Electrical Apparatus Technology,
Taiyuan 030024, China)

Abstract: Basin-type insulator is the key insulation device of gas insulated switchgear (GIS). It is fastened
and connected with the flanges of the gas chambers on both sides by bolts. When the bolt preload is unevenly
distributed, the stress distribution of the basin insulator will be uneven, and in severe cases, the insulator will
be cracked, which will affect the safety and reliability of power equipment operation. The article builds an
ultrasonic detection system for the looseness of flange bolts of basin insulators to obtain ultrasonic signals of
different bolts under different working conditions. The features of the ultrasonic signals are extracted based on
2022-02-09 收稿; 2022-04-12 定稿
国网山西省电力公司科技项目 (52053020000Y)
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作者简介: 梁基重 (1985– ), 男, 山西平遥人, 硕士, 助理工程师, 研究方向: 高电压与绝缘技术。
† 通信作者 E-mail: sjc6018@163.com